Системы телеобработки данных

Системы телеобработки данных (СТОД), весьма популярные и распространенные в 70-х годах, являются прообразом вычислительных сетей и применяются:

- для дистанционного централизованного решения задач абонентов;

- для сбора данных, которые считываются на абонентских пунктах (АП) с про­межуточного носителя или с дисплея и передаются в компьютер;

- при выдаче справок: компьютер обрабатывает запрос, полученный с АП; ответ отсылается на АП;

- для решения задач, связанных с коммутацией сообщений: данные вводятся с од­ного АП и почти без обработки выводятся на другой АП;

- для управления компьютером, когда АП используется в качестве пульта оператора компьютера.

Поскольку технические средства, применяемые в системах телеобработки, анало­гичны тем, которые применяются в сетях, рассмотрим их использование в СТОД несколько подробнее.

Под техническими средствами телеобработки понимается совокупность техни­ческих средств системы, обеспечивающих ввод данных в систему, передачу дан­ных по каналам связи, сопряжение каналов связи с компьютером, обработку дан­ных и выдачу результатных данных абоненту.

Наряду с техническими средствами для осуществления режима телеобработки у компьютера должно иметься и достаточно сложное программное обеспечение, выполняющее такие функции, как:

□ обеспечение работы компьютера в различных режимах телеобработки;

□ управление сетью телеобработки данных;

□ управление очередями сообщений;

□ редактирование сообщений и работу с ошибочными сообщениями и т. п.
Телеобработка информации является основным режимом обработки данных на вычислительных центрах коллективного пользования.

Телеобработка данных может быть реализована в одном из двух режимов:

□ в режиме пакетной обработки или режиме off-line;

□ в диалоговом режиме или режиме on-line.

Любая система телеобработки информации включает в себя как минимум четыре основные группы технических средств:

□ электронную вычислительную машину (одну или несколько);

□ аппаратуру передачи данных (АПД);

□ устройство сопряжения (УС) компьютера с аппаратурой передачи данных (ли­нейные адаптеры, мультиплексоры передачи данных, связные процессоры, осуществляющие электрическое и логическое согласование работы машины и АПД);

□ абонентские пункты (АП), осуществляющие взаимодействие абонента с системой и обеспечивающие ввод и вывод данных в систему.

Более разветвленные системы телеобработки информации могут включать также устройства удаленного согласования (УУС) — поочередного или одновременного подключения разных абонентов к одному каналу связи за счет использования различных способов уплотнения передачи информации: коммутаторы, концентраторы, удаленные мультиплексоры, периферийные связные процессоры.

Блок-схема типовой СТОД показана на рис. 20

Рис. 20. Блок-схема типовой СТОД

Устройства сопряжения могут быть различными.

Линейные адаптеры — это одноканальные устройства сопряжения, обеспечиваю­щие согласование канала ввода-вывода компьютера с одним каналом передачи данных. Они выполняют следующие функции:

-согласование формы и амплитуды электрических сигналов компьютера и АПД;
-последовательно-параллельное и обратное ему преобразование данных;

-распознавание, введение и устранение служебных синхронизирующих сигналов, обнаружение ошибок в принимаемых сигналах — контроль достоверности
их формы.

Все указанные функции линейные адаптеры реализуют, как правило, схемным путем, поэтому их сложность с увеличением количества выполняемых функции сильно растет. Для каждого типа каналов связи (телефонных и телеграфных, ком­мутируемых и некоммутируемых, широкополосных) выпускаются свои адаптеры. В современных СТОД и вычислительных сетях линейные адаптеры в автономном варианте используются редко, обычно они включаются в состав более развитых устройств.

Мультиплексоры передачи данных (МПД),или групповые адаптеры, — это много­канальные устройства согласования. Помимо функций, выполняемых линейны­ми адаптерами, они реализуют:

□ поочередное подключение разных терминальных устройств и работу с ними;

□ обмен информацией с компьютером по его командам;

□ промежуточное накопление и хранение (буферизацию) данных;

-преобразование кодов данных, контроль достоверности данных с обнаружени­ем, а иногда и с автоматическим исправлением ошибок;

- контроль работоспособности устройств согласования.

МПД бывают непрограммируемые и программируемые.

Непрограммируемые МПД (аппаратные) реализуют свои функции схемным путем, что обусловливает их спе­циализацию по отношению к структуре информационной сети и протоколам ее работы — возможна лишь подстройка аппаратных МПД к различным типам АПД путем замены линейных адаптеров, входящих в состав мультиплексоров. Программируемые МПД адаптируются (подстраиваются) к разнообразным, и под­час сложным, информационным сетям, отличающимся по скорости передачи дан­ных, используемым кодам и форматам сообщений, режимам обслуживания або­нентов, протоколами управления обменом данными и т. д., программным путем. Развитые МПД этой группы имеют оперативную и постоянную память, устройство управления и арифметико-логическое устройство, то есть их структура подобна структуре компьютера и они могут выполнять некоторые логические и ариф­метические преобразования информации.

Связные процессоры, по сути, представляют собой микрокомпьютеры, оснащенные программными средствами и сменными линейными адаптерами, обеспечивающи­ми сопряжение их с АПД, основным компьютером, а иногда и с ВЗУ большой ем­кости.

Целесообразность применения связного процессора совместно с высокопроизво­дительным основным компьютером обусловлена следующим. Управление слож­ной системой телеобработки данных, а тем более сетью, требует обработки большого числа обращений в режиме реального времени, то есть связанных с прерыванием вычислений и обработкой этих прерываний, что резко снижает производительность компьютера. Согласно статистике, компьютер затрачивает до 75 % своего времени на управление сложной сетью, при этом МП загружается незначительно. Связной процессор берет на себя реализацию почти всех функций управления сетью, тем самым высвобождая дорогостоящее время основного компьютера. Кроме того, связ­ной процессор значительно увеличивает гибкость системы путем программной настройки устройства согласования. Наконец, удаление связного процессора от компьютера к периферии (удаленный связной процессор) позволяет для решения несложных задач приблизить вычислительные мощности к абонентам и тем са­мым снизить загрузку каналов передачи данных.

Таким образом, возможные эффективные варианты использования связного про­цессора связаны с выполнением следующих функций:

□ сопряжения основного компьютера с АПД, управления процедурами обмена данных между компьютером и абонентами (связной процессор устанавливается в этом случае рядом с основным компьютером и часто называется входным процессором);

□ накопления и уплотнения (сжатия) данных и увеличения скорости передачи по каналам связи данных, поступающих от низкоскоростных терминалов (связной процессор устанавливается на противоположной от компьютера сто­роне системы передачи данных и его называют удаленным связным процес­сором);

□ выполнения тривиальных приложений непосредственно у абонента, а также предварительной первичной обработки и группировки данных и передачи промежуточных результатов на основной компьютер для их дальнейшей обработки по сложным алгоритмам (связной процессор входит в состав абонентского терминального комплекса и называется периферийным процессором);

□ локального управления работой непосредственно к нему подключенных тер­миналов (связной процессор устанавливается у абонента и называется управляющим периферийным процессором).

ЛЕКЦИЯ № 9

В состав устройств удаленного согласования входят: коммутаторы, концентраторы, удаленные МПД, удаленные процессоры. В системах телеобработки данных (СТОД) обычно используются примитивные коммутаторы и концентраторы.

Коммутаторы, наиболее простые их них, служат для поочередного подключения нескольких входных каналов связи на один выходной без изменения скорости пе­редачи. Следует сказать, что сложные сетевые устройства коммутации (сетевые коммутаторы), названные выпускающей их фирмой коммутаторами, часто выпол­няют значительно больший объем функций, в том числе свойственных концентра­торам, маршрутизаторам и связным процессорам.

