Информатика | Есептеу желілері

Есептеу желілері
Есептеу желілеріндегі программалық және аппараттық байланыстар әлсіз, ал байланыстар одан да әлсіз.
Комьпютерлер арасындағы байланыстар байланыс арналары бойымен қосылған арнайы сыртқы құрылымдар – желілікадаптерлер арқылы орнатылады. Әрбір компьютер өзінің жеке операциялық жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді. Желінің компьютерлері арасындағы жұмысты бөлетін қандай да бір «ортақ» операциялық жүйе мұнда жоқ. Желінің компьютерлері желілік адаптерлер және байланыс арналары арқылы бір-бірімен хабарламалар алмасу арқылы өзара байланысады. Осы хабарламалардың көмегімен көбінесе бір компьютер екіншісінің жергілікті ресурстарын пайдалануға рұқсат сұрайды. Ондай ресурстар ретінде дискіде сақталған деректер, принтерлер, модемдер, факс аппараттар сияқты әр түрлі сыртқы құрылымдар болуы мүмкін. Желідегі әрбір компьютердің жергілікті ресурстарын қолданушылар арасында бөліп, ортақ пайдалану – есептеу желілерін құрудағы негізгі мақсат.
Тұжырымдар
Есептеу желілері – компьютерлік технологиялардың даму эволюциясының нәтижесі.
Есептеу желілері дегеніміз – байланыс жолдарымен қосылған компьютерлер тобы. Байланыс жолдары кабельдер, желілік адаптерлер және басқа коммуникациялық жабдықтар арқылы қолданылады. Барлық желілік жабдықтар жүйелік және қолданбалы программалық жабдықпен басқарылады.
Желінің негізгі мақсаты – желідегі қолданушылар үшін ондағы барлық компьютерлердің ресурстарын ортақ пайдалануға мүмкіндік жасау.
Есептеу желілері – бөлшектенген жүйелердің бір түрі, олардың артықшылығы есептеулерді параллель орындауды қамтамасыз ету, ал оның өзі жүйенің өнімділігін және орнықтылығын арттырады.
Желілердің дамуының маңызды кезеңі - әр түрлі текті компьютерді тез және тиімді қосуға мүмкіндік беретін Интернет сияқты стандартты технологиялардың пайда болуы.
Есептеу желілері пайдалану өнеркәсібі үшін келесі мүмкіндіктерге қол жеткізуге жағдай жасайды:
құны жоғары ресурстарды бөліп қолдану;
коммуникацияларды жетілдіру;
ақпараттарды пайдалануды жақсарту жеңілдету;
шешім қабылдауды тездету және сапасын жоғарлату;
компьютерлердің территориялық орналасуының еркіндігі.
Есептеуіш техниканың қысқаша тарихы
Ерте кезден бастап-ақ адам баласы есептеулерді оңайлату үшін өзіне көмекші әр түрлі құрылғылар құрастырған. Біздің арамызға дейінгі V ғасырдың өзінде-ақ гректер мен мысырлықтар абақты –орыс есеп шотына құралған пайдаланған. XVII ғ. 40-жылдарында адамзат тарихында ең ірі құралдардың бірі – мамематик, физик, философ және дін зерттеушісі Блез Паскаль сандарды қосатын механикалық құрылғыны ойлап тауып, жасап шығарды.
Сандарды қосып қана қоймай, оларды көбейте алатын механикалық құрылғыны XVII ғ. Аяғында екінші бір ұлы математик және филосрф Готфрид Вильгельм Лейбниц ойлап шығарды. Лейбництің еңбектерінде сөздермен және басқа ұғымдармен амалдар орындай алатын механикалық құрылғы туралы да сөз болған.
