ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

СИСТЕМЫ ТЕЛЕОБРАБОТКИ

4.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

Система телеобработки - совокупность технических и программных средств, предназначенная для обработки на ЭВМ данных, передаваемых по каналам связи. Типичная конфигурация системы телеобработки изображена на рис. 4.1. Абоненты системы (пользователи, технические объекты) подключаются к ЭВМ с помощью каналов связи. Канал связи состоит из линии связи, по которой передаются сигналы, и аппаратуры передачи данных (АПД), преобразующей данные в сигналы, соответствующие типу линии связи (канала). Состав канала связи представлен на рис. 4.2, где ООД - оконечное оборудование данных, передающее и принимающее последовательности битов, составляющих данные.

Рис. 4.1. Средства телеобработки данных

ООД

АПД

ООД

Рис. 4.2. Состав канала данных

Абоненты взаимодействуют с ЭВМ через абонентские пункты (АП) - терминальные устройства системы телеобработки. Абонентский пункт содержит в своем составе АПД, обслуживающую канал связи, набор периферийных устройств (ПУ), используемых для ввода - вывода данных, и обеспечивает обмен данными между каналом связи и периферийными

устройствами. В общем случае для подключения абонентов к ЭВМ используется значительное число каналов связи, которые подключаются к ЭВМ через мультиплексор передачи данных (МПД), содержащий средства для обмена данными между ЭВМ и АПД каналов связи, т. е. для ввода - вывода данных по каналам связи. Функционирование технических средств системы телеобработки - мультиплексоров, каналов связи и абонентских пунктов - поддерживается программными средствами телеобработки, реализуемыми ЭВМ, абонентскими пунктами и, возможно, мультиплексорами передачи данных.

В системах телеобработки используются различные конфигурации связей между ЭВМ и абонентами, зависящие от состава и схемы размещения абонентов, типа используемых каналов связи и интенсивности потока данных между абонентами и ЭВМ. Наиболее широко используются выделенные каналы связи (некоммутируемые каналы), закрепленные за ЭВМ и соответствующими абонентами. Канал может обслуживать единственного абонента, образуя двухточечное соединение (верхний канал на рис. 4.1), или одновременно нескольких абонентов (средний канал на рис. 4.1), образуя многоточечное (многопунктовое) соединение. В последнем случае абонентские пункты разделяют между собой канал во времени, принимая адресованные им данные и снабжая передаваемые данные адресом источника. Для подключения абонентов могут использоваться каналы сетей связи общего применения сетей автоматической телефонной и телеграфной связи (нижний канал на рис. 4.1). В этом случае соединение между абонентом и ЭВМ является коммутируемым и устанавливается, например, набором номера вызываемого абонента.

АП

АП

Рис. 4.3. Подключение абонентов через удаленный МПД

Передача данных по высокоскоростным (5 -103 -105 бит/с) каналам связи обходится значительно дешевле, чем по совокупности низко- и среднескоростных каналов связи, имеющих пропускную способность 102 - 5 • 105 бит/с . Поэтому группы удаленных абонентов подключаются к ЭВМ по схеме, изображенной на рис. 4.3. Для связи используется высокоскоростной канал, к которому на удаленном конце подключен удаленный мультиплексор передачи данных (УМПД). Последний соединяется низкоскоростными каналами с АП и обеспечивает коллективное использование высокоскоростного канала многими абонентскими пунктами, работающими в режиме временного разделении (мультиплексирования) высокоскоростного канала.

Основная цель создания систем телеобработки - обеспечить прием данных непосредственно с мест их появления и выдачу результатов обработки к местам их использования. За счет этого существенно повышается эффективность обработки данных: отпадает необходимость в промежуточных носителях данных (перфоленты, перфокарты и магнитные лепты) и повышается оперативность взаимодействия с ЭВМ. В результате этого повышается эффективность работы системы, для которой производится обработка данных. Например, только на основе телеобработки могут строиться эффективные системы управления воздушным и другими видами транспорта и системы автоматизированной продажи билетов.

Кроме того, телеобработка позволяет эффективно использовать мощные ЭВМ, на основе которых можно создавать большие базы данных, что, в свою очередь, снижает стоимость обработки данных, поскольку стоимость миллиона процессорных операций уменьшается с увеличением быстродействии ЭВМ. С помощью линий связи к таким ЭВМ подключается значительное число терминалов и, следовательно, пользователей, что обеспечивает высокий уровень загрузки ЭВМ и ее постоянство во времени. Таким образом, телеобработка расширяет сферу применения ЭВМ и позволяет повысить эффективность системы обработки данных.

Для создания систем телеобработки необходимы следующие технические средства: 1) каналы связи, в том числе и аппаратура передачи данных: 2) устройства сопряжения ЭВМ с АПД; 3) абонентские пункты; 4) удаленные мультиплексоры передачи данных.

Значительная протяженность линий связи исключает возможность обмена отдельными сигналами между ЭВМ и оконечным оборудованием, во-первых, из-за технических трудностей передачи отдельных сигналов и, во-вторых, из-за помех, воздействующих на каналы связи и искажающих сигналы. Поэтому взаимодействие ЭВМ и оконечного оборудования организуется с помощью сообщений - блоков данных, передаваемых в виде единого целого. Сообщения имеют специальную структуру, обеспечивающую представление и них наряду с собственно данными служебной информации, необходимой для идентификации сообщения и защиты данных от искажений. Возможность взаимодействия абонентов с ЭВМ только посредством сообщений вносит определенную специфику в организацию программного обеспечения телеобработки.

4.2. КАНАЛЫ СВЯЗИ

Основные характеристики канала связи (рис. 4.2) - пропускная способность и достоверность передачи данных. Пропускная способность канала оценивается предельным числом бит данных, передаваемых по каналу за единицу времени, и измеряется в бит/с (с-1). Достоверность передачи данных характеризуется вероятностью искажения бита, которая для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок составляет, как правило, 10-4 -10-6. Основная причина искажений - воздействие помех на линию связи и, отчасти, наличие шумов в АПД. Помехи носят импульсный характер и имеют тенденцию к группированию -образованию пачек помех, искажающих сразу группу соседних бит в передаваемых данных.

Линии связи. Для передачи данных используются линии связи различных типов: проводные (воздушные), кабельные, радиорелейные, волоконно-оптические и радиоканалы наземной и спутниковой связи. Кабельные линии состоят из скрученных пар проводов или коаксиальных кабелей. Основные характеристики линий связи - полоса частот, удельная стоимость и помехоустойчивость. Полоса частот F = /н - /в определяет диапазон частот

/н, /в, где /н и /в - нижняя и верхняя граница частот, эффективно передаваемых по линии.

Полоса частот зависит от типа линии и ее протяженности. Проводные линии связи имеют полосу частот примерно 10 кГц, кабельные - 102 кГц, коаксиальные - 102 МГц,

32

радиорелейные - 10 МГц и волоконно-оптические - 10 МГц. Для передачи данных используется коротковолновая радиосвязь с диапазоном частот от 3 до 30 МГц. Удельная стоимость линии определяется затратами на создание линии протяженностью 1 км. Для передачи данных на небольшие расстояния используются в основном низкочастотные проводные линии, на большие расстояния - высокочастотные линии: коаксиальные кабели, волоконно-оптические и радиорелейные линии. Радиосвязь применяется для организации как местной, так и дальней связи. Помехоустойчивость линии зависит от мощности помех, создаваемых в линии внешней средой или возникающих из-за шумов в самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей помехоустойчивостью обладают кабельные липни и отличной - волоконно-оптические линии, не восприимчивые к электромагнитному излучению.