Версия операционной системы ОС 7.0 ЕС реализует концепцию виртуальной машины, при которой каждому пользователю предоставляется функциональный эквивалент реальной ЭВМ – собственная виртуальная вычислительная машина. Система виртуальных машин с помощью операционной системы обеспечивает полную независимость функционирования отдельных виртуальных машин. Предусмотрены средства разграничения доступа к системе, хранимым или обрабатываемым в ней данным.
Специальная управляющая программа – монитор виртуальных машин – обеспечивает согласованное использование технических средств реальной ЭВМ и виртуальных машин, управляет их параллельной работой. Предусмотрен диалоговый режим работы любого одиночного пользователя, а также обмен данными как между различными удаленными абонентскими пунктами, так и между абонентскими пунктами и виртуальной машиной.
Каждая виртуальная машина содержит виртуальный процессор в виде части времени центрального процессора реальной ЭВМ, а также виртуальную оперативную память емкостью до 16 Мбайт, создаваемую с помощью средств динамического преобразования адресов реальной ЭВМ.
Пользователю предоставляется виртуальный пульт в виде пультового устройства реальной ЭВМ либо абонентского пункта со специальными языковыми средствами, а также виртуальные каналы ввода – вывода. Последние реализуются в виде части времени работы реальных каналов либо их функционирование моделируется программно.
Вторая составная часть ОС 7.0 ЕС – базовая операционная система – ориентирована на режим пакетной обработки. Она может работать на одной или нескольких виртуальных машинах.
Обеспечивается выполнение программ пользователей, реализуемых. с операционной системой ОС 6.1 ЕС. Важно отметить, что базовая операционная система обеспечивает работу нескольких виртуальных машин при использовании одной копии ее собственных программ. В качестве внешней памяти используются виртуальные накопители на магнитных дисках емкостью до 16 Мбайт.
Монитор виртуальных машин поддерживает двухпроцессорные конфигурации ЭВМ.
Предусмотрен режим присоединенного процессора, при котором оба процессора работают с общим полем оперативной памяти, а периферийные устройства доступны только одному из них. Работу виртуальных машин моделируют оба реальных процессора, что увеличивает число или производительность виртуальных машин.
Операционная система ОС 7.0 ЕС реализуется с центральным процессором третьей очереди ЕС ЭВМ с оперативной памятью емкостью не менее 1 Мбайт.
Технические возможности малых ЭВМ позволяют создавать мультимодульные системы, в которых отдельные модули выполняют некоторые выделенные функции.
Такими модулями могут быть специализированные процессоры, универсальные микропроцессоры, интеллектуальные терминалы. На такие системы, называемые системами с разделением функций, ориентирована операционная система РАФОС (РАзделения Функций Операционная Система).
Система РАФОС предназначена для организации вычислительного процесса в магистрально-модульных комплексах СМ ЭВМ, имеющих от 16 до 248 Кбайт оперативной памяти.
Она ориентирована на АСУ ТП реального времени, автоматизацию научных исследований, решение информационных и управленческих задач в системах коллективного пользования и др. Может быть эффективно использована для микроЭВМ и персональных компьютеров.
В структуре РАФОС выделяют драйверы внешних устройств, мониторы, файловую систему, системные программы и библиотеки. Используя языки высокого уровня типа ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ, БЕЙСИК, пользователи создают прикладные программы, пакеты и библиотеки.
Драйверы внешних устройств представляют собой специальные программы операционной системы, обеспечивающие доступ на физическом уровне ко всем периферийным устройствам и внешней памяти со стороны мониторов РАФОС, системных и прикладных программ. Система позволяет включать в нее новые драйверы для дополнительных внешних устройств, не предусмотренных в РАФОС, а также включать обращение к таким устройствам непосредственно в программу.
В состав РАФОС входит пять типов мониторов, программно совместимых снизу вверх:
RM – монитор, постоянно находящийся в оперативной памяти (резидентный) и предназначенный для исполнения в реальном времени отлаженной программы;
SJ– монитор – монитор реального времени, обеспечивающий самую высокую скорость реакции на внешнее событие (прерывание). Он функционирует при минимальной конфигурации технических средств, требуя около 4 Кбайт оперативной памяти и обеспечивая работу системы в оперативной памяти от 16 до 56 Кбайт. Введение в его состав при генерации многотерминального драйвера позволяет программе работать с несколькими терминалами;
FB– монитор – простейший мультипрограммный монитор РАФОС, являющийся фоново-оперативным монитором реального времени. Все задачи получают один из восьми приоритетов. Фоновая задача имеет самый низкий приоритет 0, оперативная задача – самый высокий 7. Приоритеты от 1 до 6 имеют системные задачи, аналогичные оперативной задаче, но с более низким приоритетом. Все прикладные задачи и системные с низким приоритетом выполняются в фоновом режиме. Общее число задач – не более 8. Монитор использует оперативную память от 32 до 56 Кбайт, его резидентная часть занимает около 8 Кбайт.
ХМ – монитор является расширением FB-монитора и обслуживает до 8 задач реального времени. Он занимает около 14 Кбайт памяти и обеспечивает работу с оперативной памятью от 64 до 248 Кбайт.
TS– монитор является самым мощным монитором. Он обслуживает до 30 задач пользователей, работающих одновременно с разных терминалов в режиме разделения времени. Предназначен для работы с системой, имеющей от 96 до 248 Кбайт памяти; его память около 40–48 Кбайт.
Для вычислительных комплексов, реализуемых на базе микроЭВМ типа «Электроника» используется операционная система ФОДОС (Фоновая Основная Дисковая Операционная Система).
Вычислительный комплекс строится по модульному принципу, при котором отдельные функциональные устройства связаны между собой единым каналом обмена информацией.
Система ФОДОС предназначена для решения одним пользователем задач в реальном масштабе времени, в том числе разработки новых программ. При решении задач возможна пакетная обработка, а также выполнение одновременно двух задач.
При подготовке программ на языке АССЕМБЛЕР имеется возможность создавать программы с оверлейной структурой и автоматизировать процесс отладки программ.
В результате трансляции программ, написанных на языках АССЕМБЛЕРе и ФОРТРАНе, получают объектные форматы, состоящие из набора данных и машинных кодов и являющиеся объектными модулями. Последние используются в качестве входных для редактора связей.
Операционная система содержит ряд мониторов, имеющих модульную структуру.
Монитор одного задания (SJ) предназначен для выполнения одной программы пользователя. Он обслуживает все периферийные устройства и обеспечивает выполнение всех программ системы. Для работы монитора требуется не менее 8К слов; он позволяет использовать до 28К слов оперативной памяти.
Монитор основного фонового задания (FB) позволяет одновременно выполнять два независимых задания, из которых одно является основным и имеет приоритет по отношению ко второму – фоновому.
Монитор расширенной памяти (ХМ) дополнительно к возможностям монитора FB может обслуживать до 124К слов оперативной памяти. Кроме указанных мониторов существуют драйверы; программа обслуживания пользователей, обеспечивающая операции с файлами и загрузку драйверов; интерпретатор командной строки, являющийся составной частью программы обслуживания пользователя и осуществляющий прием и синтаксический анализ командной строки пользователя и некоторые другие.
Для динамического распределения памяти ФОДОС использует свопинг. Он заключается в том, что при необходимости выполнение фонового задания прерывается, часть его переписывается на диск и на освободившееся место загружается программа обслуживания пользователей. После обработки запроса пользователя восстанавливается то состояние, которое было до прерывания, т.е. соответствующая часть фонового задания загружается на то место, которое она занимала.