Вычислительные системы и комплексы. Кафедра вычислительные машины, системы и сети. История кафедры ВМСиС

Изучая творческие профессии, можно столкнуться с такой специальностью, как архитектор. Он проектирует здания и интерьеры. Но при этом отвечает не только за внешний вид, а и за функциональность. Поэтому специальность архитектора-проектировщика нельзя полностью отнести к творческим профессиям. Это нечто уникальное, существующее на стыке нескольких наук.

Описание

Профессия "архитектор-проектировщик" - непростая специальность, которая требует знания различных нормативов и правил, а также технических параметров. Все это специалисту придется применять в своей работе. Однако несмотря на изобилие технической информации, которую нужно освоить в период обучения, остается также место для творчества.

Любопытно, что профессия "архитектор-проектировщик" представлена еще массой других специалистов. Они тоже участвуют в процессе подготовки проекта. В их числе следующие.

• Главные архитекторы, ответственные за процесс разработки проекта.
• Ландшафтные архитекторы, контролирующие благоустройство территорий.
• Градостроители, которые отвечают за генпланы городов, а также поселков.
• Дизайнеры, которые трудятся над интерьером.

Среди прочих можно назвать реставраторов, а также экспертов и тех, кто так или иначе занят научной деятельностью в сфере архитектуры.

Личные качества

Наличие некоторых характеристик позволит добиться больших успехов и выстроить успешную карьеру архитектора-проектировщика.

• Усидчивость. При работе над каждым проектом требуется проявлять серьезный подход, скрупулезно проверяя каждую деталь.
• Творческий талант. Казалось бы, работа архитектора - это обилие технических нюансов. Однако это отчасти творческая профессия. Вот почему так важно обладать соответствующим талантом. Ведь, по сути, все чертежи - это лишь воплощение идеи.
• Интеллект. Помимо практического опыта хороший архитектор-проектировщик должен обладать превосходной теоретической базой, зная массу нюансов.
• Стремление к совершенству позволяет специалисту никогда не переоценивать свою работу, детально проверять каждую деталь. В работе архитектора это особенно важно.
• Отсутствие рассеянности. Разрабатывая проект, архитектор должен быть полностью поглощен своей работой, не отвлекаясь на посторонние факторы. Только так удается получить безупречный результат.

Обязанности

Развитие технологий привело к тому, что работа архитектором-проектировщиком претерпела немало изменений. Основная причина кроется в усложнении технологий.

Теперь к основным обязанностям архитекторов добавилось знание некоторых компьютерных программ, основной функционал которых - 3D-проектирование, а также моделирование зданий. Помимо этого, необходимо сверять документацию, убеждаясь в ее соответствии различным нормам.

Более точный перечень обязанностей будет зависеть от той сферы, в которой трудятся инженеры, архитекторы и проектировщики. Перечислим основные.

• Архитектурное проектирование. Какие задачи выполняет специалист, занятый в этой сфере? Разработку, координацию проекта, а также контроль формирования документации и последующий надзор.
• Градостроительство. Это более глобальная сфера проектирования. Предполагает разработку планов не для отдельных зданий, а для целых населенных пунктов.
• Ландшафтная архитектура. Это всевозможные работы по озеленению территорий - парков, садов, приусадебных участков и т.д.
• Дизайн интерьеров. Занятые в этой сфере профессионалы проектируют интерьеры, сочетая функциональную и эстетическую составляющие.

Кроме этого, на список обязанностей влияют опыт и квалификация архитектора, а также политика руководства той компании, в которой он трудится. Если специалист стремится построить карьеру, очень важно сформировать достойное портфолио. В нем должны быть сложные проекты, которые смогут заинтересовать и привлечь новых заказчиков.

Архитектор-проектировщик: где учиться

Чтобы начать карьеру в этой непростой, но интересной сфере, потребуется сначала получить высшее образование. Соответствующий диплом предполагает наличие серьезной базы теоретических знаний. Помимо этого, нелишним будет наличие практического опыта, который позволит заинтересовать потенциального работодателя.

Вернемся к обучению. Будущим архитекторам рекомендуют выбирать профильные вузы, отдавая предпочтение наиболее авторитетным заведениям. Это может стать пропуском в профессию. Ведь выпускники престижных вузов пользуются спросом у работодателей.