Есептеулерге арналған құрылғылармен қатар берілген программа
бойынша автоматты түрде жұмыс істейтін механиздермен де (музыкалық автоматтар, шарманкалар, дабыл қағатын сағаттар және т.с.с) дамыды. Мысалы шарманкаға әрқалай орналасқан ьаяқшалары бар дискілер орнатылған – таяқшалардың орналасуына байланысты қандай да бір әуен орындалатын Жаккардтың тоқу станогында матаға түсетін өрнек жіңішке картон карталардағы (перфокарталардағы) тесіктердің басқаша. Өрнекті ауыстыру үшін перфокартадағы тесіктерді басқаша тесіп шығу жеткілікті болатын.
Есептеуіш техника саласындағы маңызды прогресс Чарльз Беббидждің (XIX ғ. ортасы ) есімімен байланысты. Лейбництің механикалық арифметикалық машинасы идеясын программамен басқару идеясымен біріктіре отырып, Беббидждің өзі «аналитикалық» деп атаған машинаның жобасын жасап шығарды. Бұл жоба іске асырылған жоқ, алйда өзінің мүмкіндіктері бойынша Беббидждің алғашқы ЭЕМ-нен кем түспейтін: онда 50 ондық таңбадан тұратын 1000 санды сақтайтын зерде жасалған арифметикалық амалдар Жаккардтық перфокарталарға жазылған программаға сәйкес орындалатын. Программада арифметикалық амалдарды бір тобын автоматты түрде қайталу, сонымен қатар амалдар тобын қайсы бір шарт сақталғанда ғана орындалуы мүмкін болатын. Беббидж машинасы байланысты программа ашу мамандығы пайда болды. Дүние жүзінің алғашқы программалаушысы ақын Дж. Байронның қызы Ада Лавлейс болды. Ада Лавлейс жазған программалар қайсы бір сандық фукциялардың мәндерін есептеуге арналды.
ХХ ғ. 30-жылдары аяғында американдықтар Дж. Атанасов (шыққан тегі болгар) пен К. Берри ЭЕМ жасап шығарды, онда электронды зерде және қосу мен азайтуға арналған электронды құрылғы, оларға қоса біраз механикалық бөліктер болды. Бұл машина әлде де болса әмбепап емес еді, алайда оның пайдалану салалары механикалық арифмометрмен салыстырғанда әлдеқайда кең болды. 1942 ж Атаносов – Берри ЭЕМ-інің жетілдірілген моделі жасалды, ол ең алдымен сызықтық теңдеулер жүйесін (30-ға дейін белгісізі бар 30 теңдеуден тұратын) шешуге арналды.
40 – жылдардың аяғына дейін бұлардың қуаттырақ және жетілдірілген біраз басқаша машиналар жасалды. 1946 ж. 3 американдық ғалымның Дж. Фон Нейман, г. Голдстайн, А Бернстың – ғалымы мақаласында әмбепап ЭЕМ құрастырудың негізгі принциптері баяндалған, онда өңделетін мәліметтерді сақтауға және есептеу программасын сақтауға ортақ бір ғана зерде пайдаланылатын. Осы принциптер іске асырылған алғашқы машина – EDSAC ЭЕМ – 1946 ж. Англияда Кембридж (онда бір кездері Беббидж оқыған) университетінде М. В. Уилкстің басқаруымен жасалды.
Біздің еліміздегі есептеуіш техниканың негізін қалаушы Сергей Алексеевич болды. Оның басқаруымен алғашқы отандық ЭЕМ-дер жасалды: 1951 ж. Киевте – МЭСМ (Малая Электронная счетная Машина) және 1952 ж. Москвада – БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина). БЭСМ-мен бір уақытта дерлік М – 2 және «Стреле» ЭЕМ-дері жасалды.
