Информационные системы - статьи
Стремительное разрастание Всемирной паутины и связанное с этим увеличение объема трафика продолжают беспокоить специалистов. Web-серверы стали не только хранилищем текстовой и графической информации, но и местом гигантских залежей видео- и аудиоматериалов, а также средством проведения масштабных коммерческих операций. На первый план выходит задача обслуживания запросов за гарантированное время, что неизбежно требует усовершенствованных технических, алгоритмических и программных средств построения распределенных Web-серверов.Согласно данным компании Nortel Networks, число пользователей систем электронной коммерции возрастет с 142 млн. в 1999 году до 500 млн. в 2003-м, а суммарный финансовый оборот составит в 2003 году свыше 1 трлн. долл. При таком росте Сети главной заботой Web-разработчиков становится необходимость вовремя обслужить запрос клиента. Поиск решения приводит к идее распределенного Web-сервера.
Алгоритмическое обеспечение распределенных Web-серверов
Планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем (CSRP)
Методы и средства автоматизации учрежденческой деятельности
История вычислительной техники в лицах
Впервые рассказывается о научных школах в области цифровой электронной вычислительной техники в годы ее становления, о результатах огромной самоотверженной работы ученых и руководимых ими коллективов по обеспечению вычислительной техникой космических исследований, атомной энергетики, ракетостроения, первоклассных систем слежения за космосом, противоракетной и противовоздушной обороны, что предотвратило сползание "холодной войны" к открытой агрессии против СССР, способствовало появлению договоров о разоружении.Многие архивные документы, фотоиллюстрации, собранные автором, известным ученым, свидетелем и участником работ по созданию первых ЭВМ, публикуются впервые.
Для специалистов, учащихся и всех интересующихся вычислительной техникой, кибернетикой, информатикой, творческим наследием замечательных ученых, создателей первых отечественных ЭВМ.
Первое знакомство
История, науки, техники, культуры, изложенная в научных трудах, была бы не такой яркой, интересной и полной, если бы не дополнялась воспоминаниями выдающихся современников, во многом определявших развитие событий своего времени.
Организация вычислительных систем
В эпоху всеобщей компьютеризации информационная подготовка становится насущной потребностью каждого человека. Тем более это важно для тех, кто выбрал информационные технологии своей специальностью. Постигать новое разумнее, основываясь на уже известном, хорошо опробованном и показавшем свои преимущества.Историю развития информатики можно начинать с глубины веков, ведь информацией называют любые сведения о событиях, процессах или объектах, являющиеся предметом восприятия, передачи, преобразования и хранения.
Однако основы информационной теории и техники как таковой были заложены в XVII веке Шиккардом, Паскалем и Лейбницем.
История развития вычислительной техники
История развития информатики в СССР начинается в первые послевоенные годы. В конце 1948 г. 12 научных сотрудников и 15 техников под руководством С.А. Лебедева начали работу над малой электронно-счетной машиной (МЭСМ). Машина, выполненная на базе 7500 ламп на площади в 64 м2, была собрана за два года и потребляла 25 кВт электроэнергии.
Анализ развития процессоров фирмы Intel IA-32
Приведены основные свойства процессоров фирмы Intel, от процессора 8086 до первых представителей семейства Pentium.
Структура микропроцессоров IA-32
Базовую структуру микропроцессоров (МП) IA-32 можно рассмотреть на примере Intel-386 ( 3.1). В структуре Intel-386 можно выделить шесть основных блоков, работающих параллельно: блок интерфейса с магистралью, блок предварительной выборки команд, блок декодирования команд, исполнительный блок, блок управления сегментами и блок страничной трансляции.
Реальный режим (Real Mode)
После инициализации (системного сброса) МП находится в реальном режиме. В реальном режиме МП работает как очень быстрый 8086 с возможностью использования 32-битных расширений. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний (с их последовательными ограничениями) МП 8086 полностью совпадают с аналогичными функциями других МП IA-32 в реальном режиме.
Конвейеризация команд
Существенное повышение производительности МП 80286 по сравнению с базовой моделью семейства стало возможным благодаря внедрению в архитектуру семейства IA32 конвейерной обработки.
Организация и режимы работы процессоров семейства Pentium
С именем Pentium и Intel ассоциируется ряд новых технологий и стандартов. Необходимость повышенной скорости передачи данных привела к созданию шины PCI. Новые мультимедийные приложения и обработка в реальном масштабе времени с телевизионным качеством заставили пересмотреть интерфейс видеоконтроллера - появились технологии быстрого графического интерфейса DCI и вывода трехмерной графики 3D Render
Сравнительные характеристики микропроцессоров i8086 и MC68000
Первым микропроцессором фирмы Motorola, получившим широкое применение, был 8-битный MC6800. Он состоял из одного устройства, обеспечивающего взаимодействие, декодирование и выполнение инструкций, вычисление эффективного адреса и взаимодействие с внешней магистралью. Микропроцессор MC6800 имел классическую последовательную архитектуру
Сопроцессоры. Способы обмена информацией между ЦП и сопроцессором
Сопроцессор - это специализированная интегральная схема, которая работает в содружестве с ЦП, но менее универсальна. В отличие от ЦП, сопроцессор не имеет счетчика команд. Сопроцессор предназначен для выполнения специфического набора функций, например: выполнение операций с вещественными числами - математический сопроцессор, подготовка графических изображений и трехмерных сцен - графический сопроцессор, цифровая обработка сигналов - сигнальный сопроцессор
Организация подсистемы памяти в ПК
Регистры процессора составляют его контекст и хранят данные, используемые исполняющимися в конкретный момент командами процессора. Обращение к регистрам процессора происходит, как правило, по их мнемоническим обозначениям в командах процессора.
