Рост компьютерных и информационных технологий за сравнительно недолгое время, прошедшее с момента появления первых компьютеров (конец 1940х гг.) был невероятно стремительным и пока не проявляет никакой тенденции к замедлению. Считается, что каждые 10 лет происходит полная смена технологий в этих областях. В результате невероятно большое число аппаратных и программных технологий и платформ, которые, казалось бы, еще недавно были самыми передовыми и повсеместно используемыми, в настоящее время осталось лишь в памяти тех, кому с ними пришлось работать. Новые поколения разработчиков программного обеспечения, как правило, не знают даже техники и технологий десятилетней давности (а если и знают, то только из специальных ВУЗовских курсов), поскольку состояние дел в области компьютерных и информационных технологий успело полностью поменяться несколько раз за эти годы. Такие стремительные изменения, кстати, делают весьма неустойчивым компьютерный бизнес: на наших глазах многие фирмы-производители оборудования или программного обеспечения, имевшие, казалось бы, сверхустойчивое положение на рынке, в считанные годы проигрывали конкуренцию и иногда полностью исчезали, а на их месте появлялись новые "звезды". Так, к примеру, всего несколько лет назад произошло с одной из крупнейших в компьютерном мире фирмой DEC ,долгие годы в значительной мере определявшей пути развития вычислительной техники и программного обеспечения, и сумевшей построить вполне самобытную "цивилизацию" компьютерных и программных решений - фирмы уже больше не существует, а про ее супербрэнды PDP, VAX и соответствующее программное обеспечение помнят весьма немногие. Учитывая все сказанное, представляется практически нецелесообразным давать сколько-нибудь подробный обзор аппаратных и программных архитектур, имеющихся в настоящее время - их срок жизни весьма мал. Ограничимся поэтому лишь весьма схематическим изложением основных платформ, с которыми приходится иметь дело современному разработчику. Весьма условно можно классифицировать основные встречающиеся в наше время аппаратные платформы следующим образом.

· Платформы на базе процессоров Intel и их аналогов (AMD).

· Высокопроизводительные сервера и рабочие станции SUN (на базе процессоров SunSparc ).

· Высокопроизводительные сервера HP (на базе RISC -процессоров).

· Платформы Apple .

Архитектура процессора: RISC или CISC ?

В 80-х годах прошлого века была предложена архитектура процессора с сокращенным набором машинных команд (RISC - Reduced Instruction Set Computer ). Дейв Паттерсон и Карло Секуин сформулировали четыре основных принципа архитектуры RISC :

1. Любая операция должна выполняться за один такт, вне зависимости от ее типа.

2. Система команд должна содержать минимальное количество наиболее часто используемых простейших инструкций одинаковой длины.

3. Операции обработки данных реализуются только в формате "регистр-регистр" (операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр; а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд чтения/записи).

4. Состав системы команд должен быть "удобен" для компиляции операторов языков высокого уровня

Создатели RISC -процессоров взяли набор из очень простых наиболее часто используемых команд, которые выполняются быстро, и объединили его с такими технологиями, как конвейерная обработка . В результате получился процессор , который имеет лучшую производительность для большинства приложений и теоретически стоит меньше, поскольку сам он небольшой и его производство обходится дешевле. По аналогии процессоры традиционной архитектуры стали называть CISC - Complex Instruction Set Computer .

В список основных поставщиков RISC -систем входят компании Hewlett-Packard (PA-RISC), Sun Microsystems Computers (SPARC), Digital Equipment (Alpha), Silicon Graphics - модуль MIPS (R210000) и союз IBM и Motorola (PowerPC) .