Вот почему абитуриентам нужно предельно внимательно относиться к выбору учебного заведения. Поступление в престижный вуз - половина успеха. Дальнейший результат будет зависеть от стараний и амбиций студента.

В числе наиболее авторитетных заведений помимо московских и санкт-петербургских вузов называют и другие. Например, архитектурно-строительный университет в Самаре и вуз с аналогичным названием, расположенный в Нижнем Новгороде.

Экзамены

До того как начнется обучение на архитектора-проектировщика, придется пройти вступительные испытания. Чем престижнее вуз, тем выше конкурс и сложнее экзамены. Однако это повод не для депрессии, а для более тщательной подготовки.

Точный список экзаменов нужно узнавать в учебном заведении. Опишем стандартный вариант.

Абитуриентам нужно пройти два этапа.

• На первом оценивают результаты ЕГЭ, которые можно сдать в школе в качестве выпускных экзаменов. Обычно нужно представить сертификаты по математике, а также русскому языку и истории. Иногда последний предмет заменяют литературой, но такое в архитектурных вузах практикуется редко.
• На втором этапе абитуриентов ожидает творческий конкурс. Он проводится непосредственно в учебных заведениях. Поступающим предлагают сдать на оценку рисунок, а также композицию и чертеж.

Как поступить?

Кажется, что сдать вступительные экзамены невероятно сложно. Однако учебные заведения обычно заранее в рамках консультации рассказывают, каких результатов ожидают на творческом конкурсе.

Презентация всех работ обычно проводится в один день либо вовсе отсутствует. Результаты творческого конкурса также могут сообщаться абитуриентам дистанционно.

Желательно все нюансы узнать заранее, чтобы не подвергаться лишнему стрессу в процессе поступления.

Абитуриенты могут сдать копии документов сразу в несколько учебных заведений. Это повышает шансы на успех. Даже если по каким-то причинам не удастся поступить в один вуз, для абитуриента могут распахнуться двери другого.

Работа

Выбирая для себя профессию архитектора, лучше заранее узнать о ней как можно больше нюансов. Ведь с получением диплома все только начинается. Когда двери вуза для вчерашнего студента закрылись, ему приходится решать. Что делать дальше? Где работать и на какую зарплату можно рассчитывать?

Назовем несколько мест работы для архитекторов.

1. Строительные компании. Обычно такие учреждения принимают в свои ряды архитекторов-проектировщиков. Это обосновано профилем их работы. Строительные фирмы по большей части специализируются на возведении типовых зданий. Однако это вовсе не делает работу простой. В процессе работы над каждым проектом требуется проводить немало согласований и проходить экспертизу. Потенциальному архитектору нужно быть готовым к многозадачности, так как штат таких специалистов обычно минимален. Если такие условия не устраивают, рекомендуют обратить свое внимание на всякие альтернативы.
2. Архитектурные бюро. Такие организации выполняют услуги, связанные с проектированием, а также проведением экспертиз и подготовкой документации. Обычно в бюро между сотрудниками есть четкое разделение обязанностей. Дефицита вакансий не наблюдается. Еще на заре карьеры можно претендовать на вакансию в архитектурном бюро. Вчерашнему выпускнику вуза несложно получить должность техника и заниматься подготовкой несложных чертежей, параллельно впитывая опыт и нацеливаясь на карьерный рост.
3. Государственные учреждения. Это всевозможные организации разного масштаба - от муниципальных до федеральных. Их основные задачи:

• подготовка генпланов для населенных пунктов;
• составление документов;
• согласование проектов;
• оформление разрешений на строительство.

Работа в таких учреждениях подходит тем архитекторам, которых привлекает стабильность, а также возможность пользоваться льготами, предусмотренными для государственных служащих.

Потенциальному архитектору также полезно будет знать, что такое Межрегиональная ассоциация архитекторов и проектировщиков. Она относится к числу саморегулируемых организаций. Ассоциация выступает своеобразным связующим звеном между государством и представителями отрасли. Это позволяет объединить усилия бизнесменов и властей.

Преимущества

Каждая специальность, архитектор - не исключение, обладает плюсами и минусами. Очень важно тщательно взвесить их еще на старте, чтобы принять обдуманное решение. Начнем с преимуществ.

• Творческая составляющая.
• Перспектива карьерного роста и, соответственно, высокой зарплаты.
• Возможность иммиграции.
• Престижность специальности.

Недостатки

Несмотря на творческую составляющую, профессия архитектора далеко не идеальна.