Основные черты RISC-процессоров
Замысел RISC- процессора (Reduced Instruction Set Computer, компьютер с сокращенным набором команд) родился в результате практических исследований частоты использования команд программистами, проведенных в 70-х годах в США и Англии. Их непосредственный итог - известное "правило 80/20": в 80% кода типичной прикладной программы используется лишь 20% простейших машинных команд из всего доступного набора.
Параллельная обработка данных на ЭВМ
Оксфордский толковый словарь по вычислительной технике, изданный в 1986 году, сообщает, что суперкомпьютер - это очень мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS. Сегодня этот результат перекрывают уже не только рабочие станции, но, по пиковой производительности, и ПК. В начале 1990-х годов границу проводили уже около отметки в 300 MFLOPS. В 2001 году специалисты двух ведущих "суперкомпьютерных" стран, США и Японии, договорились о подъеме планки до 5 GFLOPS
VLIW архитектура
VLIW - это набор команд, реализующий горизонтальный микрокод. Несколько (4-8) простых команд упаковываются компилятором в длинное слово. Такое слово соответствует набору функциональных устройств. VLIW-архитектуру можно рассматривать как статическую суперскалярную архитектуру, поскольку распараллеливание кода производится на этапе компиляции, а не динамически во время исполнения. То есть в машинном коде VLIW присутствует явный параллелизм.
Система прерываний и исключений в архитектуре IA-32
Прерывания и исключения - это события, которые указывают на возникновение в системе или в выполняемой в данный момент задаче определенных условий, требующих вмешательства процессора. Возникновение таких событий вынуждает процессор прервать выполнение текущей задачи и передать управление специальной процедуре либо задаче, называемой обработчиком прерывания или обработчиком исключения.
Типы и характеристики интерфейсов
В связи с понятием интерфейса рассматривают также понятие шина (магистраль) - это среда передачи сигналов, к которой может параллельно подключаться несколько компонентов вычислительной системы и через которую осуществляется обмен данными. Очевидно, для аппаратных составляющих большинства интерфейсов применим термин шина, поэтому зачастую эти два обозначения выступают как синонимы, хотя интерфейс - понятие более широкое.
Интерфейсы SCSI
Интерфейс SCSI был разработан в конце 1970-х годов и предложен организацией Shugart Associates. Первый стандарт на этот интерфейс был принят в 1986 г. SCSI определяет только логический и физический уровень. Устройства, подключенные к шине SCSI, могут играть две роли: Initiator (ведущий) и Target (ведомый), причем одно и то же устройство может быть как ведущим, так и ведомым. К шине может быть подключено до восьми устройств.
Классификация периферийных устройств
Периферийное устройство (ПУ) - устройство, входящее в состав внешнего оборудования микро-ЭВМ, обеспечивающее ввод/вывод данных, организацию промежуточного и длительного хранения данных.
Тенденции развития микропроцессоров
Для повышения тактовой частоты при выбранных материалах используются: более совершенный технологический процесс с меньшими проектными нормами; увеличение числа слоев металлизации; более совершенная схемотехника меньшей каскадности и с более совершенными транзисторами, а также более плотная компоновка функциональных блоков кристалла.
Возможности вычислительных машин и человеческий разум
В 1935 г. Майкл Поляни, тогда заведующий кафедрой физической химии в университете Виктория (Victoria University) в Манчестере (Великобритания), был потрясен, столкнувшись с философскими вопросами, под воздействием которых он находился всю дальнейшую жизнь. Причиной шока были слова одного общественного деятеля о том, что концепция "науки ради науки" исчезнет, поскольку интересы ученых самопроизвольно переключатся на задача текущего времени. Поляни тогда почувствовал, что "научное мировоззрение, по-видимому, породило механистическую концепцию человека и истории, в которой нет места для собственно науки". Более того, "эта концепция одновременно отрицает неотъемлемую силу, заключенную в мысли, и, таким образом; исключает любые основания для провозглашения свободы мысли".Я не знаю, сколько времени Поляни предполагал посвятить обоснованию противоположной концепции человека и истории. Сильнейшее потрясение, испытанное им, свидетельствует о его глубоком несогласии с услышанным и, следовательно, о том, что у него уже было другое представление о человеке, хотя он и не смог бы сформулировать свою концепцию в явном виде. Возможно, Поляни решил противопоставить этой концепции позицию, основанную исключительно на собственном опыте ученого. Как оказалось, борьба с такой концепцией с этого момента полностью поглотила внимание Поляни.