С другой стороны, семейство Pentium компании Intel продолжает реализацию более традиционной вычислительной архитектуры с полным набором машинных команд (CISC) . CISC -процессоры содержат в сотни раз больше команд, чем RISC -процессоры, и используют от 8 до 12 способов адресации памяти по сравнению с 2-3 способами в RISC .Однако технические различия между RISC и CISC в последние годы становятся все менее четкими, особенно в том, что касается общей производительности систем. Однаархитектура заимствует хорошие идеи у другой. Раньше RISC -процессоры определялись как микропроцессоры с количеством команд меньше 128, сейчас же они имеют 200 команд - сравните с набором из 300 и более команд в CISC .Сегодня CISC -процессоры используют конвейеризацию и другие современные технологии. Оба лагеря применяют большую кэш-память для повышения производительности.

Основные программные платформы можно классифицировать условно следующим образом:

· Платформы Microsoft (Windows NT/XP/...)

· Платформы на базе Unix .В последнее время среди версий Unix наиболее популярен Linux разных модификаций. К версиям Unix относятся и системы Solaris (для платформ Sun) ,а также весьма своеобразный "гибрид" Unix и Windows для платформ Apple - Mac OS .

Следует отметить, что операционные системы Unix и созданный вокруг них универсум программных продуктов, идей и технологий, являются одними из едва ли не самых "долгоживущих" в мире программного обеспечения. Первая система Unix ,практически ничем принципиально не отличающаяся от ее современных "клонов"

Выбор аппаратной платформы и конфигурации системы определяется рядом общих требований, которые предъявляются к характеристикам современных вычислительных систем. К ним относятся:

• 
  отношение стоимость/производительность
• 
  надежность и отказоустойчивость
• 
  масштабируемость
• 
  совместимость и мобильность программного обеспечения.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычно используются стандартные методики измерения производительности. Эти методики позволяют разработчикам и пользователям использовать полученные в результате испытаний количественные показатели для оценки тех или иных технических решений, и в конце концов именно производительность и стоимость дают пользователю рациональную основу для решения вопроса, какой компьютер выбрать.

Надежность и отказоустойчивость. Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

Отказоустойчивость - это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, - основные в проблеме надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты . Поэтому, собственно, на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей.

Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения компьютера и упрощение планирования. В идеале добавление процессоров к системе должно приводить к линейному росту ее производительности. Однако это не всегда так. Потери производительности могут возникать, например, при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Масштабируемость программного обеспечения затрагивает все его уровни от простых механизмов передачи сообщений до работы с такими сложными объектами как мониторы транзакций и вся среда прикладной системы. В частности, программное обеспечение должно минимизировать трафик межпроцессорного обмена, который может препятствовать линейному росту производительности системы. Аппаратные средства (процессоры, шины и устройства ввода/вывода) являются только частью масштабируемой архитектуры, на которой программное обеспечение может обеспечить предсказуемый рост производительности. Важно понимать, что простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает , что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Совместимость и мобильность программного обеспечения. Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была применена разработчиками системы IBM/360. Основная задача при проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более производительные) модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и пользователями и начиная с этого времени практически все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Следует заметить однако, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений архитектуру и способы организации вычислительных систем .

1. 
   Перспективы развития КИС

Существует 3 наиболее весомых фактора, которые существенно влияют на развитие КИС.

Факторы, влияющие на развитие корпоративных информационных систем:

• 
  Развитие технологий, методов и методик управления предприятием, вызванное постоянными изменениями ситуации на рынке. Растущий уровень конкуренции вынуждает руководителей компаний искать новые методы сохранения своего присутствия на рынке и удержания рентабельности своей деятельности. Такими методами могут быть децентрализация, управление качеством и др.;
• 
  Развитие общих возможностей и производительности компьютерных систем. Увеличение мощности и производительности компьютерных систем, развитие сетевых технологий и систем передачи данных, широкие возможности интеграции компьютерной техники с самым разнообразным оборудованием позволяют постоянно наращивать производительность КИС и их функциональность;
• 
  Развитие подходов к технической и программной реализации элементов КИС. Параллельно с развитием средств технического обеспечения происходит внедрение новых более удобных и универсальных методов программно-технической реализации КИС:

