Физические ресурсы: Физические ресурсы:

Опубликовано автором

ФИЗИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЙ. Научно-Технический Вестник информационных технологий, механики и оптики

2014 , ТОМ 14, НОМЕР 6 ( ноябрь-декабрь )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Публикации

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

Главный редактор


НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д. т.н., профессор

Партнеры

УДК 004.6

Колбанёв М.О., Татарникова Т.М.

Читать статью полностью 

Язык статьи — Русский

Аннотация


Предмет исследования. Рассмотрены базовые информационные технологии, автоматизирующие информационные процессы  сохранения,  распространения  и  обработки  данных,  с  точки  зрения  требуемых  им  физических  ресурсов. Показано, что изучение этих процессов с такими традиционными для современной информатики целями, как способность передавать знания, степень автоматизации, обеспечение информационной безопасности, кодирование, надежность и других, уже недостаточно. Причиной этого являются, с одной стороны, увеличение объемов и интенсив-

ности информационного взаимодействия в ходе предметной деятельности людей и, с другой стороны, приближение к пределу производительности информационных систем, основанных на полупроводниковых технологиях. Актуальной проблемой  современных  инженерных  разработок  стало  создание  таких  технических  средств,  которые  не  просто обеспечивают  поддержку  информационного  взаимодействия,  но  и  потребляют  рациональные  объемы  физических ресурсов. Таким образом, объектом исследования являются базовые информационные технологии, обеспечивающие сохранение, распространение и обработку данных для поддержки информационного взаимодействия людей, а предметом исследования – физические временные, пространственные и энергетические ресурсы, необходимые для реализации этих технологий.

 

Используемые подходы. Предпринимается попытка за счет учета в явном виде объемов физических ресурсов, необходимых  для  изменения  состояний  носителей  информации,  расширить  возможности  традиционной  методологии кибернетики,  которая  заменяет  рассмотрение  материальной  составляющей  информации  перебором  состояний  информационных объектов.

 

Цель работы.

Выработка общего подхода к сравнению и последующему выбору базовых информационных технологий сохранения, распространения и обработки данных с учетом не только требований к качеству информационного взаимодействия в определенной предметной области и степени использования технических средств, но и объемов потребляемых при этом физических ресурсов.

 

Основные результаты работы. Предложена классификация ресурсов, потребляемых базовыми информационными технологиями, по их физической природе на пространственные, временные и энергетические. Показано, что основными пространственными ресурсами применительно к базовым информационным технологиям являются плотность записи данных, распределение пользователей в зоне охвата и размер техпроцесса, временными – время гарантированного сохранения, время доставки данных и производительность обработчика, энергетическими – уровни энергетического барьера и сигнала и энергопотребление. Выделены ключевые физические ресурсы для базовых информационных технологий сохранения, распространения и обработки данных, к которым отнесены соответственно плотность записи, время доставки и энергопотребление.

На примере технологий сохранения данных предложен подход к выбору такой информационной технологии, которая удовлетворяет требованиям пользователей к качеству информационного взаимодействия при рациональном потреблении физических ресурсов. Практическая значимость. Результаты работы могут быть полезны специалистам, занимающимся проектированием и эксплуатацией высокопроизводительных систем вычислений, хранения и распространения данных; разработкой способов повышения эффективности существующих коммуникаций, включая мобильную и оптическую связь, методов и алгоритмов для сбора, хранения и интеллектуального анализа больших объемов данных; внедрением новых 

информационных технологий. 


Ключевые слова: базовые информационные процессы, информационные технологии, сохранение данных, распространение  данных,  обработка  данных, пространственные,  временные  и энергетические  ресурсы  информационных технологий, принцип Г. Мура, принцип Р. Ландауэра, точка Т. Стерлинга

Список литературы

1. Ляпунов А.А. Проблемы теоретической и прикладной кибернетики. М.: Наука, 1980. 335 с.

2. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990. 351 с.

3. Landauer R. Information is physical // Physics Today. 1991. V. 44. N 5. P. 2329.

4. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1958. 215 с.

