Современное машинное и оргтехническое обеспечение информационных технологий

1. Лекция 5 Современное машинное и оргтехническое обеспечение информационных технологий

1. Структуры аппаратных и машинных
средств обеспечения информационных
технологий
2. Оргтехническое обеспечение
компьютерных сетей в информационных
технологиях
3. Носители информации в ИТ
4. 3-D принтеры

2. Современные аппаратные и машинные средства обеспечения ИТ

карманные ПК (смартфоны и коммуникаторы);
блокнотные (планшеты и ноутбуки) ПК;
ПК в сфере домашнего хозяйства;
базовые настольные ПК;
сетевые ПК;
высокопроизводительные настольные ПК, рабочие
станции и серверы начального уровня;
• многопроцессорные рабочие станции и серверы
высокого уровня;
• суперкомпьютеры.

3. Суперкомпьютеры и кластерные системы

Суперкомпьютер «Ломоносов», установленный в
Московском университете в 2009 году, относится к
уникальным системам высшего диапазона
производительности и является самым мощным в
России. В настоящее время он содержит
6654 вычислительных узла, более 94000 процессорных
ядер, обладает пиковой производительностью
1,37 Пфлоп/с. Реальная производительность системы
на тесте Linpack равна 674 Тфлоп/с (число операций с
«плавающей точкой» в секунду («плавающая точка» когда число записывается в виде произведения
0,1x105, Терафлоп = 1012 флоп, приставка пета означает
множитель 10x15), что позволило ему занять в июне
2011 года 13–ое место в списке Top500 самых мощных
компьютеров мира.

4. Суперкомпьютеры и кластерные системы

• В декабре 2013г. на факультете
вычислительной математики и кибернетики
Нижегородского государственного
университета (ННГУ) имени Лобачевского
запустили новый суперкомпьютер
"Лобачевский",
• производительность "Лобачевского" - свыше
500 Тфлоп/с

5. Суперкомпьютеры и кластерные системы

• Производительность самого мощного в мире
суперкомпьютера «Тяньхэ-2» достигает 33,86
Пфлоп/с. Китайский суперкомпьютер был
разработан в Университете оборонной науки и
техники Народно-освободительной армии
Китая в городе Чанша (провинция Хунань,
Центральный Китай).
• Производительность американской системы
«Титан», созданной в Национальной
лаборатории Оук-Ридж в штате Теннесси,
составила 17,6 Пфлоп/с.

6. 2. Оргтехническое обеспечение компьютерных сетей в информационных технологиях

Сетью называется группа соединенных
компьютеров и других устройств.
Сетевое взаимодействие - это концепция
соединенных компьютеров, совместно
использующих ресурсы (данные, принтеры,
факсимильные аппараты, модемы и другие
устройства).

7. Общие компоненты сети

• серверы (server) — компьютеры, предоставляющие
свои ресурсы сетевым пользователям;
• клиенты (client) компьютеры, осуществляющие доступ к
сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
• рабочие станции, позволяющие пользователям решать
персональные задачи;
• среда (media) — способ соединения компьютеров;
• совместно используемые данные;
• совместно используемые периферийные устройства;
• ресурсы — файлы, принтеры и другие элементы,
используемые в сети.

8. Типы сетей

• одноранговые сети (peer-to-peer);
• сети на основе сервера (server based).
Одноранговые сети называются также рабочими
группами,в одноранговых сетях чаще всего не
более 10 компьютеров;
В одноранговой сети все компьютеры
равноправны: нет иерархии среди
компьютеров и нет выделенного(dedicated)
сервера.
Для установления одноранговой сети
дополнительного ПО не требуется.

9. Классификация серверов

Сервер рабочей группы;
Сервер контроллер домена;
Прокси-сервер;
Сервер электронной почты;
Веб-сервер;
Сервер баз данных;
Файловый сервер;
Серверы приложений;
Брандмауэры;
Принт-серверы.

10. Классификация серверов

• Сервер рабочей группы служит для разграничения прав доступа
сотрудников к файловым ресурсам, либо для хранения общих
данных.
• Сервер контроллер домена необходим в организации с
количеством компьютеров более 20, централизованно
управляет сетевыми и файловыми ресурсами.
• Прокси-сервер обеспечивает общий доступ компьютерам в
интернет;
• Сервер электронной почты централизованно управляет
внешней, внутренней перепиской и документооборотом,
обеспечивает защиту от вирусных атак;
• Веб-сервер служит для организации виртуального офиса или
магазина, веб-сайта;
• Сервер баз данных служит для обработки данных,
организованных и структурированных согласно определенным
правилам и хранимых совместно;

11. Классификация серверов

• Файловый сервер предназначен для организации и
структурированного хранения данных пользователей с
учетом безопасности доступа;
• Серверы приложений представляют расширенные
возможности обработки информации, отличаются от
файл- и принт-серверов, в которых файл или данные
целиком копируются на запрашивающий компьютер. А
в сервере приложений на запрашивающий компьютер
пересылаются только результаты запроса;
• Брандмауэры это защитный экран от вредоносных
воздействий из интернета;
• Принт-серверы позволяют всем подключенным к сети
компьютерам распечатывать документы на одном или
нескольких принтерах.

12. Топология сетей

• «шина» (bus)
• «звезда» (star)
• «кольцо» (ring)

13. Топология «шина»

14. Топология «звезда»

15. Топология «Кольцо»

16. Гибридная топология

17. Способы передачи данных:

• инфракрасное излучение;
• лазерное излучение;
• радиопередача в узком спектре
(одночастотная передача);
• радиопередача в рассеянном спектре.