1. 
   изменяется общий подход к программированию. С начала 90-х годов объектно-ориентированное программирование вытеснило модульное, сейчас непрерывно совершенствуются методы построения объектных моделей;
2. 
   в связи с развитием сетевых технологий , локальные системы уступают своё место клиент-серверным реализациям;
3. 
   в связи с активным развитием сетей Internet, появляются всё большие возможности работы с удалёнными подразделениями, открывают широкие перспективы электронной коммерции, обслуживания покупателей через интернет и многое другое. Использование Internet-технологий в интрасетях предприятия также даёт очевидные преимущества;
4. 
   использование распределённых технологий при построении ИС в наибольшей степени соответствуют существующим потребностям;
5. 
   развитие концепции XML обеспечивает очень удобное описание сложных структур данных в виде XML-объектов. В КИС роль таких объектов играют универсальные бизнес-объекты, которые в большинстве случаев имеют древовидную структуру. Описанные на XML бизнес-объекты также являются удобным средством для обмена информацией между различными приложениями.

Выводы по главе:

1. 
   Основная задача проектирования и внедрения корпоративных информационных систем, как результата системной интеграции, - комплексная деятельность по решению бизнес-задач средствами современных информационных технологий.
2. 
   Этапы проектирования КИС: анализ, проектирование, разработка, интеграция и тестирование, внедрение и сопровождение.
3. 
   Наиболее значимыми характеристиками КИС являются: архитектура информационной системы, сетевые технологии, функциональная структура управления , организационная форма хранения информации, пропускная способность системы и т.д.
4. 
   Существуют 3 основных архитектуры КИС: двухуровневая клиент-серверная архитектура, трехуровневая клиент-серверная архитектура и распределённая архитектура системы.
5. 
   Требования, предъявляемые к КИС: использование архитектуры клиент-сервер с возможностью применения большинства промышленных СУБД, поддержку распределенной обработки информации, модульный принцип построения из оперативно-независимых функциональных блоков с расширением за счет открытых стандартов, обеспечение поддержки технологий internet/intranet, гибкость, надёжность, эффективность и безопасность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Корпоративная информационная система - это совокупность технических и программных средств предприятия, реализующих идеи и методы автоматизации . Главная задача КИС - эффективное управление всеми ресурсами предприятия (материально-техническими, финансовыми, технологическими и интеллектуальными) для получения максимальной прибыли и удовлетворения материальных и профессиональных потребностей всех сотрудников предприятия.

Крупному промышленному предприятию целесообразно использовать КИС, которая соответствует законам управления МRР II. Такие КИС способны предоставить руководителю необходимую информацию о возможности выполнения заявок на поставку продукции. Другими КИС являются интегрированные системы управления предприятием, так называемые ERP-системы.

Применение КИС в определенной степени меняет роль функциональных финансовых подразделений, повышая роль ответственности их руководителей. Происходит это еще и потому, что руководители предприятия получают возможность непосредственного контроля над любыми результатами деятельности каждого подразделения.

Корпоративные информационные системы можно разделить на два класса: финансово-управленческие и производственные. Также различают виды КИС, такие как заказные (уникальные) и тиражируемые КИС. Используется также следующая классификация. КИС делятся на три (иногда четыре) большие группы: простые («коробочные»); среднего класса; высшего класса.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что информационная структура фирмы должна быть описана характерными законами управления, регламентирующими управляющие воздействия на систему.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Автоматизированные информационные технологии в экономике / под ред. проф. Г. А. Титоренко. ― М.: Компьютер, 2009. ― 400 с.
2. 
   Баранов Владимир «Что даёт внедрение КИС?»; Санкт-Петербург, 2009г.
3. 
   Гагарский, В. А. Проблемы внедрения корпоративных информационных систем / В. А. Гагарский // Дело. ― 2010. ― № 12. ― С. 23-25.
4. 
   Исаев Г. Н. Информационные системы в экономике/ Издательство «Омега-Л», 2013.
5. 
   Исакова А. И., Исаков М. Н. Информационные технологии/ Издательство «Эль Контент», 2012. – 174 с.
6. 
   Малютин А. Г. Корпоративные информационные системы: Конспект лекций / А. Г. Малютин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 39 с.
7. 
   Новикова Г. М. Корпоративные информационные системы: Учеб. пособие. – М.: РУДН, 2008. – 94 с.
8. 
   Олейник П. П. Корпоративные информационные системы/ Издательство «Питер», 2012. – 176 с.
9. 
   https://ru.wikipedia.org
10. 
    http://www.erp-online.ru/