5. Moore G.E. Cramming more components onto integrated circuits // Proceedings of the IEEE. 1998. V. 86. N

1. P. 82–85.

6. Kish L.B. Moore’s law and the energy requirement of computing versus performance // IEE Proceedings:

Circuits, Devices and Systems. 2004. V. 151. N 2. P. 190–194.

7. Landauer R. Irreversibility and heat generation in the computing process // IBM Journal of Research and Development.

2000. V. 44. N 1. P. 261269.

8. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Технологии инфокоммуникации и их роль в обеспе-

чении информационной безопасности // Геополитика и безопасность. 2014. № 1 (25). С. 6977.

9. Bean J., Dunlap K. Energy-efficient data centers: a close-coupled row solution // ASHRAE Journal. 2008. V.

50. N 10. P. 34-36+38+40-42.

10. Schmidt R., Beaty D., Dietrich J. Increasing energy efficiency in data centers // ASHRAE Journal. 2007. V.

49. N 12. P. 18–21+24.

11. Gea-Banacloche J., Kish L.B. Future directions in electronic computing and information processing // Proceedings

of the IEEE. 2005. V. 93. N 10. P. 1858–1863.

12. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Модель физических характеристик сигналов // Мате-

риалы VIII Санкт-Петербургской межрегиональной конференции «Информационная безопасность ре-

гионов России (ИБРР-2013)». Санкт-Петербург, 2013. C. 6465.

13. Kish L.B., Granqvist C.G. Does information have mass? // Proceedings of the IEEE. 2013. V. 101. N 9. P.

1895–1899.

14. Belady C.L., Beaty D. Roadmap for datacom cooling // ASHRAE Journal. 2005. V. 47. N 12. P. 52–55.

15. Тысячелетний накопитель. Новейшие разработки в области хранения информации // Chip. 2012. № 6.

С. 114119.

16. Колбанёв М.О., Татарникова Т.М., Воробьёв А.И. Модель обработки клиентских запросов // Теле-

коммуникации. 2013. № 9. С. 4247.

17. Tatarnikova T., Kolbanev M. Statement of a task corporate information networks interface centers structural

synthesis // IEEE EUROCON 2009. 2009. Art. 5167903. P. 18831887.

18. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Оценка вероятности эрланговского старения инфор-

мации // Информационно-управляющие системы. 2013. № 6 (67). С. 25–28.

19. Богатырев В. А., Богатырев А.В. Функциональная надежность систем реального времени // Научно-

технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 4 (86). С. 150151.

20. Лёвшин И. Многоточие Стерлинга // Суперкомпьютеры. 2010. № 3 (15). С. 6–8.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

Telecom: физические ресурсы

Всякая телекоммуникационная сеть представляет собой физическую структуру, объединяющую сетевое оборудование и магистральные волоконно-оптические линии связи. Одной из базовых задач технического учёта ресурсов телекоммуникационной сети оператора связи является детальный учёт физического оборудования, установленного в сети и непосредственно обеспечивающего её работу. Без решения этой задачи невозможно осуществлять технический учёт даже самого начального уровня.

Задачи учёта физических ресурсов телекоммуникационной сети в системе Naumen Inventory решает модуль Telecom.

Модуль Telecom представляет собой комплекс программных средств, моделирующих физическую топологию сети, а также расположенное в ней сетевое оборудование самой разнообразной структуры (мультиплексоры, коммутаторы, маршрутизаторы и др.).

Модуль Telecom даёт возможность:

  • Хранить информацию о физических ресурсах (устройствах, картах, слотах, портах, виртуальных интерфейсах портов) сети и об их местонахождении. Функциональность модуля позволяет моделировать структуру местоположений, таких как города, узлы сети, находящиеся в них телекоммуникационные стойки и шкафы и пр. Для каждого местоположения определяются сетевые устройства со специфицированным набором портов и указанием интерфейсов, набор слотов расширения и учётные атрибуты, такие как серийный и инвентарный номер.
  • Вести историю действий с физическими ресурсами. Учёт жизненного цикла и перемещений сетевого оборудования из одного узла сети в другой важен при анализе необходимости закупок новых устройств, а также для определения надёжности оборудования. Модуль Telecom системы Naumen Inventory реализует жизненные циклы оборудования любой сложности и ведет детальные истории его перемещений и изменений параметров.
  • Проводить операции вставки и извлечения модуля расширения в слот. Значительная часть сетевого оборудования имеет модульную структуру, вследствие этого большое значение приобретает поштучный учёт модулей расширения (карт, блоков и т. п.), которые могут использоваться для различных моделей устройств. Модуль Telecom позволяет вести такой учёт и предоставляет пользователям простые инструменты для проведения операций вставки модулей в слоты расширения и извлечения модулей из слотов.
  • Планировать использование физических ресурсов. Модуль Telecom предоставляет средства для анализа технической оснащённости и текущей загруженности различных узлов сети, а также всей сети в целом. Менеджеры и технические специалисты получают удобные инструменты резервирования ресурсов (например, портов оборудования) для организации новых услуг и усовершенствования имеющихся. Отчёты о динамике использования физических ресурсов сети позволяют заблаговременно планировать закупку и установку нового оборудования.
  • Создавать и использовать шаблоны ресурсов. Сеть оператора связи строится с использованием определённого набора моделей устройств. Структура и параметры этих моделей могут указываться заранее на основе спецификации соответствующего оборудования. Модуль Telecom предоставляет базовые возможности по учёту спецификаций оборудования, реализуемые с помощью создания шаблонов ресурсов. Использование шаблонов позволяет существенно сократить время на проведение технического учёта, особенно в случаях установки новых устройств или строительства новых участков сети.


Функциональные преимущества использования модуля Telecom

Модуль Telecom системы Naumen Inventory позволяет организовать учёт оборудования, составляющего физическую основу телекоммуникационной сети, включающий анализ загруженности его ресурсов и отслеживание полного цикла его перемещений между различными узлами сети.

Модуль предоставляет специальные средства, упрощающие процесс учёта оборудования:

  • Автоматизация операций, выполняемых при учёте модульного оборудования, включая отслеживание свободных, занятых и заблокированных слотов расширения;
  • Применение механизма шаблонов для ускорения ввода информации;
  • Использование правил формирования внутренней структуры устройств и портов, включая ведение каталога правил образования виртуальных интерфейсов портов;
  • Просмотр каналов, проходящих через устройство, в виде иерархии с указанием занимаемых портов или их виртуальных интерфейсов.

Модуль Telecom формирует сводные отчёты для анализа технической оснащённости и загруженности сети в целом, и отслеживания динамику её роста.

Отчёты предоставляют необходимую информацию для определения технической возможности подключения новых клиентов и услуг:

  • Количество или процентную долю используемых портов оборудования с возможностью группировки по узлам сети;
  • Количество или процентную долю свободных и занятых слотов расширения оборудования с возможностью группировки по узлам сети.

Cоставить представление о масштабах использования в сети различных технологий связи и заблаговременно планировать модернизацию и установку оборудования в сети позволит следующая информация из отчётов:

  • Динамика использования портов с возможной группировкой по интерфейсам;
  • Динамика использования слотов расширения оборудования.

Структура данных модуля Telecom легко трансформируется и подстраивается под нужды учёта ресурсов сетей любых размеров и топологий.

Бизнес-преимущества использования модуля Telecom
  • Сеть как на ладони
    Учёт информации о физических ресурсах телекоммуникационной сети является базовой задачей, без решения которой невозможно себе представить технический учёт, как таковой. Модуль Telecom позволяет не только полноценно решить задачи учёта и автоматизировать соответствующие функциональные процессы, но и представить информацию о ресурсах в удобном для восприятия виде, максимально приближенном к физической топологии сети.

  • Целенаправленное развитие сети
    Учёт информации об оборудовании, установленном в сети, позволяет оперативно получать информацию о техническом оснащении сети и её отдельных узлов, а также формировать отчёты о загруженности или необоснованном простое её ресурсов. На основании полученной информации можно планировать закупку, установку и модернизацию оборудования, поддерживая возможность подключения новых клиентов и обеспечивая высокое качество предоставляемых услуг.

