Создание высокоэффективных крупных систем обработки данных связано с объединением средств вычислительной техники, обслуживающей отдельные предприятия, организации и их подразделения, с помощью средств связи в единую распределенную вычислительную систему.
Такое комплексирование средств вычислительной техники позволяет повысить эффективность систем обработки информации за счет снижения затрат, повышения надежности и производительности эксплуатируемых ЭВМ, рационального сочетания преимуществ централизованной и децентрализованной обработки информации благодаря приближению средств сбора исходной и выдачи результатной информации непосредственно к местам ее возникновения и потребления, а также комплексного использования единых мощных вычислительных и информационных ресурсов.
Передача информации между территориально удаленными компонентами подобных распределенных систем осуществляется в основном с помощью стандартных телефонных и телеграфных каналов, а также витых пар проводов, коаксиальных в последнее отпиковолоконных кабелей связи. Современный прогресс в области оптоволоконной техники (использование световодов) позволяет резко повысить пропускную способность линий связи. Так, система F6M обеспечивает передачу информации до 6,3 Мбит/с, заменяя до 96 телефонных каналов, а система F400M — передачу до 400 Мбит/с информации, заменяя 5760 телефонных каналов.
Расширение состава и совершенствование аппаратуры приема-передачи, а также резкое снижение стоимости ВТ привели к использованию в качестве абонентских пунктов систем телеобработки данных интеллектуальных терминалов, создаваемых на базе микропроцессоров и микроЭВМ и обеспечивающих частичную обработку информации (главным образом предварительную обработку исходной информации в виде ее логического контроля, агрегирования и т.д.) непосредственно до ее передачи по каналам связи. Использование интеллектуальных терминалов сближает функциональные возможности систем телеобработки данных и вычислительных сетей. В настоящее время вычислительные сети представляют собой высшую организационную форму применения ЭВМ.
Для современных вычислительных сетей характерно:
- объединение многих достаточно удаленных друг от друга ЭВМ и (или) отдельных вычислительных систем в единую распределенную систему обработки данных;
- применение средств приема-передачи данных и каналов связи для организации обмена информацией в процессе взаимодействия средств ВТ;
- наличие широкого спектра периферийного оборудования, используемого в виде абонентских пунктов и терминалов пользователей, подключаемых к узлам сети передачи данных;
- использование унифицированных способов сопряжения технических средств и каналов связи, облегчающих процедуру наращивания и замену оборудования;
- наличие операционной системы, обеспечивающей надежное и эффективное применение технических и программных средств в процессе решения задач пользователей вычислительной сети.
Особенностью эксплуатации вычислительных сетей является не только, приближение аппаратных средств непосредственно к местам возникновения и использования данных, но и разделение функций обработки и управления на отдельные составляющие с целью их эффективного распределения между несколькими ЭВМ, а также обеспечение надежного и быстрого доступа пользователей к вычисли» тельным и информационным ресурсам и организация коллективного использования этих ресурсов.
Вычислительные сети позволяют автоматизировать управлении производством, транспортом, материально-техническим снабжением в масштабе отдельных регионов и страны в целом.
Возможность концентрации в вычислительных сетях больших объемов данных, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки и высокая надежность их функционирования — все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения ВТ.
В условиях вычислительной сети предусмотрена возможность:
- организовать параллельную обработку данных многими ЭВМ;
- создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти различных ЭВМ;
- специализировать отдельные ЭВМ (группы ЭВМ) для эффективного решения определенных классов задач;
- автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными ЭВМ и пользователями сети;
- резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных из них с целью быстрого восстановления нормальной работы сети;
- перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;
- стабилизировать и повышать уровень загрузки ЭВМ и дорогостоящего периферийного оборудования;
- сочетать работу в широком диапазоне режимов: диалоговом, пакетном, режимах «запрос-ответ», а также сбора, передачи и обмена информацией.
Как показывает практика, за счет расширения возможностей обработки данных, лучшей загрузки ресурсов и повышения надежности функционирования системы в целом стоимость обработки данных в вычислительных сетях не менее чем в полтора раза ниже по сравнению с обработкой аналогичных данных на автономных ЭВМ.
Первые вычислительные сети появились в 60-х годах XX века. Сеть являлась объединением технологии сбора, хранения, передачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи.
Одной из первых сетей является АРПА, созданная 50-ю университетами и фирмами США. 2 января 1969 года Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA – Advanced Research Projects Agency), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате была создана сеть ARPANET. Задачи этой сети:
1) обеспечить сохранность коммуникаций в случае ядерной атаки противника;
2) облегчить сотрудничество различных исследовательских учреждений.
ARPANET обеспечивала связь между университетами, военными учреждениями и предприятиями оборонной промышленности. В случае разрушения одной или нескольких линий связи система должна была уметь переключаться на другие линии.
Потом появилась сеть NSFNET (NSF – National Science Foundation), объединяющая научные центры США. Основой сети служили 5 суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи могли подключиться к сети и использовать возможности этих суперкомпьютеров. В 1987 году был создан хребет сети NSFNET, состоящий из 13 центров, расположенных в разных частях США. Позже NSFNET поглотила ARPANET и в 1990 году появилась сеть Интернет в США.
В Европе сначала были разработаны и внедрены международные сети EIN и Евронет, затем появились национальные сети. В 1972 году в Вене была создана сеть МИПСА, в 1979 г. к ней присоединились 17 стран Европы, СССР, США, Канада, Япония. Она создана для проведения фундаментальных работ по проблемам энергетики, продовольствия, сельского хозяйства, здравоохранения и т.д.
В СССР первая сеть разработана в 60-х годах в Академии наук в Ленинграде. В 1985 году к ней присоединились региональная подсеть "Северо-запад" с академическими центрами в Риге и Москве.
В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных сетей, 54 из которых созданы в США, 16 - в Японии.
С появлением микроЭВМ и персональных компьютеров возникли локальные вычислительные сети (ЛВС). Они позволили поднять на качественно новую ступень управление производственными объектами, повысить эффективность использования ЭВМ, поднять качество обрабатываемой информации, реализовать безбумажную технологию, создать новые технологии. Объединение ЛВС и глобальных сетей позволило получить доступ к мировым информационным ресурсам.