Свойства и классификация информационных технологий

1.2 Программно-аппаратная платформа

Разнообразие как технических, так и программных средств привело к использованию понятия «программно-аппаратная платформа». Программно аппаратная платформа состоит из взаимосвязанной совокупности следующих основных элементов:

Комплекс технических средств (КТС), на базе которого проектируются ИС;

Базовое программное обеспечение, обеспечивающее интеграцию КТС в программно-технический комплекс, конфигурирование систем и реализующее другие универсальные функции ИС;

Средства автоматизации проектирования, верификации и валидации ИС;

Комплект документации, регламентирующий процесс разработки ИС на базе данной платформы.

Комплекс технических средств (техническая платформа) задает тип оборудования, на котором можно установить программное обеспечение, реализующее заданный набор ИТ. Комплекс технических средств имеет сложную структуру. Основным компонентом является компьютер, тип которого определяется типом процессора: Macintosh, Atari, Sincler, Intel, J2EE и т.д. Многие современные технические платформы используют дополнительное оборудование. Например, ИТ, реализуемые в сетях, зависят от сетевого оборудования: модемов, адаптеров, каналов связи и т.д. Для использования технологий мультимедиа необходимы приводы DVD, видео-, звуковые карты. Добавочное оборудование также входит в состав технической платформы.

Основным компонентом базового программного обеспечения (программной платформы) является операционная система, обеспечивающая работоспособность прикладного программного обеспечения на том или ином процессоре. Для обеспечения работоспособности добавочного оборудования разрабатываются специальные программные средства (драйверы). Многие из них входят в состав операционных систем.

Средства автоматизации проектирования (Computer-Aided Design -- CAD) -- комплекс программных, технических, технологических, информационных средств, включающих в себя и проектно-конструкторскую документацию, а также персонал системы, предназначенный для автоматизации процессов проектирования, в том числе подготовку проектно- конструкторской документации различных технических объектов. Такие средства широко используются при создании ИС. Технология создания крупных ИС предъявляет особые требования к методикам реализации и программным инструментальным средствам. Реализацию крупных проектов принято разбивать на стадии анализа, проектирования, непосредственного кодирования, тестирования и сопровождения. Известно, что исправление ошибок, допущенных на предыдущей стадии, обходится примерно в 10 раз дороже, чем на текущей, откуда следует, что наиболее критичными являются первые стадии проекта. В связи с этим крайне важно иметь эффективные средства автоматизации ранних этапов реализации проекта. Крупный проект невозможно реализовать в одиночку. Коллективная работа существенно отличается от индивидуальной, поэтому при реализации крупных проектов необходимо иметь средства координации и управления коллективом разработчиков. Жизненный цикл создания сложной ИС сопоставим с ожидаемым временем ее эксплуатации. Другими словами, в современных условиях компании перестраивают свои бизнес-процессы примерно один раз в два года, столько же требуется (если работать в традиционной технологии) для создания ИС. Может оказаться, что к моменту сдачи ИС она уже никому не нужна, поскольку компания, ее заказавшая, вынуждена перейти на новую технологию работы. Значит, для создания крупной ИС жизненно необходим инструмент значительно (в несколько раз) уменьшающий время разработки ИС. Вследствие значительного жизненного цикла может оказаться, что в процессе создания системы внешние условия изменились. Обычно внесение изменений в проект на поздних этапах создания ИС -- весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс. В связи с этим для успешной реализации крупного проекта необходимо, чтобы инструментальные средства, на которых он реализуется, были достаточно гибкими к изменяющимся требованиям. На современном рынке средств разработки ИС достаточно много систем, в той или иной степени удовлетворяющих перечисленным требованиям, например, технология разработки, основывающаяся на решениях фирм «Logic Works» и «Rational Software», которая является одной из лучших на сегодняшний день по критерию «стоимость -- эффективность».