  • Расширение функциональности системы
    Модуль Telecom является одним из основных модулей Naumen Inventory. Тесное взаимодействие с другими модулями системы позволяет более полно использовать весь его потенциал, например, для модулей SDH, IP/MPLS и Кабельный учёт информация о физических ресурсах сети является основополагающей при настройке логических каналов или волоконно-оптических линий связи, а модуль ГИС Connect в связке с модулем Telecom позволяет строить графические представления сети в виде карт и схем.

Отображение списка слотов расширения устройства в Naumen Inventory.

Список проходящих через устройство каналов.

4 типа физических ресурсов на рабочем месте

Мохсин Вочу

Прежде чем руководители будут оправданы в администрировании последствий, они должны предоставить своим сотрудникам средства и методы для достижения установленных стандартов производительности.

Другими словами, работодатели и руководители должны предоставлять необходимые физические ресурсы, чтобы сотрудники могли работать безопасно и быть здоровыми.

Существуют четыре основные категории физических ресурсов на рабочем месте:

  • Материалы
  • Оборудование
  • Окружающая среда
  • Люди

1. Материалы:

Руководители играют жизненно важную роль в обеспечении того, чтобы их сотрудники имели ресурсы для эффективного и результативного выполнения своей работы. Одним из наиболее важных ресурсов, который должны предоставить руководители, является сырье. Сырье может включать твердые вещества, жидкости и газы, и важно, чтобы они были высокого качества и не представляли опасности. Обеспечив своим сотрудникам доступ к самым лучшим материалам, руководители могут помочь повысить производительность и улучшить качество продуктов или услуг своей команды. На современном конкурентном рынке обеспечение высококачественным сырьем имеет важное значение для любой организации, которая хочет добиться успеха.

2. Оборудование:

Любой, кто когда-либо работал с инструментами, оборудованием или механизмами, знает, что безопасность имеет первостепенное значение. Движущиеся части могут привести к серьезным травмам, если они не защищены должным образом, и неисправное оборудование может быть не менее опасным. Вот почему важно убедиться, что все инструменты и машины правильно спроектированы и обслуживаются. Должны быть установлены ограждения для защиты рабочих от движущихся частей, а также должны быть предусмотрены отказоустойчивые устройства для предотвращения несчастных случаев. Кроме того, все оборудование должно быть правильно откалибровано и соответствовать поставленной задаче. Принятие этих мер предосторожности может помочь обеспечить безопасную рабочую среду для всех.

Средства индивидуальной защиты, средства предотвращения падения и средства защиты должны быть самого высокого качества.

3. Окружающая среда:

Закон о безопасности и гигиене труда 1970 г. требует от работодателей обеспечивать рабочее место, свободное от общепризнанных угроз для здоровья и безопасности. Это включает в себя защиту работников от опасных атмосфер, шума, экстремальных температур, влажности и неправильной конструкции рабочего места. Стандарты OSHA также требуют от работодателей предоставления средств индивидуальной защиты, таких как респираторы и беруши, работникам, подвергающимся опасным условиям. Кроме того, работодатели должны иметь письменный план обеспечения безопасности, включающий процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации. Соблюдая эти правила, работодатели могут помочь создать безопасную и здоровую рабочую среду для своих сотрудников.

4. Люди:

Любой владелец бизнеса знает, что сотрудники являются ценным активом. Они обеспечивают навыки и рабочую силу, необходимые для бесперебойной работы бизнеса. Но сотрудники — это не только финансовые инвестиции, но и физический ресурс. Как и любое другое оборудование, сотрудники должны быть в хорошем состоянии, чтобы функционировать должным образом. Это означает, что они должны быть в хорошей физической форме, быть трезвыми на работе и не злоупотреблять наркотиками. Конечно, этого не всегда легко добиться. Но руководители, которые пытаются создать безопасную и здоровую рабочую среду, обнаружат, что это окупается за счет повышения производительности и снижения текучести кадров. Короче говоря, забота о работниках — это не просто моральная ответственность; это также хорошо для бизнеса.