• Сложная работа с высокой ответственностью.
• Длительное обучение. Фактически оно не заканчивается даже после получения диплома. Архитектор должен быть постоянно в курсе тенденций. Фактически это означает непрекращающееся обучение.
• Наличие стрессов и переработок.
• Низкие зарплаты для начинающих архитекторов.
• Трудности с самореализацией. Обычно приходится работать по заказу, выполняя пожелания клиентов. Вот почему даже самые грандиозные проекты не всегда удается воплотить в реальность. Ведь для них нужны спонсоры.

Архитектор-проектировщик: зарплата

Финансовая сторона - один из наиболее актуальных вопросов для тех, кто начинает осваивать профессию.

• В среднем российские архитекторы зарабатывают 25 тысяч рублей. Однако есть те, чьи доходы выше или ниже этой цифры.
• Для специалистов из Москвы и Санкт-Петербурга предусмотрены более высокие зарплаты, 36 и 29 тыс. рублей соответственно.
• В регионах архитекторам платят меньше. Аналогичный сценарий относится и к тем, кто только начинает работать в этой сфере. И те, и другие обычно зарабатывают 15-17 тысяч рублей в месяц. Однако это отличный старт для тех, кто недавно окончил вуз.

Молодым специалистам, начинающим карьеру в должности техника с низкой зарплатой, не стоит сразу расстраиваться. Нужно запастись терпением. Работая в офисном коллективе, специалист имеет больше шансов, чем фрилансер. Спустя 7-8 лет развития в карьере можно дослужиться до главного архитектора и рассчитывать на значительное увеличение зарплаты. Таким специалистам платят около 100 тыс. рублей и более. Фрилансер, не имеющий реального опыта работы, вряд ли достигнет подобных высот.

Итог

Профессия "архитектор" создана для целеустремленных и ответственных специалистов. Именно такие добиваются успеха. Но прежде придется преодолеть немало сложностей в виде бессонных ночей, незапланированных переработок и постоянной ответственности.

103. Основные понятия о комплектах и комплексах машин, выполняющих строительные работы. Критерии выбора комплектов машин.

Различают частичную и комплексную автоматизацию Частичная автоматизация - это автоматизация отдельных механизируемых операций технологического процесса. Она осуществляется в тех случаях, когда управление процессами вследствие их сложности или нерентабельности не может быть реализовано.

Комплексная автоматизация охватывает все основные технологические операции строительного процесса. В настоящее время выделяют пять основных процессов превращения исходных продуктов в готовое изделие, конструкцию, объект и т. д.:

ручной, когда все операции технологического процесса выполняются вручную с использованием простейшего механизированного инструмента;

механизированный, когда большинство операций технологического процесса выполняются с помощью машин и механизмов, а человек в основном выполняет функции управления машинами и механизмами;

комплексно-механизированный, когда все без исключения операции технологического процесса выполняются с помощью машин и механизмов, а человек выполняет только функции управления машинами и механизмами;

автоматизированный, когда все операции технологического процесса выполняются с помощью машин и механизмов, под управлением отдельными машинами и механизмами; автоматическими средствами управления.

комплексно-автоматизированный, когда вес операции технологического процесса выполняются и управляются с помощью машин и механизмов с широким использо­ванием микропроцессорной техники и электронно-вычислительных машин

Рассматривая строительное производство как единый процесс возведения объектов из элементов заводского изготовления, можно видеть следующие основные фазы: добыча сырья (песок, гравий, глина и т. д.) на карьерах нерудных материалов: доставка сырья, материалов, полуфабрикатов на предприятия строительных материалов, изделий и конструкций; производство строительных материалов, изделий и конструкций на предприятиях стройиндустрии; доставка строительных материалов, изделий и конструкций на объект строительства; собственно строительно-монтажный процесс возведения объекта.

Используя временной аспект, можно рассматривать следующие основные стадии механизации и автоматизации строительного процесса: научные разработки, проектирование, формирование и эксплуатацию.

Для выполнения работ на каждой фазе строительного процесса можно выделить: комплекты машин, комплексы машин, парки машин. Каждый из этих элементов характеризуется определенными взаимосвязями между машинами, особенностями их функционирования, методами и способами их проектирования, формирования и эксплуатации.

Комплект машин - это совокупность взаимосвязанных машин, выполняющих определенную работу, составляющую, как правило, часть технологического процесса, но достаточно самостоятельную. Например:

комплект машин экскаватор-автосамосвалы, кран-панелевозы, бетоносмесительная установка-бетоновозы и т. д.

Комплекс машин - это совокупность взаимосвязанных машин, выполняющих заданный технологический процесс. В состав комплекса машин могут входить Комплекты машин. Например, бетоносмесительная установка-бетоновоз - промежуточный бункер-бетонасос.

Парк машин - это совокупность однородных машин для выполнения заданных объемов работ. Здесь не обязательна взаимосвязь машин в парке.

Для упрощения изложения, вместо конкретных понятий - комплект, комплекс, парк мы будем часто использовать термин система машин.

Для направленного изучения основных приемов и средств решения проблемы комплексной механизации, автоматизации и механовооруженности строительства проведем классификацию систем машин. В качестве основных классификационных признаков примем следующие: сложность системы машин; характер работы системы машин и характер взаимодействия машин в системе. Хотя такое деление и относительно, но оно позволяет выделить соответствующие принципы, методы и средства анализа, синтеза и оптимизации высокоэффективных систем машин в строи­тельстве.

Сложность системы машин определяется тремя факторами: размерностью, т. е. общим числом параметров, характеризующих систему машин: сложностью структуры, определяемой общим числом связей между машинами и их разнообразием; сложностью ситуаций, в которых может находиться система.

Системы с большим числом параметров и более сложной структурой относятся к очень сложным системам машин.

По характеру работы системы машин можно разделить на три группы: непрерывного действия, когда все машины работают непрерывно (например, стан непрерывной прокатки изделий); смешанного действия, когда часть машин работает непрерывно, а часть - циклично (бетоносмесительный завод-транспортировка бетона-непрерывная укладка бетона); циклического действия, когда вес машины работают циклично (экскаватор-автосамосвалы, кран-панелевоз).

Из всех систем машин наиболее распространены системы циклического действия, они более специфичны и универсальны Это объясняется тем, что в строительстве, в основном, находятся в движении не предметы труда, а средства труда, средства механизации: машины, комплекты машин

Для комплексов машин с исходной информацией в неопределенной форме оценка ожидаемого эффекта проводится в соответствии с теорией игр и статистических решений по целому комплексу специальных критериев оптимизации: критерий минимальных потерь, критерий минимального риска, критерий обобщенного минимакса, критерий недостаточного обоснования. Каждый из рекомендуемых критериев даст наилучший результат в определенном отношении.

Многопроцессорные

Многопроцессорный вычислительный комплекс (МПВК) - ϶ᴛᴏ комплекс из нескольких процессоров (или ПЭ), взаимодействующих между собой через единый ресурс под управлением единой операционной системы, организующей весь процесс обработки в комплексе.

Задачи управления, которые решаются единой операционной системой в МПВК:

1. Все задачи, которые встают при реализации мультипрограммного режима.

2. Распределœение ресурсов и заданий между процессорами.

3. Синхронизация процессоров при решении несколькими процессорами одной задачи.

4. Разрешение конфликтных ситуаций при обращении нескольких процессоров к единому ресурсу (ОЗУ, ПУ, канал и т.д.).

5. Обеспечение работоспособности вычислительной системы при выходе из строя какого-либо блока МПВС.

6. Планирование вычислительного процесса с учетом оптимизации загрузки всœех процессоров.

Управление вычислительным процессом в МПВК должна быть организовано синхронным или асинхронным способом.

Асинхронный способ позволяет инициализировать начало очередного процесса сразу же после окончания предыдущего. Запуск нового процесса возможен в том случае, в случае если для него готовы всœе данные. Полностью асинхронная форма запуска соответствует управлению, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ принято называть управление потоком данных.

Многопроцессорные вычислительные системы (МПВС) – класс параллельных средств обработки информации, которые характеризуются тремя особенностями:

‣‣‣ MIMD-архитектурой;

‣‣‣ множеством процессоров;

‣‣‣ единым общедоступным ресурсом (как правило, общей оперативной памятью).

С развитием архитектуры ВС границы между различными каноническими классами систем стираются, уже сейчас они в достаточной степени условны.

Анализ многопроцессорных ВС и тенденций их развития позволяет считать в качестве канонической структуру мультипроцессора, представленную на рис. 5.4.