18. 3. Носители информации в ИТ «жесткие» магнитные диски

19. Магнитооптические диски

Запись на магнитооптический диск осуществляется по
следующей технологии: излучение лазера разогревает
участок дорожки выше температуры точки Кюри, после
чего электромагнитный импульс изменяет
намагниченность, создавая отпечатки, эквивалентные
питам на оптических дисках (Пит — единичное углубление
на информационном рельефе компакт-диска,
представляющем собой непрерывную спиральную
дорожку, начинающуюся в большинстве случаев от центра
и состоящую из последовательности углублений — Питов).
Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на
меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска:
поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал
диска, отражается от подложки, проходит
сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом
от намагниченности изменяется плоскость поляризации
луча лазера (эффект Керра) что и определяется датчиком.

20. Магнитооптические диски

• Максимальная емкость носителя формата 5,25
дюйма составляет 9,1 Гбайт. За исключением HDD,
более емких устройств найти невозможно.
Магнитооптические носители выдерживают
огромное количество циклов перезаписи, не
чувствительны к внешним магнитным полям и
радиации, гарантируют сохранность записанной
информации в течение 50-100 лет (не случайно
библиотека конгресса США оборудована МОдисками.

21. HD-DVD и Blue Ray

• Оба новых формата используют сине-фиолетовый лазер
с длиной волны 405 нм, в то время как в современных
DVD-приводах для записи и чтения применяется
красный лазер с длиной волны 650/635 нм. Более
короткая волна обеспечивает меньший диаметр
светового пятна от лазерного луча и, следовательно,
более высокую плотость записи.
• Принципиальное отличие HD DVD от Blu-Ray
заключается в том, что в HD DVD сохранена физическая
структура диска DVD, в то время как в Blu-Ray
применяются диски с новой структурой и используется
иная технология записи.
• главное преимущество формата Blu-Ray заключается в
большей емкости, достигающей 54 Гбайт.

22. FMD-ROM

23. FMD-ROM

Информационный элемент FM-диска (фотохром) может менять
свои физические свойства (такие как цвет или наличие
флуоресценции) под воздействием лазера определенной
мощности и длины волны. Изначально фотохром не
обладает флуоресцентными свойствами. При воздействии
лазера большой мощности инициируется фотохимическая
реакция, в результате которой и начинают проявляться
флуоресцентные свойства.
При считывании данное вещество опять же возбуждается, но
посредством лазера меньшей мощности, и начинает
флуоресцировать. Это свечение улавливается
фотоприемником и принимается как значение "1".
Возбужденный фотохром излучает свет, сдвигая спектр
падающего на него излучения в сторону красного цвета на
определенную величину (в пределах 30-50 нм), что
позволяет легко различить сигнал лазера и свет, излучаемый
материалом диска.

24. Флеш-память

• Флеш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность
твердотельной полупроводниковой энергонезависимой
перезаписываемой памяти.
• Она может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в
такую память можно лишь ограниченное число раз
(максимально — около миллиона циклов. Распространена
флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов
перезаписи — намного больше, чем способна выдержать
дискета или CD-RW.
• Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких
дисков, более надёжна и компактна.
• Благодаря своей компактности, дешевизне и низком
энергопотреблении флеш-память широко используется в
портативных устройствах, работающих на батарейках и
аккумуляторах — цифровых фотокамерах и видеокамерах,
цифровых диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных
телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того,
она используется для хранения встроенного программного
обеспечения в различных устройствах (маршрутизаторах, миниАТС, принтерах, сканерах), различных контроллерах.

25. SSD-диски

26. Преимущества SSD-дисков

• 1. Скорость работы
• Это самый жирный плюс этих устройств! Сменив свой
старенький жёсткий диск на флеш-накопитель Вы не
узнаете компьютер!
• До появления SSD-дисков, самым медленным
устройством в компьютере был как раз жёсткий диск. Он,
со своей древней технологией из прошлого века,
невероятно тормозил энтузиазм быстрого процессора и
шустрой оперативной памяти.
• 2. Уровень шума=0 Дб
• Логично — нет движущихся деталей . Вдобавок, эти диски
не греются при своей работе, поэтому охлаждающие
кулеры реже включаются и работают не так интенсивно
(создавая шум).

27. Преимущества SSD-дисков

3. Ударо- и вибропрочность
• Подключенный и работающий SSD-диск
трясли, роняли на пол, стучали по нему… ,
а он продолжал спокойно работать!
4. Малый вес
• Не огромный плюс, конечно, но всё-таки
— жёсткие диски тяжелее своих
современных конкурентов.
5. Низкое энергопотребление

28. Недостатки SSD-дисков

1. Высокая стоимость
• Это одновременно и самый сдерживающий
пользователей недостаток, но и очень временный
— цены на подобные накопители постоянно и
стремительно падают.
2. Ограниченное число циклов перезаписи
• Обычный, средний SSD-диск на основе флешпамяти с технологией MLC способен произвести
примерно 10 000 циклов чтения\записи
информации.

29. Недостатки SSD-дисков

3. Невозможность восстановления удалённой
информации
• Удалённую информацию с SSD-накопителя не
сможет восстановить ни одна специальная
утилита! Таких программ просто нет!
• Если при большом скачке напряжения в
обычном жёстком диске сгорает в 80% случаев
только контроллер, то в SSD-дисках этот
контроллер находится на самой плате, вместе с
микросхемами памяти и сгорает весь
накопитель целиком — привет семейному
фотоальбому!
• Эта опасность практически сведена к нулю в
ноутбуках и при использовании бесперебойного
блока питания.

30. 4. 3-D принтеры

31. 4. 3-D принтеры

32. 4. 3-D принтеры

33. 4. 3-D принтеры

34. 4. 3-D принтеры

35. 4. 3-D принтеры

36. 4. 3-D принтеры