Комплект документации включает в себя полное описание программы и необходимый состав сведений для ее распространения (в том числе продажи) и использования. Состав и содержание документации программного обеспечения зависят от характеристик проектирования, разработки и модификации программных средств, а также от требований к их качеству и особенностей технологической среды. В связи с этим необходимый комплект документов для каждого предприятия или проекта следует выбирать и адаптировать применительно к этим характеристикам. Оцениваемыми показателями являются наличие соответствующих документов и практическое выполнение требований определенного уровня модели зрелости Capability Maturity Model Integrated (CMMI) или адаптированного профиля стандартов на базе ISO 9000:2000, а также созданных на их основе должностных инструкций специалистами предприятия-разработчика.

Ориентировочный комплект основных документов при сертификации состоит из трех групп:

1) базовые нормативные документы систем качества в соответствии с номенклатурой и содержанием профиля стандартов на базе ISO 9000:2000 или модели зрелости CMMI, а также подготовленные разработчиками на их основе программа, руководство и инструкции;

2) исходные документы, характеризующие конкретное предприятие или проект, а также жизненный цикл программного средства, подготавливаемые руководством проекта;

3) отчетные документы испытателей, отражающие результаты проверки (сертификации) программного продукта.

Перечень и приблизительное содержание групп этих документов ориентированы на общий случай проверки их качества, обеспечивающих жизненный цикл крупных программных продуктов. Комплект документов может сокращаться и адаптироваться. Некоторые документы могут объединяться в интегрированные отчеты с четкой ответственностью определенных специалистов за их выполнение.

Классификацию программно-аппаратных платформ можно провести по нескольким признакам (характеристикам). Если в качестве классификационного признака взять используемый сервер баз данных, то можно выделить следующие классы программно-аппаратных платформ. В однопользовательской, или настольной, платформе, не используется сервер базы данных. Такая платформа позволяет работать как одному сотруднику, так и небольшой группе. В корпоративной платформе почти всегда оперируют с одним или несколькими серверами баз данных. Такая платформа предназначена для рабочей группы или компании. Интернет-платформа позволяет применять internet- или intranet-приложения, которые используют Web-сервер.

"Умная штора"

автоматический штора контроллер...

Автоматизация зданий

Во избежание путаницы введём два класса контроллеров, используемых в системах автоматизации зданий. 1. Конфигурируемые контроллеры -- микропроцессорные устройства, в которые «зашита» программа управления с фиксированной структурой...

Автоматизация работы фирмы по продаже квартир

Программа тестировалась на компьютере следующей конфигурации: процессор Pentiun 233; 64 Мб оперативной памяти; 500 Мб свободного пространства на жестком диске; видеорежим 800 на 600 точек (минимальное допустимое)...

Автоматизация работы фотоателье

Программа тестировалась на компьютере следующей конфигурации: процессор Pentiun 133; 32 Мб оперативной памяти; 25 Мб свободного пространства на жестком диске; видеорежим 800 на 600 точек (минимальное допустимое)...

Аппаратная реализация вычислителя 32-разрядной циклической контрольной суммы CRC

В качестве порождающего многочлена возьмем CRC-32-IEEE 802.3. Синтез схемы вычислителя 32-х разрядной контрольной суммы в последовательном коде произведем по описанному выше алгоритму. Результат построения схемы представлен на рис.4. Рис. 4...

Аппаратно-программный комплекс для идентификации объектов управления на основе вещественного интерполяционного метода

При выборе аппаратной части будем учитывать, какие функции должно выполнять портативное устройство в составе АПК. На начальном этапе будем исходить из того...

