Структура ВС

Традиционным представлением структуры вычислительной системы является пирамида (Рис. 4). Каждый из уровней пирамиды определяет свой уровень абстракции свойств вычислительной системы. Основанием является аппаратный уровень вычислительной системы — это основа всей иерархии, так как многие характеристики и функциональные возможности последующих программных уровней существенно определяются свойствами аппаратуры компьютера, находящегося в основе вычислительной системы.

Представление о возможностях и свойствах конкретной вычислительной системы формируются с позиций каждого из уровней структурной организации. Так вычислительная система представляется пользователю прикладной системы, работающей на компьютере, в виде совокупности возможностей этой прикладной системы. Примером может служить игровой автомат, являющийся компьютером, на котором функционирует операционная система, а также игровая программа, которая в данном случае является прикладной системой. Пользователю данной специализированной вычислительной системы ее свойства представляются в виде функциональных возможностей игровой программы и итоговой производительностью системы (если процессор компьютера маломощный, до динамика игры может быть недостаточной).

Другой пример — компьютер, используемый для обучения школьников языку программирования. Это означает, что для школьника или его учителя свойства данной вычислительной системы будут представляться с позиций уровня системы программирования, построенной на основе транслятора языка программирования, на котором идет обучение. Представление свойств вычислительной системы в данном случае будет формироваться из пользовательского интерфейса системы программирования в сочетании со свойствами и производительностью аппаратных компонентов компьютера.

Рис. 4. Структура вычислительной системы.

Взаимосвязи уровней иерархической структуры вычислительной системы, их характеристики могут проявляться как в виде непосредственных межуровневых интерфейсов, определенных однозначным набором правил использования объектов одного уровня другим, так и косвенным влиянием одного уровня на другой. Примером подобного косвенного взаимодействия может служить влияние, оказываемое на характеристики функционирования всей вычислительной системы в целом, производительности или емкости аппаратных компонентов компьютера (внешних устройств, процессора, оперативной памяти, линий связи и пр.). В качестве иллюстрации рассмотрим вычислительную систему, имеющую канал связи, обеспечивающий доступ в Интернет со скоростью 64 Kbps. Данная система сможет обеспечить достаточно комфортные условия для интенсивной работы в Интернете одного–двух пользователей. Если количество пользователей возрастет до 10, будут возникать задержки при обработке запросов, что снизит качество работы пользователей. При росте числа пользователей до 100, организовать их интенсивную работу в Интернете на данной вычислительной системе не представляется возможным, т.к. пропускная способность канала связи не справится с потоком запросов, поступающих от пользователей. Таким образом, проявляется косвенное влияние пропускной способности канала связи на эксплуатационные характеристики (или качества) вычислительной системы.

Рассмотрим основные характеристики и суть взаимосвязи уровней пирамиды, представляющей структуру вычислительной системы.