50-жылдардың ортасынан бастап есептеуіш техниканың күрт дамуы басталды. Қазір дүние жүзінде 50 миллионнан астам дербес компьютерлер, ондаған миллион басқа құралдарға іштей орналастырылған, ойынға арналған, үй тұрмысындағы компьютерлер жұмыс істейді. Қоғамның даму деңгейі энергияны меңгеру шамасымен анықтала бастады: жұмыс істейтін бір адамға келетін ЭЕМ саны мен оның жұмыс өнімділігі, дүние жүзілік байланыс желілеріне қосылу мүмкіндігі және т.б.
Компьютер тек сан түрінде ғана берілетін информацияны ғана өңдей алады. Басқа да барлық информациялар – дыбыс, кескін, аспаптардың көрсетулері және т.б компьютерлік өңдеуден өтуі үшін алдымен сан түріне енуі керек.
Компьютерде аналогты түрде мәтіндік информация да өңдеуден өтеді. Компьютерге енгізілетін әрбір әріп белгілі бір санмен қолданылатын болса адамның қажетіне қарай сыртқы құрылғыға (экран немесе басу) шығаруда осы сандар бойынша тиісті әріп кескіндері түзіледі. Әріптер мен сандар жиындарының арасындағы сәйкестікті символдардың кодтау (кодировка) деп атайды.
Компьютердегі барлық сан нөл және бірліктің көмегімен көрсетіледі (адамдардың әдетіне айналып кеткен ондық цифрлар емес). Басқаша айтқанда, компьютер әдетте санаудың екі жақты жүйесінде жұмыс істейді, өйткені бұл арада оның құрылғысы әлдеқайда қарапайым болады. Санды комьпютерге енгізу, оны адамның оқуы үшін шығару бастапқы ондық формада жүзеге асады – барлық қажетті түрлендірулер (преобразования) компьютерде жұмыс істейтін программаларды орындайды.
Есептеу техникасының даму тенденциясы
Есептеу техникасының бүгінгі таңдағы дамуының басты тенденциясы ЭЕМ-нің қолданылатын аясын одан ары кеңейту болып табылады әрі осыған орай жеке машинадан осы машиналардың жүйесіне – жұмыс істеу мүмкіндіктері мен сипаттамалардың диапазоны кең әр түрлі конфигурациялар кешені мен есептеуіш жүйесіне көшу керек.
Келешегі зор, дербес ЭЕМ негізінде жасалған, аймақтарға бөлінген көп машиналы есептеуіш жүйелері – есептеуіш желілері – информацияны тек есептік өңдеуден өткізуге ғана бағдарланып қоймай, сол, сонымен қатар, соншалықты деңгейде коммуникациялық информациялық қызметтерге де жүгінеді, атап айтқанда, электрондық пошта, телеконференциялар жүйесі және информациялық-анықтама жүйелері.
Бүгіндері ғаламдық (глобальной) есептеуіш желілерін құрайтын (болып табылатын) Интернетті пайдаланушылар ақпаратты (білімдерді) сақтайтын осы желідегі құпия емес информациялардың кез келгенін таба алтын мүмкіндікке ие. Мысалы, файл түрінде ресімделген Ватикан кітапханасынан табылатын жүздеген әр түлі діни кітаптарды, қолжазбаларды немесе картинкаларды тамашалап көруге болады, Карнеги Холлдың әуендерін тыңдап, Лувр галериясына немесе АҚШ президентінің Ақ үйдегі кабинетіне «үңіліп қарауға» болады; бұл супержеліні пайдаланушылар өздеріне қажетті мақаланы алып оқи алады немесе таңдап алған тақырыбы бойынша мақалаларды іріктеуге мүмкіндігі болады, өзінің жаңа еңбегін желіде «жариялап», оны қызығушылық танытқан басқа оқырмандармен ой бөлісіп, бірге талқылау мүмкіндігіне де ие.
Интернет желісі «гипермәтін» принципінде жүзеге асырылады. Мұнда абонент оқылатын мәтіннен кездесетін шешуші мәңге ие сөзді таңдап, назардағы проблеманы терең зерделеуге қажетті қосымша түсіндірмелер мен материалдарды ала алады. Интернеттің электрондық поштасы Жер шарының кез келген түкпірінен (әлбетте осы желінің терминалы бар жерден ғана) поштамен жөнелтілген хат-хабарды әдеттегі поштадағы сияқты апта аралтып, ай аунатып (яғни, уақыт оздырып) емес, бар-жоғы 5 секундтың ішінде, яғни көзді ашып-жұмғанша алуға мүмкіндік береді.
ЭЕМ-ның өзін әзірлеп, жасауда соңғы жылдары елеулі әрі тұрақты артықшылықтарға аса қуатты компьютер-супер ЭЕМ мен шағын дербес компьютерлер ие болып жүр. Үлестірілетін (таратылған) нейтрондық архитуктураға-нейро-компьютерлерге негізделген 6-шы буынның ЭЕМ жасау бойынша іздестіру жұмыстары жүргізіліп жатыр. Нейтрокомпьютерлерде ішінара арнайы желілік микропроцессорлар (МП)-транспьютерлер пайдаланылуы мүмкін.
Мультемедиа құралдарын, ең алдымен информацияны енгізу мен шығарудың аудио және видео құралдарын кеңінен енгізу (қолдану) компьютермен табиғи тілде сұхбаттасуға мүмкіндік береді. Дербес компьютердегі мультемедиа ретінде ғана болмаса, мультимедианы тар аяда қарастыруға болмайды. Дербес компьютерлерді және информацияны тұтынушыға дейін жеткізіп, олардан (тұтынушылардан) информацияны белсенді жинайтын тұтынушылық құрылғыдағы тұтас топтарды қамтитын тұрмыстық (үйге арналған ) мультимедиа туралы атауға болады.
Информациялық революция өмірдің барлық жағын қамтып отыр, вертуаль шындықты тудыратын жүйелер пайда болуда:
- компьютерлік жүйе – (достық барысында бейнеарна бойынша абонент вертуальды сұхбаттасушыны көріп, онымен еске түсіру (подсказка), кеңес беру, аудио және бейне түсіндірмелер арқылы табиғи тілде еркін сөйлеседі. ЭЕМ-ді белсенді пайдаланушылардың психикасына зақым келтіретін «компьютерлік жалғыздық» жоғалады;
- оытудың автоматтандырылған жүйесі – абонент кері бейнебайланыс арқылы психологияны оқытатын, дайындалуды үйрететін, оқушының қағылездігін (воспримчивость ученика) ұштайтын дербес виртуальды оқытушымен тілдесе алады;
- суда – кез келген тауар сауда таңбашасына түртіп берілетін (нанесенным на торговый ярлык) магниттік кодпен жөнелтілмейді, ол әлеуетті сатып алушымен арақашықтықтан тілдесіп, оған аса қажетті информацияларды – не, қашан, қайда, қалай, қанша, қаншаға және т.б хабарлайтын белсенді компьютерлік кестемен жібереледі.
Мынадай (төменде келтірілген) вертуальды жүйені құру үшін оларды қажетті техникамен қамтамсыз ету:
- мультимедиа құралдары бар арзан, жай, шағын компьютерлер;
- «бәріне де қатысатын» қосымшаларды программамен қамтамасыз ету;
- кмпьютерлерді бір-бірімен және желілермен байланыстыратын қабылдаушы-таратушы шағын радио құрылғы (трансивер);
- бйланыс пен желінің кеңжолақты арналарын бөлу.
Айтылған компоненттерді құрудың көптеген алғышарттары, тіпті олардың қарапайым үлгілері пайда болып та үлгереді.
Алайда проблемалар да жоқ емес. Олардың ішіндегі ең күрделісі - әрбіреуіміздің жеке өміріміз басқаларға мәлем болмауы ушін информацияның құпия сақталуын және ақыл-ой меншігін (интеллектуальной собственности) құқықтармен қамтамасыз ету. ....