Концентраторы осуществляют переключение потока данных из канала (каналов) на другой (другие). В СТОД концентраторы, являющиеся устройствами удален­ного согласования, обычно переключают потоки данных от нескольких низкоско­ростных каналов на меньшее число более скоростных методом асинхронного вре­менного уплотнения.

Удаленные мультиплексоры (в дополнение к функциям их не удаленных собрать­ев) осуществляют объединение нескольких низкоскоростных каналов связи на один более скоростной методом частотного, временного (чаще синхронного) или кодо­вого уплотнения.

Таким образом, коммутаторы выполняют процедуру переключения каналов, не затрагивая структуры данных, в то время как концентраторы и мультиплексоры могут осуществлять коммутацию данных с некоторым преобразованием последних. При частотном уплотнении каждому абоненту в широкополосном канале отво­дится своя узкая полоса частот, на которой он может передавать данные; на выхо­де широкополосного канала стоят частотные фильтры, настроенные каждый на свою полосу, и вновь разделяют информацию абонентов.

При синхронном временном уплотнении каждому абоненту, вне зависимости от того, работает он или нет, отводятся в скоростном канале свои жесткие, циклически повторяющиеся временные интервалы для передачи данных. При асинхронном временном уплотнении временные интервалы для передачи дан­ных по скоростному каналу предоставляются абонентам в соответствии с посту­пающими от них запросами.

При кодовом уплотнении выполняется модуляция данных псевдослучайным шу­мовым сигналом и сжатие информации путем применения специальных кодов, например форматов MPEG, GIF, STIFF и т. д.

Мультиплексоры с частотным и кодовым уплотнениями могут работать совмест­но с концентраторами, так как они хорошо дополняют друг друга, и их совместное использование позволяет еще больше уплотнить передаваемые данные.

Абонентский пункт(АП) представляет собой комплекс терминальных устройств, С помощью которых пользователь (абонент) системы телеобработки данных мо­жет вводить в систему и получать из системы всю необходимую информацию. Для этой цели АП содержат аппаратуру для ввода, вывода, передачи, а иногда и подго­товки, несложной обработки, хранения и автономной распечатки данных. В каче­стве аппаратуры ввода-вывода в разных типах АП применяются самые разнооб­разные устройства, отличающиеся типом носителя, скоростью работы/способом связи с оператором. Наибольшее распространение среди них получили клавиату­ры, телетайпы, пишущие машинки, дисплеи, быстродействующие устройства циф­ровой и буквенно-цифровой печати.

На базе АП строятся автоматизированные рабочие места специалистов (АРМ). АП, включающие в свой состав аппаратуру обработки данных (МП или ПК), на­зываются интеллектуальными. Система телеобработки в этом случае представля­ет собой типичную локальную вычислительную сеть (радиальной топологии).

Аппаратура передачи данныхсостоит из следующих устройств:

- устройств преобразования сигналов (УПС);
- устройств защиты от ошибок (УЗО);

- вызывных устройств.

УПС преобразует сигналы, поступающие от терминального оборудования, в вид, пригодный для их передачи по используемым каналам связи, и наоборот, сигналы, поступающие по каналу связи, преобразует к виду, воспринимаемому терминаль­ной аппаратурой. В качестве УПС обычно используются модемы и связные кар­ты — они подробнее рассмотрены несколько ниже.

УЗО вводятся в систему для обеспечения достоверности передачи информации — они реализуют процедуры обнаружения и реже, автоматического исправления ошибок. Обнаружение ошибок осуществляется либо путем анализа формы посту­пившего сигнала, либо путем арифметического подсчета контрольных символов, дополнительно введенных по разным алгоритмам в передаваемую информацию (информационная избыточность), Использование информационной избыточности во многих случаях оказывается предпочтительнее, так как обеспечивает большую обнаруживающую способность, а иногда позволяет осуществить и автоматичес­кое исправление ошибок .

Вызывные устройства необходимы в АПД только при работе по коммутируемым каналам связи для соединения с вызываемым абонентом. Вызывные устройства могут быть ручными и автоматическими.

Поиск по сайту: