Распределенные информационные системы их достоинства и недостатки.

Распределенная система— это набор независимых вычислительных машин, представляющийся их пользователям единой объединенной системой.

В этом определении оговариваются два момента. Первый относится к аппаратуре: все машины автономны.

Второй касается программного обеспечения: пользователи думают, что имеют дело с единой системой. Важны оба момента. Позже в этой главе мы к ним вернемся, но сначала рассмотрим некоторые базовые вопросы, касающиеся как аппаратного, так и программного обеспечения.

Характеристики распределенных систем:

1. От пользователей скрыты различия между компьютерами и способы связи между ними. То же самое относится и к внешней организации распределенных систем.

2. Пользователи и приложения единообразно работают в распределенных системах, независимо от того, где и когда происходит их взаимодействие.

Распределенные системы должны также относительно легко поддаваться расширению, или масштабированию. Эта характеристика является прямым следствием наличия независимых компьютеров, но в то же время не указывает, каким образом эти компьютеры на самом деле объединяются в единую систему.

Распределенные системы обычно существуют постоянно, однако некоторые их части могут временно выходить из строя. Пользователи и приложения не должны уведомляться о том, что части системы заменены или починены или, что добавлены новые для поддержки дополнительных пользователей.

Для того чтобы поддержать представление системы в едином виде, организация распределенных систем часто включает в себя дополнительный уровень программного обеспечения, находящийся между верхним уровнем, на котором находятся пользователи и приложения, и нижним уровнем, состоящим из операционных систем.

Рис.1.1. Распределенная система организована в виде службы промежуточного уровня.

Соответственно, такая распределенная система обычно называется системой промежуточного уровня (middleware). Отметим, что промежуточный уровень распределен среди множества компьютеров.

Особенности распределенных ИС

• Ссылки

• Задержки выполнения запросов

• Активация/деактивация

• Постоянное хранение

• Параллельное исполнение

• Отказы

• Безопасность

Концепция операционного и управляющего автоматов.

Концепция состоит в том, что любое цифровое устройство можно представить в виде композиции 2-х автоматов: операционного и управляющего.

Операционный автомат служит для выполнения элементарных действий по обработке информации. К элементарным действиям (микрооперациям) относят такие действия как запись кода в регистр, сдвиг кода влево или вправо, выдача необходимого кода, сложение, вычитание, инвертирование и так далее. Структура и функция операционного автомата определяется составом микрооперации, в которых он должен реализоваться. На операционный автомат поступают входные данные (D_h, h=1,H), выдаются результаты операции (R_q, q=1,Q). Внутри операционного автомата могут хранится промежуточные результаты (S_l, l=1,L).

DÍS; RÍS

Кроме того, операционный автомат подает признаки выполнения операции X.

Управляющий автомат определяет последовательность, алгоритм выполнения микрооперации в устройстве. Он вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность управляющих сигналов.

X={x₁, x₂, . . . , x_p}, p=1,P

Y={y₁, y₂, . . ., y_m}, m=1,M

Если порядок действий над словами задается в виде схемы соединений, то такой автомат называется управляющим автоматом с жесткой логикой.

Второй тип управляющего автомата – управляющий автомат с гибкой логикой. В нем алгоритм обработки информации хранится в ЗУ или ПЗУ.

Рисунок 16.1- Структура операционного устройства

Принцип микропрограммирования

1. 
   Любое сложное действие по обработке информации можно представить в виде совокупности элементарных действий, которые называются микрооперациями.
2. 
   Для управления порядком исполнения микроопераций из множества Y используют логическое условие из множества X.
3. 
   Для управления порядком выполнения микроопераций используется алгоритм (микро алгоритм) выполнения сложного действия задаваемый в виде совокупности микроопераций и логический условий и представляемый в виде граф – схемы или микропрограммы.
4. 
   Микропрограмма или ГСА используется как форма представления функций устройства, на основе которого определяется структура устройства и порядок выполнения действий во времени.

Функция операционного автомата определяется следующими множествами:

1. 
   Множество входных слов D={d₁, … , d_H}, вводимых в автомат в качестве операндов.
2. 
   Множеством выходных слов R={r₁, … , r_Q}, используемых для представления информации в процессе выполнения операции.
3. 
   Множество внутренних слов S={s₁, … , s_N}, используемых для представления информации в процессе выполнения операции. В дальнейшем будем предполагать, что входные и выходные слова совпадают с определенными внутренними словами, то есть DÍS и RÍS.
4. 
   Множествам микроопераций Y={y_m} (m=1,M), реализующих преобразование S=j_m(s) над словами информации, где j_m – вычислимая функция.
5. 
   Множество логических условий X={x_l} (l=1,L), где x_l=y_l(s) и y_l – булева функция.

Таким образом, функция операционного автомата заданна, если определены множества D,R,S,Y,X. Заметим, что время не является аргументом функции операционного автомата.

Функция устанавливает список действий, - микрооперации логических условий, - которые может выполнять автомат, но не определяет порядок следования во времени.

Другими словами, функция операционного автомата реализует средства, которые могут быть использованы для вычисления, но не сам вычислительный процесс. Порядок выполнения действий во времени определяется в форме функций управляющего автомата.

Функция управляющего автомата состоит в реализации граф схемы (микропрограммы) алгоритма управления, функциональные алгоритмы которой являются сигналы y₁, … , y_L.

Алгоритм управления наиболее часто представляется в виде граф схемы (микропрограммы) или в виде логической схемы алгоритма. Каждая из этих форм определяет временную последовательность реализации алгоритма – устанавливает порядок проверки логических условий x₁, … , x_L и порядок следования микроопераций y₁, … , y_M.