Назначение процесса обработки данных

Процесс обработки данных в ИТ управляет решением с помощью ЭВМ вычислительных задач, отображающих функциональные задачи объекта управления, при помощи соответствующих моделей обработки данных,

алгоритмов обработки данных и машинных программ

Концептуальный уровень - процедуры процесса обработки данных.

Логический уровень - модели и методы формализующие процедуры обработки данных в ЭВМ.

Физический уровень это аппаратная реализация.

Нарисуйте общую схему взаимодействия процедур обработки данных и объясните состав и назначение процедур процесса обработки данных

Одной из важнейших процедур информационного процесса обработки данных является организация вычислительного процесса, т.е. обслуживаниепоступающих на обработку заданий (очередей) и планирование (оптимизация последовательности) их обработки.

На программно-аппаратном уровне эти функции выполняют специальные управляющие программы, являющиеся составной частью операционных систем, т. е. систем, организующих выполнение компьютером операций обработки данных.

Процедура преобразования данных состоит в том, что ЭВМ выполняет типовые операции над структурами и значениями данных (сортировка, выборка, арифметические и логические действия, создание и изменение структур и элементов данных и т.п.) в количестве и последовательности, заданных алгоритмом решения вычисли­тельной задачи,

который на физическом уровне реализуется последовательным набором машинных команд (машинной программой).

На логическом уровне алгоритм преобразования данных выглядит как программа, составленная на формализованном человеко-машинном языке — алгоритмическом языке программирования.

Отображение информации выполняется на экране дисплея (или на бумаге принтера, графопостроителя) в виде графических объектов. На логическом уровне процедура отображения использует законы аналитической геометрии. Основой математических моделей отображения являются аффинные преобразования и сплайн-функции

Информационный процесс обработки данных на физическом уровне представляется аппаратно-программным комплексом, включающим

ЭВМ и программное обеспечение, реализующее модели организации вычислительного процесса, преобразования и отображения данных.

Поясните работу ЭВМ в основных режимах обработки данных пакетном, разделения времени, реального времени

Различают 3 основных режима обработки данных на ЭВМ:

Пакетный режим обработки задач (очередь заданий -пакетов, которые выполняются последовательно. Пакеты выбираются с диска, с другого машинного носителя, из канала связи.

Пропускная способность ЭВМ максимальна.)

Режим разделения времени ( каждое задание получает квант или несколько квантов времени, все задания находятся в памяти ЭВМ, используется страничная организация памяти, некоторые виртуальные страницы находятся на диске, возможен диалоговый режим )

Режим реального времени (физическик,технологические процессы – реакция системы должна быть мгновенна. Потеря информации из-за перегрузки ЭВМ – губительна)

Как организуется планирование обработки вычислительных задач в вычислительной системе?

При решении вычислительной задачи ЭВМ использует свои ресурсы в объеме и последовательности, определяемых алгоритмом решения.

К ресурсам ЭВМ относятся объем оперативной и внешней памяти, время работы процессора, время обращения к внешним устройствам (внешняя память, устройства отображения). Естественно, что эти ресурсы ограничены. Поэтому и требуется найти наилучшую последовательность решения поступивших на обработку вычислительных задач.

Процесс определения последовательности решения задач во времени называется планирование.

При планировании необходимо знать, какие ресурсы и в каком количестве требует каждая из поступивших задач. Ана­лиз потребности задачи в ресурсах производится на основе ее программы решения.

После анализа поступивших программ решения задач становится ясно, какая задача каких ресурсов требует и в каком объеме.

Критерии, используемые при планировании, зависят от степени определенности алгоритмов решаемых задач.

· порядок использования устройств ЭВМ при решении задач строго задан их алгоритмами, а порядок использования устройств ВС в задачах заранее не известен.

(Критерий- минимизация суммарного времени решения вычислительных задач)

· порядок использования устройств ЭВМ при решении задач не известен, а порядок использования устройств ВС в задачах строго определен (Критерий- максимизация загрузки ВС)

Реализация функций и алгоритмов планирования вычислительного процесса происходит с помощью управляющих программ операционной системы ВС. Программа планировщик определяет ресурсоемкость каждой поступившей на обработку задачи и располагает их в оптимальной последовательности.

Подключение ресурсов в требуемых объемах к программам выполнения задач осуществляет по запросу планировщика управляющая программа супервизор, которая тоже входит в состав операционной системы.

Опишите модель обслуживания задач в многомашинной вычислительной системе с очередью.

Организация обслуживания вычислительных задач

Система с дискретными состояниями и

с непрерывным временем

Цель планирования процесса обработки данных: наилучшие значения производительности, загруженности ресурсов, времени простоя , пропускной способности, времени ожидания в очереди заданий.

На логическом уровне обслуживания вычислительной задачи создается модель задачи обслуживания

Прямая задача обслуживания – задаются входные параметры вычислительной системы

результат- показатель эффективности организации вычислительного процесса (ОВП)

Оптимизационная задача обслуживания – задается показатель эффективности ОВП

Результат – оптимизированные параметры вычислительного процесса

Система с дискретными состояниями (в каждый момент времени система находится в одном состоянии и число состояний ограничено и может быть пронумеровано ) и с непрерывным временем (момент перехода из одного состояния в другое случаен и возможен в любой момент)

Вычислительная система изменяет свои состояния под действием изменения очереди заданий.

Для уменьшения времени пребывания задания в системе необходимо при заданной интенсивности потока заявок или увеличивать количество ЭВМ или уменьшать время обслуживания каждой ЭВМ

Организация очереди, поддержание ее структуры возлагаются на диспетчера Д1, а передача заданий из очере­ди на обработку в вычислительные машины, поддержание дисциплины обслуживания в очереди (поддержка системы приоритетов) осуществляются диспетчером Д2 (см. рис). В вычислительной системе диспетчеры реализуются в виде управляю­щих программ, входящих в состав операционных систем ЭВМ.