Многопроцессорная вычислительная система представляет собой композицию, в которой выделяются подмножество элементарных процессоров (ЭП), подмножество модулей памяти (МП) и коммутатор, обеспечивающий взаимодействие между любыми элементами различных подмножеств. Подмножество модулей памяти МП 1 - МП m , по сути является общей памятью для всœех процессоров ЭП 1 -ЭП n , обычно n≤m. Взаимодействие между ЭП осуществляется не через коммутатор, а через общую память. Все ЭП, как правило, идентичны.

В первых МПВС (60-е и 70-е годы ХХ в.) число n достигало десяти. Современные многопроцессорные ВС представляют из себясистемы с числом ЭП от 10 до 10 5 .

На первый взгляд может показаться, что создание МПВК (или МПВС) решает всœе вопросы обеспечения высокой производительности. Действи­тельно, чего проще – устанавливай большое число ЦП, ставь ОП достаточно большого объёма и с хорошими характеристиками быс­тродействия, набор периферийного оборудования и получай соот­ветствующий эффект. При этом существует по крайней мере две проблемы, которые усложняют решение задачи повышения производительности таким способом.

Первая проблема - организация связей между элементами комплекса (рис. 5.5).

Вторая проблема заключа­ется в организации вычисли­тельного процесса в таком комплексе.

Существует три типа структурного построения МПВК: с общей или разделяемой во времени шиной; с перекрестной коммутацией; с многовходовой оперативной памятью. МПВК с такими структурами считаются классическими.

Структурная схема МПВК с общей или разделяемой во времени шиной (рис. 5.6, а). Все устройства объединя­ются общей совокупностью проводов (общей шиной), по которым передаются данные, адреса, команды, управляющие сигналы.

Структура МПВК с перекрестной коммутацией (рис. 5.6, б). Здесь используется специальный централизованный комму­татор, связывающий между собой всœе компоненты комплекса. При этом коммутатор строится таким образом, что одновременно могут происходить передачи информации между несколькими парами устройств.

Структура МПВК с использованием многовходовой памяти (рис. 5.6, в). Здесь коммутация осуществляется в модулях ОП, каждый из которых имеет число входов-выходов, равное числу остальных компонентов комплекса. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, каждый компонент имеет непосредственную связь с модулем ОП. Структура такого МПВК подобна структуре с коммутатором, только коммутатор выполнен не в виде одного отдельного устройства, а распределœен по всœем модулям памяти. Такое решение по многим причинам упрощает реализацию. По такой схеме строится большинство про­мышленных комплексов, в частности по такой схеме выполнены комплекс "Эльбрус" и комплексы на базе ЕС ЭВМ.

Эффективность работы МПВС (МПВК) в очень сильной степени зависит от организации вычислительного процесса, требую­щей значительных затрат, ᴛ.ᴇ. от способов распределœения и использования аппаратных, программных и информационных ресурсов. Выделяют три базовых способа огранизации вычислительного процесса в многопроцессорных ВС: ведущий-ведомый; с раздельным выполнением заданий; симметричная обработка.

· Наиболее простая организация вычислительного процесса строится по принципу "ведущий-ведомый", когда на один из про­цессоров возлагаются функции по управлению всœеми остальными. Ведущий процессор распределяет задания и необходимые для их выполнения ресурсы, что исключает конфликты из-за ресурсов и уменьшает частоту незапланированных ситуаций. При этом сам ведущий процессор практически исключается из решения приклад­ных задач и становится узким местом в плане надежности.

· Организация с раздельным выполнением заданий. Все про­цессоры находятся в равных условиях - выполняют всœе функции, связанные с обработкой информации. При этом это достигается за счёт статического распределœения ресурсов одновременно с распре­делœением заданий; при выполнении прикладных процессов пере­распределяться не могут, что приводит к неравномерной загрузке процессоров, каналов, модугей памяти и, следовательно, снижению эффективности комплекса. (+ 1) надежность выше; 2) всœе ПЭ однородны по функциямʼʼ)

· При симметричной обработке устанавливается перечень задач (который может постоянно наращиваться) и каждый процессор при освобождении от предыдущей задачи выбирает себе новую из общего перечня, набирая себе необходимые ресурсы (области ОП, внешнюю память, каналы, ПУ). Потенциально такая организация может обеспечить наивысшую загрузку процессоров, но вызывает множество конфликтных ситуаций между ними из-за ресурсов и усложняет проблемы синхронизации процессов.