Использование ЭВМ в издательском деле

Настольные издательские системы прежде всего автоматизируют подготовку

оригинал-макета, по которому фотоспособом изготавливают офсетную форму

(трафарет, через который наносится типографская краска на лист бумаги).

Специализированные программы, известные как программное обеспечение верстки

страниц, позволяют издателям разместить текст, разделительные линии, номера

станиц, иллюстрации и, наконец, получить твердую копию оригинал-макета с

помощью лазерного принтера или фотонаборного автомата. Программы верстки

страниц могут также обрабатывать полутоновые изображения.

Таким образом, верста страниц - главный процесс в работе настольной

издательской системы. Качество подготовки оригинал-макета в значительной

мере зависит от возможностей и характеристик программ верстки страниц.

Программа, которая сделала настольные издательские системы на основе

IBM-совместимых компьютеров почти такими же совершенными, как и системы на

основе компьютеров Macintosh, - это Ventura Publisher фирмы Xerox

Corp. Пакет программ Ventura Publisher использует интерфейс, который

характерен для компьютеров Macintosh. Современные версии программы Ventura

Publisher работают с среде Windows.

Программы компьютерной верстки имеют следующие возможности:

редактирование и форматирование текста

графическое оформление

работа с отдельными элементами документов, выделенными

прямоугольниками, содержащими текст и графику. Элементы можно перемещать по

странице и масштабировать. Однако еще до создания каких-либо элементов

вручную программа автоматически формирует базовую страницу. Такая базовая

страница может содержать постоянные элемента оформления в виде текста и

графики, которые будут формироваться на каждой странице при верстке.

Ventura Publisher позволяет импортировать разнообразную графику,

которая может быть масштабирована. Однако программа имеет существенные

ограничения на редактирование графики. Она может создавать линии,

окружности, прямоугольники и так называемый "текст в рамке". Программа

Ventura зарекомендовала себя, как лучшая программа для создания объемных

документов (изданий). Это произошло из-за хорошо организованных средств для

создания повторяющихся элементов документа, например, номера страниц,

колонтитулы (повторяющийся текст в верхней строке каждой страницы), ссылки,

повторяющиеся графические элементы.

Фирма Aldus разработала программу верстки страниц Page Maker для

настольных издательских систем. В отличии от Ventura Publisher программa

Page Maker сразу стала выпускаться в двух версиях (для IBM PC и для

Macintosh).

Программа Ventura Publisher обладает отличными средствами для

полиграфического оформления, а программа Pagre Maker графическими.

Для создания оригинал-макета в настольных издательских системах чаще

всего используется лазерный принтер. Известно, что лазерный принтер

создает линии и символы, нанося крошечные точки на бумагу. Опыт

использования принтеров с разрешающей способностью 300 точек на дюйм

показывает, что горизонтальные и вертикальные линии отрабатываются отлично,

но имеются разрывы на наклонных и изогнутых линиях. Традиционный в

издательском деле фотонабор имеет разрешающую способность порядка 1200

точек на дюйм. Более высокая разрешающая способность до 2400 - 2540

точек на дюйм достигнута в устройствах Linotronik фирмы Alied Linotipe.

Важным моментом связи между настольной издательской системой и

фотонаборной установкой является язык Post Script, который одинаково

управляет выводом информации в фотонаборном аппарате и лазерном принтере.

Post Script - это язык программирования для описания внешнего вида и

расположения текста и графической информации на странице. Поэтому он

назван языком описания страницы. Язык предоставляет отличную возможность

перемещения элементов текста и графики. Символы могут быть произвольно

увеличены и уменьшены, повернуты или искривлены каким-то образом. Обработка

графики может осуществляться различными способами. Так как Post Script

работает с аналитическим видом графического представления (то есть с

векторными объектами), каждый объект выводится на печать с минимальной

погрешностью.

Таким образом настольные издательские системы позволяют верстать

страницы и создавать качественный оригинал-макет издания практически любой

сложности.

Современный компьютер для издательского дела это скорее всего

Macintosh, или может быть все таки PC, достаточно мощный, с большим

количеством оперативной памяти и памяти на жестких дисках. Для работы

необходим быстрый видеоадаптер с большим количеством видеопамяти и отличным

быстродействием в 2D, а так же возможностью держать высокую кадровую

развертку при очень больших разрашениях. Для PC, например, Matrox

Millenium/2.