Калибровка монитора

Аппаратная калибровка предполагает подключение колориметра к самому монитору. Такие мониторы и совместимые с ними измерители стоят очень дорого и оправдывают себя только у профессионалов высокого уровня...

Концепция микроядерной архитектуры

Многие операционные системы успешно работают на различных аппаратных платформах без существенных изменений в своем составе. Во многом это объясняется тем, что, несмотря на различия в деталях...

Концепция, назначение и задачи многопользовательской системы

Для реализации мультитерминальных рабочих мест необходимы следующие компоненты: Два или более мониторов, в зависимости от того сколько и какого типа будут рабочие места...

Операционная система FreeBSD

Прежде чем инсталлировать FreeBSD, нужно узнать аппаратные требования этой системы. Платформа х86 чрезвычайно разнообразна, поэтому в компьютерах часто присутствуют компоненты, не поддерживаемые во FreeBSD. Как правило...

Разработка автоматизированной системы защищенного документооборота в организации ООО "Колхоз"

Программно-аппаратные средства защиты информации призваны реализовывать несколько мер и соответствующих им методов по противодействию злоумышленнику при возможности его физического доступа к компьютерам автоматизированной? системы...

Если на предыдущем этапе принято решение об использовании конкретного процессорного ядра, важно обеспечить возможность детальной отладки аппаратной части системы на уровне RTL, используя при этом воздействия...

Средства функциональной верификации компании Mentor Graphics

В случае, если необходимо верифицировать весь кристалл на уровне RTL или даже на вентильном уровне, и объем тестов чрезвычайно велик (например, в случае регрессионного тестирования на вентильном уровне) применяются системы аппаратной эмуляции...

Установка и настройка FTP сервера

1.Серверный компьютер · Центральный процессор - CPU Intel® Core™ i3-4370 Processor (4M Cache, 3.80 GHz) · SVGA Intel® HD Graphics 4600 · Оперативная память - 8 гигабайт. · Жесткий диск - 2 терабайта. Цена: 20 000 рублей (по состоянию на октябрь 2014 года)...

Электронные книги

Электронные книги относят к разновидности планшетных компьютеров. Их появление обусловлено развитием и специализацией планшетных компьютеров вообще...

К этой группе можно отнести следующие характеристики: компьютерная платформа, операционная система, конфигурация компьютера (частота процессора, требуемые ресурсы оперативной и дисковой памяти), возможность переноса приложений в другую операционную систему.

Анализ платформ и операционных систем необходим, поскольку они определяют возможность распространения SCADA-системы на имеющиеся вычислительные средства и стоимость системы.

Программное обеспечение SCADA, как и любое другое ПО, выполняется под управлением той или иной операционной системы. Какая же операционная система наиболее приемлема для программного обеспечения верхнего уровня? Обязательно применение ОСРВ или достаточно операционной системы общего назначения? Этот вопрос обсуждался на протяжении нескольких лет в различных периодических изданиях, посвященных автоматизации технологических процессов. В итоге, компромисс найден: требования к параметрам операционной системы должны определяться автоматизируемым объектом и прикладной задачей.

С одной стороны, в нефтегазовой отрасли существует довольно широкий класс инерционных объектов. Нельзя также и забывать, что неотъемлемой частью верхнего уровня АСУ ТП является человек, время реакции которого на события недетерминировано и зачастую достаточно велико. И, наконец, нельзя не учитывать тенденции развития мирового рынка программного обеспечения.

В результате, подавляющее большинство SCADA-систем реализовано (и об этом уже говорилось в главе 1) на MS Windows-платформах (Windows NT/2000). Это и InTouch, и FIX, и Genesis, и российский Трейс Моуд. Из четырнадцати систем, приведенных выше, двенадцать предназначены для работы в различных вариантах ОС MS Windows. Здесь, безусловно, сказались позиции компании Microsoft на рынке операционных систем. Известно, что именно компания Microsoft была и остается «законодателем моды» в этом классе программного обеспечения.

А вот такие популярные SCADA-системы, как RealFlex, Sitex, RTWin функционируют под управлением операционной системы реального времени QNX. Эта ОСРВ для IBM PC является одной из наиболее широко используемых при построении систем управления и сбора данных прежде всего за счет того, что гарантирует время реакции системы в пределах от нескольких десятков микросекунд до нескольких миллисекунд (в зависимости от быстродействия ПЭВМ и версии QNX).

Широко известная SCADA FactoryLink имеет целый список поддерживаемых ей программно-аппаратных платформ: OS/2 (IBM PC), UNIX (IBM PC), VMS (VAX), HP-UX (HP 9000) и MS Windows (IBM PC).

Компьютерные ресурсы, требуемые для установки и нормального функционирования различных компонентов SCADA-систем, определяются многими факторами, в том числе, назначением сетевого компьютера (рабочая станция оператора, сервер БД, АРМ специалиста и т. п.), количеством обрабатываемых переменных, используемой операционной системой (Windows 95/98/NT/2000, QNX) и т. п.

В качестве клиентских компьютеров наибольшее распространение в настоящее время находят IBM-совместимые ПК (от 486 до Pentium II 500/800 МГц).

Оперативная память, требуемая для SCADA-пакетов различных производителей, колеблется от 32 до 128/256 Мб.

Требования к свободному объему памяти на жестком диске также достаточно минимальны (100 – 200 Мб).

Могут накладываться также ограничения на качество и объем памяти видеокарты, разрешение экрана монитора, размеры монитора.

Требования к аппаратным средствам, призванным поддерживать серверные функции, могут быть существенно более высокими. Это относится и к объему оперативной памяти, и к объему жесткого диска, который может измеряться уже десятками и сотнями Гб.

С другой стороны, многие клиентские компьютеры при использовании современных сетевых технологий, таких, как архитектура Server/Terminal, Internet-технологий (WEB-сервер), могут быть достаточно слабых конфигураций (IBM 286/386) с минимальными требованиями как к оперативной, так и к дисковой памяти, а то и вовсе бездисковыми.

Масштабируемость - это способность ПО SCADA наращивать размеры системы управления, обеспечивая при этом преемственность по отношению ко всем ранее установленным программно-аппаратным средствам.

С ростом мощности компьютеров и соответствующим ростом информационной мощности операторских станций SCADA-системы становятся масштабируемыми. Они выпускаются в различных вариантах, которые при сохранении в целом функционального профиля поддерживают от нескольких десятков или сотен до десятков тысяч входов/выходов (лицензируемых точек).

Естественно, стоимость таких пакетов различна: чем больше переменных поддерживает SCADA-пакет, тем он дороже. Но это удобно потребителю - можно приобрести пакет под проект практически любого масштаба.

Градация количества лицензируемых точек в различных SCADA-пакетах различна. В ряде пакетов она более равномерна, чем в других. Например, на рынке программных продуктов можно найти SCADA-пакеты на 75, 150, 500, 1 500, 5 000, 15 000, 50 000, 150 000 и 450 000 переменных. При этом учитываются только внешние переменные, считываемые с устройств ввода/вывода. Внутренние переменные, которые будут определены разработчиком при проектировании, не являются лицензируемыми (бесплатны), хотя и будут храниться в памяти компьютера или на жестком диске. Другие фирмы-производители SCADA в общее количество лицензируемых точек включают и внутренние переменные. Например, приобретение такого пакета на 500 лицензируемых точек означает следующее. Если в соответствии с проектом разработчику потребуется создать 100 внутренних переменных, то система способна будет обрабатывать лишь 400 переменных ввода/вывода. Но и о возможном расширении системы не надо забывать.

При расширении системы управления, например, увеличении количества обрабатываемых переменных, создании новых станций для перераспределения вычислительной нагрузки между компьютерами в системе SCADA-пакеты снабжаются встроенными механизмами, которые позволяют разработчикам реализовать такие возможности. С точки зрения удобства использования этих механизмов все SCADA-пакеты различны. Многие фирмы предлагают системы, в которых основная работа по конфигурированию компьютеров клиент-серверной архитектуры хорошо автоматизирована.

Благодаря применению шаблонов по сравнению с RISC-архитектурой удаляются соответствующие декодеры. Кроме того, применение шаблонов позволяет упростить аппаратуру распределяющего коммутатора, т.к. некоторые типы «маршрутизации» команд в принципе невозможны.

Использование в IA-64 стекирования регистров и вращения регистров требует наличия аппаратуры, отображающей виртуальные номера регистров в физические, что осуществляется на стадии REN. Для этого Itanium имеет набор сумматоров и мультиплексоров. Так, логика стекирования требует только одного 7-разрядного сумматора, а всего требуется 98 сумматоров и 42 мультиплексора, которые занимают площадь менее 0,25 кв. мм.

Для автоматического сохранения/восстановления регистров в памяти при «переполнении/переизбытке» стека работает аппаратура RSE (Register Stack Engine). Она просто приостанавливает выполнение команд, ждущих соответствующие регистры; перезаполнение конвейера при этом не требуется.

Архитектура IA-64 характеризуется очень большими емкостями файлов регистров. Файл регистров общего назначения GR в IA-64 имеет емкость 128 строк. В Itanium он имеет 8 портов чтения и 6 портов записи. Эти порты позволяют поддерживать одновременно 2 Моперации и 2 I-операции за такт. Файл регистров с плавающей запятой FR имеет ту же емкость и обеспечивает одновременную работу двух М-операций и двух команд FMAC («умножить-и-сложить»). Наконец, PRF - файл однобитных регистров-предикатов (их всего 64) имеет 15 портов чтения и 11 портов записи.

Стадии выполнения

Эффективность работы функциональных устройств увеличена за счет возможности прямой подачи результата выполнения на вход другой команды, минуя запись в регистры (техника «scoreboard»). Другая важнейшая особенность Itanium - неблокирующийся кэш. В результате конвейер встает только тогда и там, когда и где требуется реально отсутствующие данные, и возобновляет свою работу, как только они станут доступны.

«Целочисленное исполнительное ядро» имеет 4 порта - 2 порта памяти и 2 собственно целочисленных порта. Все 4 порта могут выдавать на выполнение арифметические команды, команды сдвига, логические команды, команды сравнения и большинство целочисленных мультимедийных портов SIMD.

М-порты могут также «выполнять» команды загрузки регистров/записи в память, а Iпорты - более редкие целочисленные команды: проверку бит, поиск нулевого байта и некоторые виды сдвигов.

Условные переходы могут выполняться на стадии DET, что требует возможности чтения сразу трех предикатов.

Поскольку предикаты генерируются исполнительным ядром микропроцессора, и могут использоваться почти сразу в последующих командах, требуется их по возможности быстрая доставка в аппаратуру, которая будет использовать их. Для повышения эффективности работы с предикатами в Itanium предусмотрена возможность их применения «на лету». Для этого кроме файла PRF используется файл спекулятивных предикатных регистров SPRF, и как только предикат рассчитан, его значение помещается в SPRF, откуда оно может сразу использоваться.

Обновление «архитектурного» файла PRF (чтение из которого происходит на более ранней стадии конвейера) осуществляется позднее.

Особый интерес представляет собой и аппаратная реализация в Itanium спекулятивного выполнения и обработки отложенных прерываний, что предусмотрено архитектурой IA-64.

Плавающая запятая

Функциональные устройства с плавающей запятой (FPU) предполагают возможность работы с 82-разрядным представлением. Это обеспечивает, в частности, форматы чисел с плавающей запятой одинарной, двойной и расширенной точности. Некоторым базовым примитивом FPU можно считать команды FMAC, которые выполняются соответствующими FMAC-устройствами. Таких устройств в Itanium два, и каждая FMAC-команда за такт выполняет две операции с плавающей запятой двойной точности - умножение и сложение.

В результате Itamium имеет пиковую производительность в 4 операции