Александр Харс - Я познаю мир. Компьютеры и интернет

Так обстоят дела с метеопрогнозами в нашей. стране, по такому же принципу построена метеослужба и в большинстве других стран мира. Мы вспомнили о ней не только потому, что знать погоду на завтра или послезавтра порой жизненно важно для людей многих профессий, но еще и потому, что система сбора метеоданных – типичный пример большой системы – комплекса сооружений, устройств, приборов, который, как правило, имеет значительную территорию распространения и несколько уровней управления.

Каждая разновидность больших систем чаще всего явление уникальное. Никто ведь не станет создавать две дорогостоящие системы сбора информации о погоде, если достаточно одной. Но количество больших систем разного назначения растет с каждым годом. Невозможно представить «вещью в себе» искусственные спутники Земли и орбитальные корабли. Следит за их полетом, принимает от них информацию и передает на Землю большая система, управляемая центральным координационновычислительным центром. Немыслима без наземных служб и аэродромов, размещенных по всему миру., работа национальных и международных авиалиний гражданского воздушного флота. Трудно себе представить, как можно разлучить поезда с вокзалами и системой стальных магистралей, а современный автомобилизм немыслим без системы автозаправочных станций и пунктов техобслуживания...

Словом, в настоящее время различных больших систем насчитывается столько, что, для того чтобы справиться с ними, специалисты разделили их на два класса – детерминированные и недетерминированные системы.

Типичный пример детерминированной системы – автоматическая телефонная станция. В каждом городе есть своя АТС. В крупных городах даже несколько АТС. Система типа АТС работает по жесткой, наперед заданной программе и работает безупречно, пока в ней что–то не поломается. Но поломка тоже нестрашна: придет наладчик – все исправит. И при этом наверняка можно сказать, что с непредвиденной ситуацией он не столкнется.

Детерминированная система потому так и называется, что все ее «выкрутасы» можно знать наперед и составить для обслуживающего персонала четкий перечень инструкций, как действовать в той или иной обстановке. Никакая поломка ведь не заставит АТС города Парижа вдруг перейти на обслуживание абонентов Москвы или, того удивительней, заняться вдруг выпечкой французских булочек.

Иное дело системы недетерминированные. Здесь неопределенностей хоть отбавляй. Классическим примером может послужить система, управляющая воздушным движением в районе того или иного аэропорта. Такая система, состоящая из множества не только машин, но и людей, перерабатывает информацию, поступающую из многих и многих источников: радиолокационных станций, метеобюро, самолетов, наземных служб...

И все идет более или менее гладко, если вся эта информация поступает бесперебойно, погода хорошая и нигде не произошло никакого сбоя, ЧП или аварии. В этом случае с регулированием движения вполне может справиться и ЭВМ. Более того, при работе по отлаженному алгоритму компьютер даст сто очков вперед самому квалифицированному оператору.

Но bqt случилась авария, нарушилась радиосвязь или просто испортилась погода... А может й вообще соединились сразу несколько причин, как это, например, описано в романе Артура Хейли «Аэропорт» и в фильме, снятом по этому роману: и буран налетел, и самолет на полосе застрял, и террорист бомбу взорвал...

В общем, причин для нарушения нормального режима множество, их нельзя предугадать заранее, нельзя составить перечень возможных нарушений, а следовательно, и алгоритм решений, требуемых для ЭВМ. Значит, в недетерминированных системах надежда по–прежнему лишь на опыт и интуицию человека–оператора, управляющего системой? А ведь сложность больших систем растет с каждым годом, увеличиваются нагрузки на управленцев, дороже обходятся допускаемые ими ошибки. Неужто ничего нельзя сделать?..

Известно, что ныне со многими ЭВМ можно связаться, не выходя из дома, – был бы телефон под рукой. Телефонными каналами связи ЭВМ «связаны» в огромные вычислительные комплексы или, как их еще называют, в вычислительные сети. Там, где один компьютер не может справиться с возложенной на него задачей, справляются все сообща.

В настоящее время в мире действует несколько вычислительных.сетей. Первая территориальная сеть обработки данных ARPA, названная так по начальным буквам слов «Advanced Research Project Agency» – «управление перспективных исследований» – начала функционировать в 1969 году. Она стала прообразом многих других сетей – французской CYCLADES , Европейского экономического сообщества, Международной европейской вычислительной сети, канадской АТА–РАС... Все они устроены примерно одинаково.

В каждой из вычислительных сетей есть своя подсеть из коммутационных процессоров, обеспечивающих обмен информацией между всеми компьютерами, входящими в систему.

В заявках указывается абонент, которому нужна та или иная информация или решение задачи, и адресат, к которому он намерен обратиться за помощью. Адресат может и не указываться, тогда указываются лишь требования к нему – нам зачастую все равно, какая именно ЭВМ решит нашу задачу, лишь бы она сделала это побыстрее. Тогда коммутационный процессор пересылает заявку ближайшей свободной машине с подходящим объемом памяти.

Для облегчения функционирования коммутационных процессоров в сети, как правило, имеются еще коммутационные процессоры–терминалы, которые служат своеобразными буферами между компьютерами и подсетью коммутационных процессоров. С их помощью отыскиваются наилучшие варианты выхода к той или иной машине или группе машин. Вычислительная сеть, как правило, решает сразу множество задач, и поэтому, если данная машина занята, абоненту приходится некоторое время выжидать, пока она освободится.

Если же пользователь ждать не может, он присваивает своей задаче высокий приоритет (нулевой считается высшим), и тогда машина прервет решение задачи с низшим приоритетом и тотчас займется решением более важной и спешной. Вычислительные сети отдельных стран через коммутационные процессоры и каналы связи, в число которых входят и спутниковые, могут быть связаны между собой во всемирную вычислительную сеть.

Как это все может выглядеть на практике, мы с вами сейчас проиллюстрируем с помощью такого примера.