Отдельно необходимо сказать о мониторе. Он должен удовлетворять самым

высоким требованиям: большой размер экрана, маленькое зерно, высокое

качество изображения, возможность работать с высокими разрашениями и

держать при этом большую кадровую развертку.

Так же высокие требования предъявляются к устройствам ввода

(чувствительная мышь).

Дополняют конфигурацию сканер и лазерный принтер.

Классификация ЭВМ по функциональным возможностям и размерам

По функциональным возможностям и размерам ЭВМ можно разделить (рис. 1.1) на супер-ЭВМ, большие, малые и микро-ЭВМ.

Рис. 1.1. Классификация ЭВМ по функциональным возможностям и размерам

Функциональные возможности ЭВМ обуславливаются основными технико-эксплуатационными характеристиками.

Некоторые сравнительные параметры названных классов современных ЭВМ приведены в таблице 1.2.

Табл. 1.2.

Сравнительные параметры различных классов ЭВМ

Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции.

Супер-ЭВМ - мощные, высокоскоростные вычислительные машины (системы) с производительностью от сотен миллионов до триллионов операций с плавающей точкой в секунду. Супер-ЭВМ выгодно отличаются от больших универсальных ЭВМ по быстродействию числовой обработки, а от специализированных машин, обладающих высоким быстродействием в сугубо ограниченных областях, возможностью решения широкого класса задач с числовыми расчетами.

При производительности порядка нескольких GFLOPS можно еще обойтись одним векторно-конвейерным процессором (однопроцессорные супер-ЭВМ). Создание высокопроизводительной супер-ЭВМ с быстродействием порядка TFLOPS по современной технологии на одном процессоре не представляется возможным. Это связано с ограничением, обусловленным конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/сек), так как время распространения сигнала на расстояние нескольких миллиметров (линейный размер стороны микропроцессора) при быстродействии 100 млрд. оп/с становится соизмеримым с временем выполнения одной операции. Поэтому супер-ЭВМ с такой производительностью создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем.

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч супер-ЭВМ, начиная с простых офисных до мощных: Cyber 205 (фирмы Control Data), VP 2000 (фирмы Fujitsu), VPP500 (фирмы Siemens) и др., производительностью несколько десятков GFLOPS.

Большие ЭВМ часто называют мэйнфреймами (Mainframe). Они поддерживают многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей).

Основные направления эффективного применения мэйнфреймов - это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. Последнее направление - использование мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей - часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных.

Примерами больших ЭВМ может служить семейство больших машин ЕС ЭВМ, IBM ES/9000 (1990г.), IBM S/390 (1997г.), а также японские компьютеры М1800 фирмы Fujitsu.

Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) - надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями. В многопользовательском режиме поддерживаются 16 - 512 пользователей.

Основные их особенности:

¨ широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения,

¨ аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации,

¨ простая реализация многопроцессорных и многомашинных систем,

¨ высокая скорость обработки прерываний,

¨ возможность работы с форматами данных различной длины.

К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести:

1) специфическую архитектуру с большой модульностью;

2) лучшее, чем у мэйнфреймов, соотношение производительность/ стоимость;

3) широкая номенклатура периферийных устройств;

4) повышенную точность вычислений.

Мини-ЭВМ успешно применяются:

¨ в качестве управляющих вычислительных комплексов.

¨ вычислений в многопользовательских вычислительных системах,

¨ в системах автоматизированного проектирования,

¨ в системах моделирования и искусственного интеллекта,

Одними из первых мини-ЭВМ были компьютеры PDP-11 фирмы DEC (США), Система Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ1, 2,3,4,1400, 1700 и др. В настоящее время семейство мини-ЭВМ включает большое число моделей от VAX-11 до VAX 8000, супермини-ЭВМ класса VAX 9000 и др.

Микро-ЭВМ по назначению можно разделить на универсальные и специализированные.

Универсальные многопользовательские ЭВМ - это мощные микро ЭВМ, используемые в компьютерных сетях, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям. Это универсальные серверы (Server) компьютерных сетей, обрабатывающие запросы от всех станций сети, выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др.) и распределяющий эти ресурсы.

