3.1 Технические средства информационных технологий

В составе комплекса технических средств обеспечения информационных технологий выделяют средства компьютерной техники, средства коммуникационной техники и средства организационной техники.

Средства компьютерной техники предназначены, прежде всего, для обработки и преобразования различных видов информации используемой в управленческой деятельности и являются базисом всего комплекса технических средств информационных технологий и ядром любой информационной системы. Средства коммуникационной техники обеспечивают одну из основных функций управленческой деятельности - передачу информации в рамках системы управления и обмен данными с внешней средой. К ним относятся средства и системы стационарной и мобильной телефонной связи, факсимильной передачи информации и модемной связи, кабельной и радиосвязи, включая оптико-волоконную и спутниковую связь. Средства организационной техники предназначены для механизации и автоматизации управленческой деятельности во всех ее проявлениях.

По мере внедрения ЭВМ, их эволюционного развития, в частности создания ПК, стали возникать области их применения, отличные от вычислений, например, обработка экономической информации, создание информационно-справочных систем, автоматизация учрежденческой деятельности и т.п. Для этого не требовалась высокая точность и большой объем вычислений, но объем обрабатываемой информации мог достигать миллионов и миллиардов записей. При этом необходимо было не только обработать информацию, а предварительно ее найти и организовать соответствующую процедуру вывода. Указанные процессы характерны для нечисловой обработки, требующей в большинстве случаев больших затрат машинного времени. Рассмотренные аспекты оказали решающее влияние на развитие архитектуры ЭВМ.

ЭВМ классической (фоннеймановской) архитектуры состоит из пяти основных функциональных блоков: запоминающего устройства (ЗУ); устройства управления; устройств управления и арифметически-логического устройства (центрального процессора); устройства ввода; устройства вывода.

Несмотря на развитие средств вычислительной техники наиболее популярными в настоящее время остаются компьютеры с традиционной фоннеймановской архитектурой. ЭВМ такой архитектуры в процессе эволюции прошли этапы аппаратной реализации: электронно-ламповые, транзисторные, интегрально-схемные, большие и сверхбольшие интегральные схемы.

В информационных технологиях существует термин «платформа», объединяющий в широком смысле аппаратное решение, операционную систему и прикладные программные решения и средства для их разработки. Понятие «аппаратная платформа» появилось в связи с выработкой и утверждением фирмой IBM единого стандарта на основные комплектующие ПК. Ранее фирмы-производители создавали собственные, уникальные устройства, являясь монополистами по сборке и обслуживанию собственных персональных компьютеров. В итоге это привело к перенасыщению рынка несовместимыми друг с другом ПК, для которых необходимо было создавать собственное программное обеспечение.

Фирма IBM внедрила принцип «открытой архитектуры», выработав и утвердив единый стандарт на основные комплектующие персонального компьютера, поощряя производство совместимых с IBM PC компьютеров другими фирмами. В основе принципа «открытой архитектуры» заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. ПК из единого неразъемного устройства превратился в устройство, которое можно собрать из независимо изготовленных частей. Открытость IBM PC-совместимых персональных компьютеров заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, контроллеров с системной платой посредством шины и т. д. доступны всем. Микропроцессор при этом рассматривается как основа аппаратной платформы, которая определяет архитектуру персонального компьютера, т. е. его тип и характеристики.

На основной электронной плате компьютера IBM PC (системной или материнской) размещаются только те блоки, которые осуществляют обработку информации. Схемы, управляющие всеми остальными устройствами ПК - монитором, винчестером, принтером и др., реализованы на отдельных платах (контроллерах), которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате - слоты. К этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий корпус - системный блок.

Системный блок является основным конструктивным элементом ПК. Таким образом, в системном блоке располагаются источник питания, процессор компьютера, оперативная память, накопители на магнитных дисках, устройство для чтения оптических (лазерных) дисков, специальные электронные элементы и платы, с помощью которых осуществляется подключение и управление работой внешних устройств компьютера. Системные блоки имеют различное конструктивное исполнение и размеры.

Платформа IBM-совместимых компьютеров включает в себя широкий спектр самых различных персональных компьютеров, от простейших домашних до сложных серверов. Кроме платформы IBM-совместимых ПК в настоящее время достаточно широкое распространение получила платформа Apple, представленная популярными на Западе компьютерами Macintosh. Они используют свое, особое программное обеспечение, и их комплектующие существенно отличаются от IBM.

В современном ПК можно выделить следующие основные компоненты:

1) материнская плата (Motherboard), называемая ещё главной (Mainboard) или системной платой;

2) CPU (Central Processing Unit) — центральный процессор; FPU (Floating Point Processing Unit) сопроцессор;

3) винчестер или накопитель на жёстком магнитном диске, обозначенный в документации как HDD (Hard Disk Drive);

4) дисковод - для гибких магнитных дисков, FDD (Floppy Disk Drive);

5) RAM (Random Access Memory) - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); ROM (Read Only Memory) - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

6) графический контроллер — устройство, выполняющее графические операции и обработку видеоданных; акселератор процессор, ускоряющий обработку видеоизображений;

7) монитор;

8) элементы электрических соединений узлов и блоков состоят из переходных контактов, плоских кабелей и монтажных проводов;

9) корпус —функциональный элемент, защищающий компоненты PC от внешнего воздействия и содержащий блок питания UPS источник бесперебойного питания;

10) устройства ввода - клавиатура, мышь, трэкболл, джойстик, дигитайзер, сканер;

11) устройства вывода - принтер, плоттер;

12) мультимедиа компоненты звуковая карта, CD-ROM, DVD-ROM, карты видео ввода-вывода;

13) устройства коммуникаций - факс, модем, сетевая карта.

В настоящее время на рынке средств вычислительной техники представлено несколько основных платформ персональных компьютеров, каждая из которых отличается как по назначению, так и по типу аппаратного и программного обеспечения. Как правило, различные платформы компьютеров несовместимы между собой.

Проблема совместимости компьютерных платформ возникла практически одновременно с появлением самих персональных компьютеров. Существует два основных варианта решения проблемы совместимости компьютерных платформ – аппаратные решения и программные решения [13].

Аппаратные решения - это специальные платы, несущие на себе дополнительные процессор, оперативную память и видеопамять другой аппаратной платформы. Фактически они представляют собой отдельный компьютер, вставленный в существующий ПК. Его, как и обычный компьютер, можно оснастить любой операционной системой по выбору пользователя и соответствующим программным обеспечением. При этом можно легко переключаться между двумя операционными системами, обмениваться между ними файлами и выполнять другие операции, причем производительность обеих систем остается высокой и они не влияют друг на друга, так как практически не имеют разделяемых ресурсов, кроме мыши, клавиатуры и монитора. Основным недостатком таких плат является их высокая стоимость, хотя и несколько меньшая, чем отдельного ПК.

Программные решения - это специально написанные программы-эмуляторы, позволяющие запустить программное обеспечение, разработанное для персональных компьютеров одного типа, на другом ПК.

Эмулятор – специальная программа, выполняющая каждую команду исходной программы посредством одной или нескольких программ ПК, на котором происходит эмуляция.

Существует несколько видов эмуляторов: эмуляторы-исполнители позволяют запускать программы, написанные для других операционных систем; эмуляторы аппаратного обеспечения воспроизводят настоящий персональный компьютер со всеми его аппаратными и программными особенностями. В этом случае пользователь получает абсолютный контроль над своим виртуальным ПК и может выполнять на нем практически все операции, что и с настоящим компьютером. Недостатком этих эмуляторов является некоторая медлительность; эмуляторы операционных систем позволяют воспроизвести на ПК операционную систему, которая несовместима с данной аппаратной платформой. Примером такого эмулятора является эмулятор операционной системы Windows, который позволяет на компьютере Macintosh работать с операционной системой, написанной для IBM-совместимых ПК. Работают такие программы несколько быстрее, чем эмуляторы аппаратного обеспечения, но у них есть много ограничений (например, пользователь не может сам выбрать операционную систему).

Для решения проблемы передачи информации, возникающей на рабочих местах, к удаленным пунктам ее обработки, а также передачи документов - результата обработки данных и организации удаленного доступа к общим базам данных или к данным WEB-сервера используют компьютерные сети. В зависимости от территориальной удаленности компьютерные сети подразделяются на: локальные, распределенные и глобальные.

Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одной организации, расположенных в одном или нескольких близлежащих зданиях и удаленных друг от друга на расстояние не больше 10 км. Локальные сети обслуживают, как правило, до 80-90% потребности в передаче информации и только 10-20% требует своего обслуживания региональной или глобальной сетью. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных, который является собственностью организации.

Региональные сети объединяют пользователей города, области, небольших стран и в качестве связи чаще всего используют телефонные линии. Расстояние между узлами сети составляют 10-1000 км.

Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, и часто используют спутниковые каналы связи, позволяющие соединить узлы сети связи и ЭВМ, находящиеся на расстоянии 10-15 тыс. км друг от друга.