Моделирование распределенной информационноуправляющей системы Общие сведения
 Скачать 29.88 Kb.
|
|
Моделирование распределенной информационно-управляющей системы 1. Общие сведения Целью курсовой работы является получение навыков построения распределенной информационно-управляющей системы. Развитие человеческих взаимоотношений привело к тому, что распределенные системы проникли во все сферы производства. Это неизбежно, т. к. необходимость обмениваться данными, дистанционно управлять чем-либо возникает ежедневно. Дано: Центральный офис, находящийся в Санкт-Петербурге состоит из 5 сотрудников, работающих с компьютерами, включая генерального директора и двух бухгалтеров, занимающихся всеми финансами. Основная задача офиса - координировать деятельность, а также хранить и обрабатывать данные поступающие с 2-ух удаленных офисов. Первый удаленный офис располагается в Новгороде. Насчитывает 23 сотрудника среди которых один руководитель филиала, 2 бухгалтера, и 20 сотрудников разной степени занятости. Второй удаленный офис аналогичен первому, но офис находится в сейсмоопасной зоне. Задание: Создать внутреннюю сеть инфокоммуникации для каждого из офисов, причем предусмотреть разные уровни приоритетности. Создать сеть инфокоммуникации, связывающую все офисы между собой, предоставляющую возможность обмена данными, селекторные совещания, видеоконференции, т.п. Продумать возможность удаленных офисов работать с центральной базой данных. Доступ, должен учитывать разные уровни приоритетности. Для второго удаленного офиса не забыть о сейсмоактивности. 2. Краткие сведения о транспортных системах инфокоммуникаций Сегодня общепризнанно, что инфокоммуникации во всем мире интенсивно развиваются, и именно в этом секторе экономики имеют место существенные изменения, определяющие переход стран в глобальное информационное общество. Этот процесс подготовлен и вызван, с одной стороны, прогрессом в ключевых инфокоммуникационных технологиях, с другой — новыми требованиями и растущими ожиданиями пользователей. Именно здесь создаются реальные условия для прогресса личности и социума, для прогресса человечества в целом и реализуется духовная составляющая человека, поскольку инфокоммуникации — это материализованные накопленные научные знания и умения людей, быстро передающиеся через систему образования в социум. Любая система экономических воззрений видит в человеке активную задающую силу, основной организационный и системнообразующий фактор производства. Формально данный факт учитывался всегда, но фактически решающим не признавался (особенно в период переходной экономики). Вместе с тем, характер труда, его содержание и форма проявления постоянно изменяются вместе с развитием социума и мировой цивилизации, создаваемых ими новых условий производства, его материально-вещественного фактора. В свою очередь, человек воздействует посредством труда на производство, постоянно совершенствуя его продукцию в соответствии со своими представлениями о желаемом результате. Сегодня стало очевидным, что информационная составляющая деятельности является доминирующей над всеми ее другими формами и компонентами. Известные слова «кто владеет информацией — владеет миром» приобретают качественно иной смысл. В настоящее время знания и информация становятся одним из стратегических ресурсов государства и общества, ресурсом социально-экономического, технологического и культурного развития. В современной мировой инфраструктуре на одно из ведущих мест выходит инфокоммуникационное обеспечение экономического пространства. Масштабы использования информационного ресурса стали сопоставимы с использованием традиционных ресурсов, а величина суммарных затрат на него и доля продукции инфокоммуникационного сектора в объеме ВНП уже имеют макроэкономическую значимость. Идет процесс перехода к новой социально-экономической формации, которую условно называют информационным обществом. Информационное общество можно рассматривать как эволюционное продолжение индустриального общества, в котором наиболее быстрыми темпами растут секторы, связанные с созданием и потреблением информации. В течение многих лет развития электросвязи основная часть сетей обслуживала речевой трафик сначала в стационарных телефонных сетях, а затем и в сетях мобильной связи первого и второго поколений. В 1990-е гг. объем речевого трафика продолжал расти в соответствии с увеличением емкости мировой стационарной телефонной сети на 5—7 % в год. Только с середины 1990-х гг. трафик данных стал резко возрастать. По оценкам экспертов, суммарный трафик интернета удваивается каждые 4—5 месяцев. При этом удельный вес роста трафика данных определяется трафиком, формируемым в приложениях, базирующихся на технологиях интернета и, в первую очередь, в WWW-приложениях, где мультимедийный трафик доминирует. По данным многих ученых, объемы трафика интернета в мире сегодня сравнимы с объемами телефонного трафика, при этом число пользователей интернета увеличивается на 50 % в год. Корпоративный трафик в крупномасштабных и глобальных сетях также растет примерно на 50 % в год. Как ожидается, в ближайшие 5—10 лет общая структура трафика и в России изменится коренным образом. Если в 2002 г. трафик стационарных телефонных сетей составлял 22,9 млрд минуто-занятий в месяц, трафик мобильных сетей - 1,1 млрд, трафик интернета - 1 млрд, то в 2007 г. это соотношение: 25,9-4,9-6,2. К 2015 г. трафик интернета вырастет лавинообразно и составит 120 млрд минуто-занятий в месяц, стационарных телефонных сетей - 40,7 млрд, мобильных сетей—11,0 млрд. Такой объем трафика данных телекоммуникационные сети, построенные на прежних технологиях систем с коммутацией каналов, естественно, обеспечить не смогут. Очевидно, что пришло время сетей связи следующего поколения, использующих пакетную коммутацию в виде технологий мультипротокольных транспортных сетей, интеллектуальных сетей, IP-телефонии, так называемых мультисервисных сетей, отражающих новую идеологию построения инфокоммуникационной инфраструктуры (понятие NGN - Next Generation Networks). В соответствии с концепцией широкополосной конвергентной сети BcN (Broadband convergened Network) [2], очередной качественный скачок в области инфокоммуникационных услуг будет инициирован внедрением сенсорных сетей, позволяющих пользователю глобальной телекоммуникационной сети получать статистику об окружающей среде и обстановке в любой точке планеты. При этом трафик сенсорных сетей передается через сеть связи общего пользования, преобразуя ее из состояния сети связи следующего поколения NGN в BcN. Ubiquitous (всепроникающие) сети, технологической основой которой являются сенсорные сети, открывают новые перспективы развития инфокоммуникаций, создание на их основе U-обществ, открывает новые возможности в дальнейшем развитие человечества и, в частности, U-России. Как известно, человеческое общество, будучи ядром экономической деятельности, получает информацию из своего внутреннего и внешнего мира. Внутренний мир находит свое выражение во всех видах умственной деятельности. Внешний мир формируется на основе опыта и наследия прошлого и складывается с современным опытом и окружающей средой. В принципе, это относится и к отдельному индивиду. Взаимодействие индивидуальных психофизических качеств человека с его образовательно-профессиональным потенциалом («…опыт - сын ошибок трудных») и с окружающей средой (посредством которой опыт детерминирован) вызывает многогранную реакцию человека в виде стремления к самовыражению, реализующегося в работе и других видах деятельности. В системе принятых терминов данное «стремление» можно назвать как одну из личностных потребностей, реализовать и удовлетворить которую для нормального человека и в нормальной экономической среде можно только деятельностным образом. Современный переход стран мирового сообщества к информационному обществу характеризуется все меньшей ролью материально-вещественных средств, которые быстро морально стареют, и все большим значением нематериальных накоплений - научно-технических знаний, квалификаций, общей культуры производства. По мнению ряда экспертов, в информационном обществе определяющим фактором станет информация, а господствующей социальной группой будут собственники информации. Информационное общество основывается на самых современных инфокоммуникационных технологиях и услугах, которые должны иметь опережающее развитие и проникать во все сферы деятельности. Инфокоммуникационные технологии (ИКТ), реализуясь в средствах производства и рабочей силе, ее образовательном, профессиональном и квалификационном потенциале, имеющем научные знания, быстро делают труд, сам производственный процесс, адекватным условию развития науки. Повсеместное внедрение ИКТ приведет к реальному высвобождению человека из процесса непосредственного производства. Целью труда будут являться не операции, а технологический цикл, технологическая сеть как единое целое, требующее от человека понимания общего конечного результата, заданного программой в виде образа цели. Поэтому образовательно-профессиональный потенциал человека должен основываться не на эмпирически накопленных навыках, а на соответствующем объеме теоретических и специальных знаний и навыков, обеспечивающих творческое осмысление складывающейся ситуации, владение понятием, знание причин и последствий технологических процессов с их потенциальными разрушительными возможностями. ИК-технологии ведут, как и ранее, к реструктуризации организаций и рабочих мест из сферы непосредственного поддержания, развития и управления. Таким образом, экономическая среда является главным фактором, определяющим современное развитие инфокоммуникаций и профессионального образования, а проблема профессионального образования неотделима от «человеческого фактора» в современной стратегии управления любой деятельностью в обществе. Современную экономическую систему характеризуют как глобальную, основанную на знаниях, экономику (global knowledge based economy), поскольку информация и знания выступают как непосредственная производительная сила, определяющая пути и темпы развития экономических систем, характер технических, организационных и структурных изменений. Рассмотрим основные тенденции развития и функционирования информационных систем инфраструктуры инфокоммуникаций, наиболее характерные для современной экономической системы. К техническим инфокоммуникационным системам будем относить системы, реализующие функции отбора, преобразования, хранения, передачи, приема, обработки, представления информации о различных объектах, а также генерирующие различные сигналы управления и управляющую информацию. Современная инфокоммуникационная инфраструктура характеризуется тремя составляющими, к которым относятся транспортные сети, терминальное оконечное оборудование и предоставляемые услуги. Наиболее важной из них являются транспортные сети, которые дают возможности для развития и наращивания терминального оборудования и услуг связи. В свою очередь, бурное развитие транспортных сетей обязано последним достижениям в микроэлектронике, программном обеспечении и в фотонных технологиях. По существу увеличение производительности интегральных схем, рост объемов доступной памяти и уменьшение цены устройств становятся одними из главных факторов, определяющих рост производительности систем передачи и коммутации с возможностью предоставления большого числа услуг при уменьшении их стоимости. Прогнозируется, что эти тенденции сохранятся в ближайшую четверть века. Прогресс в сетевых технологиях связан с развитием не только микроэлектроники, но и волоконно-оптических технологий, которые проявились в следующих тенденциях: переходе от многомодового к одномодовому волокну; использовании спектрального окна с длиной волны до - 1,33/1,55 мкм; уменьшении затухания в волокне до значений порядка 0,2 дБ/км; увеличении скоростей передачи с относительным уменьшением стоимости систем. Развитие в последние годы мобильной связи и новых приложений информатизации общества привело к росту суммарного трафика с большим удельным весом передачи данных, что породило проблему пропускной способности как транспортных сетей связи, так и в сетях доступа, и в случае решения «проблемы последней мили», крайне обострит недостаток сетевых ресурсов. Применение волоконно-оптических кабелей и систем передачи SDH позволило получить скорости передачи информации до 10 Гбит/с. Дальнейший рост скорости передачи стал возможным при применении технологии DWDM, основанной на принципе волнового мультиплексирования, позволяющей получить скорости передачи до нескольких Тбит/с в одном волокне. Внедрение технологий DWDM позволит оптимально решить проблемы пропускной способности магистральных транспортных сетей и сетей доступа. Применение высокоскоростных технологий в транспортных сетях может привести к снижению удельной стоимости передачи информации при наличии достаточной конкуренции в данном телекоммуникационном секторе услуг связи и уже в настоящее время вызвало дискуссии о возможности построения так называемых «гладких сетей», в которых тарифы могут не зависеть от расстояния. Развитие магистральных транспортных сетей доступа приводит к развитию аппаратно-программных средств и услуг, основанных на применении открытых стандартов. Основное развитие программных средств направлено на снижение стоимости разработки программного обеспечения, простоту применения и высокую функциональность. Сети связи в настоящее время становятся все более цифровыми, т. е. обеспечивающими транспортировку любого типа трафика, при этом наметились тенденции перехода от узкополосных сетей с коммутацией каналов к широкополосным сетям с коммутацией пакетов. Рост полосы пропускания является сегодня характерным для фиксированных сетей. Постоянно растущая мобильность пользователей услуг связи привела к быстрому развертыванию систем мобильной связи и высоким темпам развития сетей сотовой связи, которые также увеличили суммарный трафик транспортных сетей общего пользования и создали условия для развития наземных и спутниковых систем подвижной связи. Глобальная спутниковая система персональной мобильной связи обеспечит связь между пользователями в любой точке мира. Системы мобильной связи будут функционировать на всех континентах и предоставлять пользователям доступ к большому количеству услуг, в том числе и широкополосных, к которым относится интернет. Рост масштабов интернета также приводит к требованиям увеличения пропускной способности сетей связи. Проблемы построения сетей пакетной коммутации для передачи речи, данных и видео в интерактивных приложениях начинают успешно решаться благодаря применению систем с высокой пропускной способностью и внедрению новых протоколов транспортировки информации. Улучшение качественных показателей IP-телефонии приведет к постепенной миграции к мультисервисным сетям на базе интернет-технологии. Новые технологии в инфокоммуникациях требуют и новых работников, умеющих их использовать. При этом стоимость рабочей силы неизбежно и объективно повышается, что заставляет предпринимателей искать пути ее снижения. Поэтому К. Маркс, разрабатывая свои положения по поводу органического строения капитала в период индустриализации, когда четко прослеживались тенденции его роста, и экстраполируя эти тенденции, сделал вывод, в частности, о растущем вытеснении работников с производства. Развитие инфокоммуникационных технологий, которые способствуют глобализации экономики (увеличение расслоения в экономическом благосостоянии стран и континентов), обнаружило, кроме положительных влияний, некоторые негативные последствия: снижение квалификации в ряде профессий; появление программ интенсивной загрузки работников; создание баз данных государственными и предпринимательскими структурами, обеспечивающими сбор информации о гражданах и работниках; рост психологических нагрузок; увеличение безработицы; углубление информационной дифференциации между богатыми и бедными странами, а также между богатыми и бедными слоями общества. Дело в том, что бедные страны, имея неразвитую информационную инфраструктуру, не могут использовать выгоды от информатизации для развития своей экономики и продолжают все больше отставать по экономическим и социальным показателям. Информационное расслоение мирового сообщества характеризуется наличием трех групп стран: производящих знания, информацию, новые технологии и передающих более старые технологии другим странам; обеспечивающих на основе переданных им технологий материальное производство; поставляющих сырье для стран двух первых групп, информационно бедных и технологически отсталых. У наиболее богатой части населения – 55 % стационарных телефонов от общего их количества, 65 % мобильных телефонов и 74 % трафика интернета. Россия по уровню информатизации находится ближе к третьей группе и в последнее время предпринимает усилия по интенсивному развитию инфокоммуникационной инфраструктуры как важному условию роста остальных отраслей экономики. Таким образом, развитие экономической системы пошло в направлении неизбежности действительно активной роли личностных качеств человека, в том числе уровня образования, интеллекта, в поддержании и в развитии как экономической среды, так и самого индивида. Развитие личности сопровождается ускоренным ростом и возвышением ее потребностей. Это обстоятельство отмечают ряд западных исследователей. Так, А. Маслоу в разработанной им теории мотивации, рассматривая иерархию пяти основных групп потребностей, выделяет потребности в самореализации, самосовершенствовании, развитии своих способностей в качестве потребностей высшего уровня [9]. При этом характер и структура потребностей претерпевают значительную трансформацию. Простые потребности сменяются более сложными, биологические — социальными. В ряду последних также происходит рост их высшей формы — потребностей в самореализации и самоутверждении. Таким образом, объективная обусловленность процесса возвышения потребностей, подкрепленная современными инфокоммуникационными возможностями и экономическими условиями бытия в обществе, способствует историческому процессу превращения человека из объекта воздействия различных обстоятельств в субъекта этих обстоятельств: творца и самого себя, и своей экономической среды. Человек все более превращается в разумного, осознанно видящего свою роль активного элемента, максимально использующего в своей деятельности природную, социальную, экономическую и информационную среду всего мира и процессы их формирующие на основе познания внутренних закономерностей развития. Это концептуальное положение о месте человека в современной экономике имеет постоянные подтверждения практикой, в том числе и трагической. Нарушение либо недооценка статуса человека в производственной среде обитания ведет к разрушениям экономического равновесия, социально-политическим катастрофам, к участившимся катастрофам техногенного характера, разрушающим среду обитания и способным приобрести глобальный характер. Рыночная экономика для своего собственного воспроизводства обуславливает у всех участвующих в ней агентов необходимость непрерывного и постоянного волевого настроя на активные действия. «Экономическое развитие, — пишут Р. Макконнелл и С. Брю, — происходит не только благодаря изменениям материальной базы, т. е. с появлением новых транспортных систем коммуникаций, новых школ, домов, заводов и оборудования, но и благодаря серьезным сдвигам в мышлении людей, их поведении, общении друг с другом. Часто освобождение от обычаев и традиций является основной предпосылкой экономического развития. Возможно, самый важный и менее всего поддающийся количественной оценке фактор экономического развития — это воля к развитию. Экономический рост может зависеть от того, что хотят отдельные индивиды и социальные группы, действительно ли они желают отказаться от старого и напряженно трудятся над внедрением нового». Все изложенное показывает, подчеркнем еще раз, что в современном состоянии производства стран первой группы все меньшую (относительную) роль играют материально-вещественные средства, которые подвергаются быстрому моральному старению, и все большее значение приобретает нематериальное накопление — научно-технологические знания, квалификация, общая культура производства. В связи с этим актуализируется проблема качественных характеристик рабочей силы, уровня ее квалификации. Складывается особый тип производства инноваций, отличительными чертами которого являются динамизм структурного развития, наукоемкость производства и растущая роль высококвалифицированного творческого труда. По мере движения к информационному обществу открываются новые предприятия, реструктуризуются существующие предприятия, создается целый ряд новых творческих возможностей, вместе с тем высокий уровень конкуренции в условиях глобализации экономики заставляет общество и человека для их реализации создавать еще большее число возможностей. Все это привело к тому, что производственная активность человека во все большей мере определяется и зависит от уровня инфокоммуникационной инфраструктуры в обществе во всех проявлениях необходимой жизненной атрибутики. Либерализация мировых рынков телекоммуникаций означает появление большего числа участников рынка, увеличение предлагаемого набора услуг и технологических инноваций, что, в свою очередь, ускорит переход от индустриального общества, основанного на создании механизмов, облегчающих физический труд, к информационному обществу, основанному на применении систем, усиливающих мыслительную деятельность человека. Инфокоммуникации в последнее время неуклонно изменяют жизнь человека и, в первую очередь, принципы ведения бизнеса, позволяют реализовать множество дополнительных услуг, улучшают доступ к информационным базам данных, реализуют мониторинг и управление удаленными объектами. Достижения в области микроэлектроники позволяют создавать интегрирующие беспроводные устройства, работающие в разных сетях с разными режимами. Прогресс в области беспроводной связи и миниатюризация микросхем открывают новые горизонты развития инфраструктуры инфокоммуникаций. Следующим этапом развития инфокоммуникаций станет организация беспроводных самоорганизующихся сетей (БСС). Развитие инфокоммуникаций происходит стремительно и зачастую непредсказуемо, особенно в части влияния на жизнь человека. В ряде стран уже в настоящее время построено электронное общество, в котором любому пользователю повсеместно доступны широкополосные услуги связи. Дальнейшее развитие инфокоммуникаций приведет, как мы уже отмечали, к новому витку информатизации человечества, получившему название U-общество. В XXI в., по мнению многих ведущих ученых мира, возможны три научно-технические революции (информационная, биотехнологическая, квантовая), среди которых информационная практически началась в конце XX в., и мы являемся свидетелями ее динамического развития. Решающим фактором развития любой научно-технической революции в настоящее время является быстрое проникновение научных знаний в факторы производства — рабочую силу и средства производства. Реализуясь в живом труде, рабочая сила, ее образовательный и профессиональный потенциал (человеческий капитал), имеющий научные знания, делают сам труд и средства производства адекватными уровню развития науки. Повышение интеллектуальности технических информационных систем сопровождается повышением степени автоматизации и скорости большинства технологических процессов управления и технического обслуживания, предоставлением интеллектуальных услуг, базирующихся на возможностях интеллектуальных сетей. На современном уровне развития информационных технологий, автоматизированные системы управления, взаимодействуя с клиентами, все чаще интегрируются с системами управления учетом и расчетами, так называемыми биллинговыми системами, что позволяет достигать большей эффективности. Возрастает интеллектуальность автоматизированных средств обработки сигналов неисправности за счет использования математических методов и моделей со все большей возможностью перехода к креативным методам технического обслуживания, идущим на смену профилактическому и контрольно-корректирующему методам. Таким образом, от индивидов, функционирующих