Об орудиях труда
Машинные модели в психологии
Против инструментального мышления
Чего не могут ЭВМ
Книга американского философа Хьюберта Дрейфуса посвящена методологическим проблемам кибернетики, точнее, вопросу о возможностях и пределах машинной имитации и "усиления" человеческого разума. В научной литературе эта область исследований известна как кибернетическое моделирование познавательных процессов и разработка систем "искусственного интеллекта". Под последним понимаются системы, которые по некоторым своим характеристикам существенно приближаются к процессам функционирования чисто человеческих феноменов восприятия и мышления и их проявления в разумном поведении.Следует подчеркнуть, что в нашей стране данная область кибернетики является предметом активных исследований. Так в Академии наук СССР имеется Научный совет по искусственному интеллекту, являющийся одновременно секцией Научного совета по комплексной проблеме "Кибернетика" при Президиуме Академии. Модельно-кибернетические исследования интенсивно ведутся в Институте кибернетики АН УССР и многих других научных центрах. В этой работе советские ученые деятельно сотрудничают со своими зарубежными коллегами: в 1975 г. в Тбилиси была проведена IV Международная объединенная конференция по искусственному интеллекту, в которой приняла участие большая группа американских кибернетиков; б апреле 1977 г. в Ленинграде состоялось Международное совещание по искусственному интеллекту, на котором специалисты из Советского Союза обсуждали проблемы кибернетического моделирования познавательных процессов совместно со своими коллегами из США и других зарубежных стран. За последние годы в нашей стране был переведен ряд книг и статей, написанных видными американскими кибернетиками, с многими из которых автор полемизирует в предлагаемой читателю монографии.
Критика искусственного разума
Эпистемологическое допущение
Аппаратно программные платформы корпоративных инфосистем
Миникомпьютеры стали прародителями и другого направления развития современных систем - 32-разрядных машин. Создание RISC-процессоров и микросхем памяти емкостью более 1 Мбит привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, которые сегодня известны как рабочие станции. Первоначальная ориентация рабочих станций на профессиональных пользователей (в отличие от ПК, которые в начале ориентировались на самого широкого потребителя непрофессионала) привела к тому, что рабочие станции - это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода. Это свойство выгодно отличает рабочие станции среднего и высокого класса от ПК и сегодня.Персональные компьютеры и рабочие станции
Персональные компьютеры (ПК) появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Это прежде всего - "дружественные пользовательские интерфейсы", а также проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ.
Точность прогноза для адресов возврата
Методы минимизации приостановок работы конвейера из-за наличия в программах логических зависимостей по данным и по управлению, рассмотренные в предыдущих разделах, были нацелены на достижение идеального CPI (среднего количества тактов на выполнение команды в конвейере), равного 1. Чтобы еще больше повысить производительность процессора необходимо сделать CPI меньшим, чем 1. Однако этого нельзя добиться, если в одном такте выдается на выполнение только одна команда. Следовательно необходима параллельная выдача нескольких команд в каждом такте
Эффективное использование легковесных процессов в симметричных мультипроцессорах
Поддерживаемые в современных операционных системах (в частности, в ОС UNIX) понятия нити (thread), потока управления, или легковесного процесса на самом деле появились и получили реализацию около 30 лет тому назад. Наиболее известной операционной системой, ориентированной на поддержку множественных процессов, которые работают в общем адресном пространстве и с общими прочими ресурсами, была легендарная ОС Multics.
Технические средства обработки информации
Информация - (от латинского слова Informatio разъяснение, изложение). Первоначальные – сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или каким-либо другим способом (например, с помощью условных сигналов, с использованием технических средств и т. д.), а также сам процесс передачи или получения этих сведений.Информатика, дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности её создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности.
Благодаря наличию у человека пяти органов чувств, информация об окружающей среде поступает к человеку постоянно. Больше всего информации дает зрение. Если глаза открыты, то через них поступает огромное количество информации о форме и цвете предметов, о том, где они находятся, и даже о том, как они двигаются.
Воздействие средств информации на органы чувств
Перевод видеоданных в цифровую форму
Использование нейросетей для анализа звуковой информации
Современные цифровые вычислительные машины намного превосходят человека по способности производить числовые и символьные вычисления, однако отличаются крайне низкой эффективностью в задачах, связанных с обработкой данных, представленных большим количеством нечеткой и неполной информации (например, распознавания образов), тогда как мозг живых существ, каждый элемент которого обладает сравнительно низким быстродействием, справляется с такими задачами за доли секунды. Приняв гипотезу, что обработка информации мозгом осуществляется путем передачи электрохимических сигналов между отдельными вычислительными элементами, возникает вопрос, а можно ли искусственно смоделировать такую вычислительную систему? Таким образом, в классической работе МакКаллока и Питтса 1943 г. впервые было обозначено новое научное направление - теория нейронных сетей. В работе утверждалось, что, в принципе, любую арифметическую или логическую функцию можно реализовать с помощью простой нейронной сети.Продолжение