Если это не так, возможно, они «ходят в опасных условиях». Игнорирование этих важных требований может иметь разрушительные последствия, повышая риск травм и заболеваний на рабочем месте.

О компании Mohsin Wochoo

Меня зовут Мохсин, я менеджер по охране труда и технике безопасности с более чем 7-летним опытом работы в отрасли. В настоящее время я работаю с AECOM USA и горжусь тем, что являюсь частью этой всемирно известной компании, которая специализируется на проектировании, проектировании и развитии инфраструктуры. На протяжении всей своей карьеры я стремился продвигать и поддерживать безопасную и здоровую рабочую среду как для сотрудников, так и для заинтересованных сторон.

…

Физические ресурсы: вода, загрязнение и минералы – Введение в главу

Цели обучения

В этом модуле представлена ​​глава «Физические ресурсы: вода, загрязнение и минералы».

Введение

Вода, воздух и пища являются наиболее важными природными ресурсами для человека. Человек может прожить без кислорода всего несколько минут, без воды около недели и без еды около месяца. Вода также необходима для нашего снабжения кислородом и пищей. Растения, которым для выживания требуется вода, обеспечивают нас кислородом посредством фотосинтеза и составляют основу нашего питания. Растения растут в почве, которая образуется в результате реакции выветривания между водой и камнем.

Вода является наиболее важным соединением для жизни на Земле в целом. Человеческие младенцы примерно на 75% состоят из воды, а взрослые — на 50–60%. Наш мозг примерно на 85% состоит из воды, кровь и почки — на 83%, мышцы — на 76%, и даже кости — на 22%. Мы постоянно теряем воду с потом; в умеренном климате мы должны выпивать около 2 литров воды в день, а люди в жарком пустынном климате должны выпивать до 10 литров воды в день. Потеря 15% воды в организме обычно приводит к смерти. Земля действительно является «водной планетой» (см. рис. 9).0013 Планета Земля из космоса ). Обилие воды на Земле отличает нас от других тел Солнечной системы. Около 70% поверхности Земли покрыто океанами, и примерно половина поверхности Земли в любое время закрыта облаками. На нашей планете очень большой объем воды, около 1,4 миллиарда кубических километров (км3) (330 миллионов кубических миль) или около 53 миллиардов галлонов на человека на Земле. Вся вода Земли может покрыть Соединенные Штаты на глубину 145 км (90 миль). С человеческой точки зрения проблема в том, что более 97% — это морская вода, слишком соленая, чтобы ее можно было пить или использовать для орошения. Наиболее часто используемыми источниками воды являются реки и озера, которые содержат менее 0,01% воды в мире!

Планета Земля из космоса Источник: Создано Marvel на основе изображения НАСА с Wikimedia Commons

Одна из наших самых важных экологических целей — обеспечить мир чистой, достаточной и устойчивой водой. К счастью, вода является возобновляемым ресурсом, и ее трудно уничтожить. Испарение и осадки в совокупности постоянно и быстро пополняют наши запасы пресной воды; однако доступность воды осложняется ее неравномерным распределением по Земле. Засушливый климат и густонаселенные районы в сочетании во многих частях мира привели к нехватке воды, которая, по прогнозам, значительно обострится в ближайшие годы. Человеческая деятельность, такая как чрезмерное использование воды и загрязнение воды, усугубила водный кризис, который существует сегодня. Сотни миллионов людей не имеют доступа к безопасной питьевой воде, а миллиарды людей не имеют доступа к улучшенным санитарным условиям, таким простым, как уборная с выгребной ямой. В результате почти два миллиона человек ежегодно умирают от диарейных заболеваний и 90% этих смертей приходится на детей в возрасте до 5 лет. Большинство из них легко предотвратить.

Хотя несколько минералов абсолютно необходимы для жизни человека, вещи, которые определяют современное общество, требуют их широкого спектра: железная руда для стали, фосфатные минералы для удобрений, известняк для бетона, редкоземельные элементы для очков ночного видения и люминофоры в компьютерных мониторов и литиевые минералы для аккумуляторов в наших ноутбуках, сотовых телефонах и электромобилях.