2.4 Обработка информации

Обработка информации – это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

Машинная обработка информации предполагает последовательно–параллельное во времени решение вычислительных задач. Это возможно при наличии определенной организации вычислительного процесса. Вычислительная задача формируется источником вычислительных задач (ИВЗ). Вычислительная задача по мере необходимости решения обращается с запросами в вычислительную систему. Процесс решения определяется принятым вычислительным алгоритмом.

В вычислительной системе можно выделить систему диспетчирования (СД), которая определяет организацию вычислительного процесса, и ЭВМ (возможно не одну), обеспечивающую обработку информации.

Каждая вычислительная задача, поступающая в вычислительную систему, может быть рассмотрена как некоторая заявка на обслуживание. Последовательность вычислительных задач во времени создает поток заявок.

Рассмотрим обобщенную структурную схему вычислительной системы (рисунок 2.2).

 

 

 

Рисунок 2.2 - Структурная схема вычислительной системы

Где ИВЗ – информационно-вычислительная заявка.

       Д – диспетчер.

       О – очередь заявок на обслуживание.

ИВЗ формирует входной поток заявок на их решение. С помощью диспетчера Д₁ реализуется опознавание поступившей заявки и постановка ее в очередь О₁, …, О_n, которые реализуются на ячейках оперативной памяти. Заявки отображаются кодами и ожидают начала обслуживания в зависимости от информационной взаимосвязи между задачами.

Диспетчер Д₂ выбирает из очередей заявку на обслуживание и передает ее для обработки в ЭВМ. Обслуживание обычно осуществляется в соответствии с планом организации вычислительного процесса. Процесс выборки заявки из множества называется диспетчированием. Обычно выбирается заявка, имеющая преимущественное право на обслуживание. При этом на выполнение запускается соответствующая программа. При отсутствии заявок в очереди диспетчер Д₂ переключает процессоры ЭВМ в состояние ожидания. В общем случае в вычислительной системе реализуется параллельное обслуживание за счет наличия нескольких ЭВМ (ЭВМ₁, …, ЭВМ_s).

Можно считать, что процесс обслуживания осуществляется в два этапа. Сначала заявки ставятся в очередь с помощью диспетчера Д₁, а на следующем этапе они обслуживаются путем выбора заявок из очереди диспетчером Д₂. Диспетчеры Д₁ и Д₂ реализуются программным путем и представляют собой управляющие программы.

_{Существуют разнообразные способы доступа и общения с ЭВМ. Централизованные формы применения вычислительных средств, которые существовали до массового использования ПЭВМ, предполагали их сосредоточение в одном месте и организацию информационно-вычислительных центров (ИВЦ). Централизованная форма характеризуется обработкой больших объемов информации, использованием нескольких средних и больших ЭВМ, квалифицированным персоналом для обслуживания техники и разработки программного обеспечения. Эта форма позволяла организовать надежную работу вычислительных и других технических средств, их планомерную загрузку и квалифицированное обслуживание. Недостатком централизованной формы является отрыв конечного пользователя от технологического процесса обработки информации.}

Децентрализованные формы использования вычислительных ресурсов начали формироваться со второй половины 80-х годов. В эти годы началось массовое использование персональных компьютеров. Децентрализация предусматривает размещение ПЭВМ в местах возникновения и потребления информации, где создаются автономные пункты ее обработки. К ним относятся абонентские пункты и автоматизированные рабочие места.

В зависимости от степени централизации вычислительных ресурсов роль пользователя и его функции меняются. При централизованных формах, когда у пользователя нет непосредственного контакта с ЭВМ,  его роль сводится к передаче исходных данных на обработку, получению результатов, выявлению и устранению ошибок.

При непосредственном общении пользователя с ЭВМ  его функции расширяются. Он сам вводит данные, формирует информационную базу, решает задачи, получает результаты, оценивает их качество.

Различают следующие режимы взаимодействия пользователя с ЭВМ: пакетный и интерактивный (запросный, диалоговый). Сами же ЭВМ могут функционировать в различных режимах: одно- и многопрограммном, разделении времени, реального времени, телеобработки.

Пакетный режим был наиболее распространен при централизованном решении задач, когда большое место занимали задачи отчетности о производственно-хозяйственной деятельности предприятия.

Вычислительный процесс при пакетном режиме строился без доступа пользователя к ЭВМ. Его функции ограничивались подготовкой исходных данных и передачей их в центр обработки. В центре обработки формировался пакет, включающий задание для ЭВМ на обработку, программы, исходные, нормативно-расценочные и справочные   данные. Пакет вводился в ЭВМ и реализовывался в автоматическом режиме без участия пользователя и оператора. При этом работа ЭВМ могла проходить в однопрограммном или многопрограммном режиме. В многопрограммном режиме обеспечивалась параллельная работа основных устройств машины. В настоящее время пакетный режим реализуется применительно к электронной почте.

Интерактивный режим предусматривает непосредственное взаимодействие пользователя с ЭВМ и может носить характер запроса или диалога с ЭВМ.

Запросный режим необходим пользователям для взаимодействия с системой через значительное число абонентских терминальных устройств, в том числе удаленных на значительное расстояние от центра обработки. Такая необходимость обусловлена решением оперативных задач справочно-информационного характера. Например, задачи резервирования билетов на транспорте, номеров в гостиничных комплексах, выдача справочных сведений и т.п. ЭВМ в подобных случаях работает в режиме разделения времени, при котором несколько независимых пользователей в процессе решения задач имеют непосредственный и одновременный доступ к ЭВМ. Этот режим позволяет предоставлять каждому пользователю время для общения с ЭВМ, а после окончания сеанса отключать его.

Диалоговый режим открывает пользователю возможность непосредственно взаимодействовать с вычислительной системой. При этом ЭВМ сама может вести диалог, сообщая пользователю последовательность шагов  для получения искомого результата. Обе разновидности интерактивного режима (запросный, диалоговый) основываются на работе ЭВМ в режимах реального времени и телеобработки, которые являются дальнейшим развитием режима разделения времени.