Эту интенсивно развивающуюся группу компьютеров обычно относят к микро-ЭВМ, но по своим характеристикам мощные серверы скорее можно отнести к малым ЭВМ и даже к мэйнфреймам, а супер серверы приближаются к супер-ЭВМ.

Универсальные однопользовательские ЭВМ или персональные компьютеры (ПК) должны удовлетворять требованиям общедоступности и универсальности применения и иметь следующие характеристики:

¨ малую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

¨ автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

¨ гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

¨ «дружественность» операционной системы и прочего программного обеспечения для пользователя;

¨ высокую надежность работы (более 5000 ч. наработки на отказ).

Наибольшей популярностью в настоящее время пользуется ПК архитектурного направления (платформы) IBM с микропроцессорами фирмы Intel. По конструктивным особенностям ПК можно разделить на стационарные и переносные (мощные переносные компьютеры (рабочие станции) массой до 15 кг; портативные (наколенные) компьютеры типа «LapTop» массой 5-10кг; компьютеры-блокноты (Note Book и Sub Note Book) массой 1,5-4 кг и др.).

Специализированные ЭВМ ориентированы на решение определенного (постоянного) класса задач в течение периода своей эксплуатации. Ориентация специализированных ЭВМ осуществляется различными способами:

¨ специальной аппаратурной организацией самих ЭВМ или их внешних связей;

¨ созданием для ЭВМ специального программного обеспечения;

¨ введением дополнительных аппаратных блоков, расширяющих те или иные функции, возлагаемые на ЭВМ,

¨ и др.

Сферы использования таких ЭВМ как в нашей стране, так и за рубежом имеют устойчивую тенденцию к расширению. Можно выделить следующие основные области применения специализированных ЭВМ:

1) промышленное производство и транспорт;

2) военная техника и оборона;

3) непромышленная сфера.

Примером специализированных однопользовательских микро-ЭВМ, ориентированных для выполнения определенного круга задач (графических, инженерных, издательских и др.), являются рабочие станции (Work Station).

Специализированные многопользовательские микро-ЭВМ (спец. серверы) осуществляющие управление базами и архивами данных, многопользовательскими терминалами, поддерживающими факсимильную связь, электронную почту и др.

Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети, а именно: создания и управления базами и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтером, плоттером и др.

Файл-сервер используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые ЗУ.

Архивационный сервер (сервер резервного копирования) предназначен для резервного копирования информации, использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами.

Факс-сервер, почтовый сервер - выделенные компьютеры для организации эффективной многоадресной факсимильной связи или электронной почты.

Встраиваемые микро-ЭВМ входят составным элементом в промышленные и транспортные системы, технические устройства и аппараты, бытовые приборы. Они способствуют существенному повышению их эффективности функционирования, улучшению технико-экономических и эксплуатационных характеристик.

Специализированные однопользовательские ЭВМ или рабочие станции (Work station), - это однопользовательская система с мощным процессором и многозадачной ОС, имеющая развитую графику с высоким разрешением, большую дисковую и оперативную память и встроенные сетевые средства.

Рабочие станции появились на рынке ЭВМ почти одновременно с ПК и находились впереди по своим вычислительным возможностям. Переломным моментом в развитии рабочих станций стало появление новой архитектуры микропроцессоров RISC, позволившей резко поднять производительность ЭВМ. Современные рабочие станции сопоставимы, а иногда даже превосходят ПК по своим характеристикам. Современная рабочая станция - это не просто большая вычислительная мощность, это тщательно сбалансированные возможности всех подсистем машины, чтобы ни одна из них не стала «узким местом», сводя на нет преимущества других. Всё это в значительной мере и определяло их область применения и проблемную ориентацию: автоматизированное проектирование, банковское дело, управление производством, разведка и добыча нефти, связь, издательская деятельность и др.

Лидером на мировом рынке рабочих станций является американская фирма Sun Microsystems. Архитектура SPARC, разработанная фирмой Sun и использующаяся в её машинах, стала фактически стандартом де-факто. Традиционно доминирующей ОС на рынке рабочих станций была система Unix и ей подобные системы (Solaris и др). В последнее время наблюдается некоторый рост использования операционных систем VAX VMS и в ещё большей степени Windows NT.

