Вычислительные системы в АСУ

Содержание

Слайд 2

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ 1955 год – один из основных технических параметров –

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ

1955 год – один из основных технических параметров – наработка

на сбой, размер ОЗУ..
2015 год – основные технические параметры – число ядер (процессоров) их тактовая частота., ОЗУ и внешняя память.
Слайд 3

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ В СКГМИ

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ В СКГМИ

Слайд 4

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Корпоративная сеть обработки и передачи данных.

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ СОВРЕМЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Корпоративная сеть обработки и передачи данных.
«Облачные вычисления»

и «облачные хранилища данных»
Наличие беспроводных подключений
Резервное копирование, отказоустойчивые и катастрофоустойчивые решения.
Меры по обеспечению информационной безопасности.
Слайд 5

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЛИННА (1966 Г.)

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЛИННА (1966 Г.)

Слайд 6

ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ Локальная вычислительная сеть (ЛВС) покрывает обычно относительно небольшую

ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) покрывает обычно относительно небольшую территорию

или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).
Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.
Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.
Слайд 7

ПРЕИМУЩЕСТВА ЛВС: разделение ресурсов, которое позволяет экономно использовать дорогостоящее оборудование, например,

ПРЕИМУЩЕСТВА ЛВС:

разделение ресурсов, которое позволяет экономно использовать дорогостоящее оборудование, например, лазерные

принтеры, со всех присоединенных рабочих станций;
разделение данных, которое предоставляет возможность доступа и управления базами данных и элементами файловой системы с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации. При этом обеспечивается возможность администрирования доступа пользователей соответственно уровню их компетенции;
разделение программного обеспечения, которое предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;
разделение ресурсов процессора, при котором возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть
Слайд 8

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛВС Скорость передачи данных - важнейшая характеристика локальной сети;

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛВС

Скорость передачи данных - важнейшая характеристика локальной сети;
Адаптируемость -

свойство локальной сети расширяться и устанавливать рабочие станции там, где это требуется;
Надежность - свойство локальной сети сохранять полную или частичную работоспособность вне зависимости от выхода из строя некоторых узлов или конечного оборудования.
Слайд 9

ОБОРУДОВАНИЕ ЛВС активное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы, медиаконвекторы), пассивное оборудование (кабели, монтажные

ОБОРУДОВАНИЕ ЛВС

активное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы, медиаконвекторы),
пассивное оборудование (кабели, монтажные шкафы, кабельные

каналы, коммутационные панели, информационные розетки),
компьютерное и периферийное оборудование (серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры).
Слайд 10

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛВС Все современные локальные сети делятся на два вида: одноранговые

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛВС

Все современные локальные сети делятся на два вида: одноранговые локальные

сети (все компьютеры равноправны: каждый из компьютеров может быть и сервером, и клиентом) и локальные сети с цетрализованным управлением (политика безопасности общая для всех пользователей сети). В зависимости от назначения и размера локальной сети применяются либо одноранговые сети, либо сети с централизованным управлением.
Слайд 11

ЛВС ОБЕСПЕЧИВАЮТ: Распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на

ЛВС ОБЕСПЕЧИВАЮТ:

Распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на центральном ПК

и могут быть доступны на рабочих станциях, поэтому на каждом рабочем месте не надо иметь накопители для хранения одной и той же информации.
Распределение информационных и технических ресурсов (Resource Sharing). Логические диски и другие внешние запоминающие устройства (накопители на CD-ROM, DVD, ZIP и так далее); каталоги (папки) и содержащиеся в них файлы; подключенные к ПК устройства (принтеры, модемы и другие внешние устройства).
Распределение программ (Software Sharing). Все пользователи локальных вычислительных сетей могут совместно иметь доступ к программам (сетевым версиям), которые централизованно устанавливаются в сети.
Обмен сообщениями по электронной почте (Electronic Mail). Все пользователи сети могут оперативно обмениваться информацией между собой посредством передачи сообщений.
Слайд 12

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 1 Пусть: m – число однородных компьютеров ЛВС;

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 1

Пусть: m – число однородных компьютеров ЛВС; n

– число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении некоторой задачи; Т – время счета; к1 и к2 – известные константы. Взаимосвязь между вышеперечисленными параметрами задается системой (1):
Слайд 13

САМОСТОЯТЕЛЬНО 1 Пользуясь системой (1), представленной на предыдущем кадре, определить оптимальное

САМОСТОЯТЕЛЬНО 1

Пользуясь системой (1), представленной на предыдущем кадре, определить оптимальное значение

«n».
Доказать, что полученное значение оптимально.
Решить задачу для случая, когда:
k1=1; k2=9; m=12.
Учесть, что для n всегда целочисленно.
Слайд 14

САМОСТОЯТЕЛЬНО 1.1 Определить, пользуясь (1), оптимальное значение «n» по приведенным ниже данным:

САМОСТОЯТЕЛЬНО 1.1

Определить, пользуясь (1), оптимальное значение «n» по приведенным ниже

данным:
Слайд 15

САМОСТОЯТЕЛЬНО 2 Пользуясь более точной системой (2), представленной ниже, определить оптимальное

САМОСТОЯТЕЛЬНО 2

Пользуясь более точной системой (2), представленной ниже, определить оптимальное значение

«n».
Доказать, что всегда k2 = 0.
Решить задачу для случая, когда:
k1=1; k3= 0,25∙k4; k4=12; k5=3; m=12.
Слайд 16

САМОСТОЯТЕЛЬНО 2.1 Определить, пользуясь (2), оптимальное значение «n» по приведенным ниже данным:

САМОСТОЯТЕЛЬНО 2.1

Определить, пользуясь (2), оптимальное значение «n» по приведенным ниже данным:

Слайд 17

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 3 Пусть: m – число однородных компьютеров ЛВС;

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 3

Пусть: m – число однородных компьютеров ЛВС; ni

– число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении i-й задачи; Тi – время решения i-й задачи ; к1,i и к2,i – известные константы.

Для одновременно решаемых задач.

Слайд 18

МИНИМИЗАЦИЯ СТОИМОСТИ РЕШЕНИЯ ПАКЕТАЗАДАЧ В ЛВС – ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА

МИНИМИЗАЦИЯ СТОИМОСТИ РЕШЕНИЯ ПАКЕТАЗАДАЧ В ЛВС – ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА

Слайд 19

МИНИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ РЕШЕНИЯ ПАКЕТА ЗАДАЧ В ЛВС – ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА

МИНИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ РЕШЕНИЯ ПАКЕТА ЗАДАЧ В ЛВС – ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА

Слайд 20

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА РЕШЕНИЯ ПАКЕТА ЗАДАЧ В ЛВС F1 0 F2

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА РЕШЕНИЯ ПАКЕТА ЗАДАЧ В ЛВС

F1
0

F2

Слайд 21

СВЕРТКА КРИТЕРИЕВ ЗАДАЧИ (3.3)

СВЕРТКА КРИТЕРИЕВ ЗАДАЧИ (3.3)

Слайд 22

САМОСТОЯТЕЛЬНО 3.1 Определить, пользуясь (3), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже

САМОСТОЯТЕЛЬНО 3.1

Определить, пользуясь (3), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже данным:
а)

Целевая функция – минимизация стоимости решения задач, что эквивалентно сумме времен Тi .
б) Целевая функция – минимизация времени решения задач, что отвечает минимаксному критерию Т = max Ti min.
Слайд 23

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 4 Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 4

Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni –

число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении i-й задачи; Тi – время решения i-й задачи ; к1,i и к2,i – известные константы.

Для последовательно решаемых задач.

Слайд 24

САМОСТОЯТЕЛЬНО 3.1 Определить, пользуясь (4), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже

САМОСТОЯТЕЛЬНО 3.1

Определить, пользуясь (4), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже данным

при условии, что:
M = 5.
Целевая функция равна сумме времен, затраченных на решение каждой задачи.
Слайд 25

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 4 Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 4

Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni –

число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении i-й задачи; Тi – время решения i-й задачи ; к1,i и к2,i – известные константы.

Для последовательно решаемых задач.

Слайд 26

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 5 Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 5

Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni –

число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении i-й задачи; Тi – время решения i-й задачи; τi – директивное время решения i-й задачи; к1,i и к2,i – известные константы. Цель – отвлечь минимальные ресурсы на решение задач.

Для последовательно решаемых задач.

Слайд 27

САМОСТОЯТЕЛЬНО 5.1 Определить, пользуясь (5), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже

САМОСТОЯТЕЛЬНО 5.1

Определить, пользуясь (5), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже данным

при условии, что:
M = 5.
Целевая функция равна максимальному из времен, затраченных на решение каждой задачи. Цель – минимизировать этот максимум.
Слайд 28

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 6 Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛВС 6

Пусть: m – число компьютеров ЛВС; ni –

число задействованных компьютеров для параллельных вычислений при решении i-й задачи; Тi – время решения i-й задачи; τi – директивное время решения i-й задачи; к1,i и к2,i – известные константы. Цель – отвлечь минимальные ресурсы на решение задач.

Для параллельно решаемых задач.

Слайд 29

САМОСТОЯТЕЛЬНО 6.1 Определить, пользуясь (6), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже

САМОСТОЯТЕЛЬНО 6.1

Определить, пользуясь (6), оптимальные значения «ni» по приведенным ниже данным

при условии, что:
M = 5.
Целевая функция равна сумме процессоров, затраченных на решение каждой задачи. Цель – минимизировать эту сумму.