в формирующейся киберсистеме инфокоммуникаций, требуется овладение все возрастающим объемом научно-технических знаний и умений, а главное — креативным мышлением, со способностью применения их в процессе управления киберсистемы. Здесь необходимо сделать существенную поправку с точки зрения психологии. Любые операции — безразлично, внешнедвигательные или внутренние, умственные — представляют собой по своему происхождению лишь продукт развития соответствующих действий, в котором фиксируются абстрагированные и обобщенные объективные отношения, характеризующие предметные условия действия. Поэтому они приобретают относительно независимое существование, способны воплощаться в той или иной материальной форме — орудия, машины, технологии, программы, киберсистемы инфокоммуникаций. От этого они не перестают быть лишь средствами человеческой деятельности и ее объектами. Поэтому мыслительная деятельность человека отнюдь не редуцируется к системе тех или иных логических, математических или других операций, так же как производство не сводится к осуществляющим его технологическим процессам. «…Теперь от человеческой деятельности отделяются операции мышления в их экстеоретизированных, переданных машинам формам. Но операции суть только способы, средства мышления, а не само мышление». Знания и информация, перейдя в производственную сферу, изменяют условия производства, характер и содержание труда и в конечном итоге инфокоммуникационную инфраструктуру. Таким образом, в информационном обществе знания и информация через инфокоммуникационную инфраструктуру как единые части входят в производственную сферу и становятся ее непосредственной материально-вещественной основой, составляя значительную долю в совокупном валовом продукте. Говоря об отрасли связи, необходимо отметить высокий уровень интеллектуального труда, доля которого растет по мере развития отрасли и интеллектуализации технических средств. Нет сомнения, что по мере развития инфокоммуникаций в стране возрастают их роль и влияние в обществе. При этом по мере проникновения инфокоммуникационных технологий в другие отрасли экономики увеличивается доля населения, занятого интеллектуальным трудом. По характеру функционирования экономическую организацию, основанную на инфокоммуникационных технологиях, следует рассматривать как самоорганизующуюся систему, приспосабливающуюся к изменениям, вносимым человеком в саму сущность социально-экономических систем, частью которых и выступает экономическая организация. В отчете компании «British Telecom» (1998) предсказывается, что в 2010 г. до 40 % организаций будут представлять собой «виртуальные учреждения», т. е. организации, работа сотрудников в которых осуществляется дома. Анализ структуры отраслей экономики транспорта, энергетики, торговли, образования, здравоохранения, культуры, т. е. всех без исключения отраслей, входящих в инфраструктуру общества, показывает, что они построены и должны функционировать по принципу телекоммуникационных сетей. Уже сейчас происходит переход к высоким технологиям, при которых процессы создания качественно новой продукции отличаются следующими характерными особенностями: они являются безмашинными (отход от механических устройств); в случае применения машин они требуют минимального количества живого труда (комплексная автоматизация с использованием ИК-технологий); они являются энергосберегающими и осуществляются ресурсосберегающим путем; они являются экологически чистыми (замкнутые циклы производства со вторичным использованием производственных отходов); они надежно контролируются с целью достижения заданного качества продукции путем применения ИК-технологий и современных технологий управления. Особенностью инфокоммуникаций является их способность индуцировать эффективность в другие отрасли, потребляющие их услуги. Страны, которые не успевают за ускоряющимися темпами развития инфокоммуникационных технологий, оказываются лишенными возможностей в полной мере участвовать в жизни информационного общества и экономике. Глобальная информационная инфраструктура (ГИИ) является технической базой глобального инфокоммуникационного общества (ГИО), и для стран с низким уровнем экономики и инфокоммуникаций вхождение в ГИО окажется весьма проблематичным. Этот вопрос особенно остро стоит в тех странах, где распространению инфокоммуникационных технологий препятствует отставание в развитии основных экономических и социальных инфраструктур, в частности, телекоммуникационных информационных систем. Очевидно, что ГИИ ускорит развитие мировой экономики, но одновременно увеличит экономический разрыв между интегрированными и не интегрированными в нее странами. Таким образом, одной из важнейших задач, стоящих перед инфраструктурой инфокоммуникаций России, является быстрая и успешная ее интеграция в глобальную информационную инфраструктуру. |