Функциональная и структурная организация ЭВМ

1.1.3. Связь между функциональной и структурной организацией ЭВМ

Существуют два взгляда на построение и функционирование ЭВМ. Первый - взгляд пользователя, не интересующегося технической реализацией ЭВМ и озабоченного только получением некоторого набора функций и услуг, обеспечивающих эффективное решение его задач; второй - разработчика ЭВМ, усилия которого направлены на рациональную техническую реализацию необходимых пользователю функций. С учетом этого обстоятельства и вводятся понятия "функциональная и структурная организация" компьютера.

Функциональная организация ЭВМ - это абстрактная модель ЭВМ, описывающая функциональные возможности машины и предоставляемые ею услуги. Функциональная организация ЭВМ в значительной степени определяется предъявляемыми к ней требованиями, уровнем подготовки потенциальных пользователей, типом решаемых ими задач, потребностями в развитии компьютера (по емкости ЗУ, разрядности, составу периферийных устройств и др.).

Предусматриваемые абстрактной моделью функции ЭВМ реализуются на основе реальных, физических средств (устройств, блоков, узлов, элементов) в рамках определенной структуры. В общем случае под структурной организацией ЭВМ понимается некоторая физическая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия основных функциональных частей машины (без излишних деталей их технической реализации).

По степени детальности различают структурные схемы, составленные на уровне

¨ устройств,

¨ блоков,

¨ узлов,

¨ элементов.

Устройство - наиболее крупная функциональная часть ЭВМ, состоящая из элементов, узлов, блоков и выполняющая глобальные операции над кодированными данными (запоминание, обработку, преобразование).

Блок - функциональный компонент ЭВМ, состоящий из элементов и узлов и выполняющий операции над машинными словами или управляющий такими операциями (пример: сумматор, блок регистров).

Узел - часть машины, состоящая из нескольких более простых элементов и представляющая собой сборочную единицу (логическая схема).

Элемент, простейшее устройство ЭВМ, выполняющее одну операцию над входными сигналами. (пример — логический элемент).

Блоки и устройства часто изготавливаются в виде самостоятельных конструктивных модулей.

Функциональная организация ЭВМ играет ведущую роль и в значительной степени определяет структурную организацию машины, хотя и не дает жестких ограничений на конечную техническую реализацию структурных элементов. Одна и та же функция может быть реализована на совершенно разных технических средствах.

1.1.4. Обобщенная структура ЭВМ и пути её развития

Развитие архитектуры неизбежно ведет к развитию структуры ЭВМ. Реализация принципов интеллектуализации, которые все больше определяют развитие архитектуры ЭВМ, возможна при совершенствовании структурной организации, обеспечивающей повышение эффективности вычислительного процесса и, как следствие этого, рост производительности ЭВМ. В конечном счете, условием и критерием развития структуры является рост производительности ЭВМ.

Основной тенденцией в развитии структуры ЭВМ является разделение функций системы и максимальная специализация подсистем для выполнения этих функций.

Обобщенная структура ЭВМ приведена на рис.1.2.

Обобщенная структура ЭВМ состоит из следующих составных частей:

¨ обрабатывающей подсистемы;

¨ подсистемы памяти;

¨ подсистемы ввода-вывода;

¨ подсистемы управления и обслуживания.

Для каждой подсистемы выделены основные направления их развития.

. Обрабатывающая подсистема

Развитие обрабатывающей подсистемы в большей степени, чем всех остальных подсистем, идет по пути разделения функций и повышения специализации составляющих ее устройств. Создаются специальные средства, которые осуществляют функции управления системой, освобождая от этих функций средства обработки. Такое распределение функций сокращает эффективное время обработки информации и повышает производительность ЭВМ. В то же время средства управления, как и средства обработки, становятся более специализированными. Устройство управления памятью реализует эффективные методы передачи данных между средствами обработки и подсистемой памяти. Меняются функции центрального устройства управления. С одной стороны, ряд функций передается в другие подсистемы (например, функции ввода-вывода), с другой - развиваются средства организации параллельной обработки нескольких команд (суперскалярная обработка) с одновременным повышением темпа исполнения последовательности команд. Для повышения темпа выполнения последовательности команд применяются методы конвейерной обработки наряду с совершенствованием алгоритмов диспетчеризации и исполнения команд. Бурно развивается управление межпроцессорным обменом как эффективное средство передачи информации между несколькими центральными процессорами, входящими в состав вычислительной системы или комплекса.

Поиск по сайту: