новременную работу центрального процессора (ЦП) и устройства вво-
да/вывода информации.
2.ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. Планирование доступа к оперативной па-
мяти неотъемлемо от доступа к центральному процессору. Программа
может выполняться, если есть доступ к центральному процессору,
она оказывается в оперативной памяти и исполняется, так как па-
- 42 -
мять дефицитна, система должна использовать ее с максимальной эф-
фективностью. Есть много предложений использовать оперативную па-
мять между несколькими пользователями. Цель этих предложений
максимально сократить пустые пространства оперативной памяти,
возникающие из - за различных объектов и особенностей программ
пользователя.
3.ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА. С большинством периферийных уст-
ройств в каждый момент времени может работать только один пользо-
ватель. Такая работа периферийных устройств может привести к не-
эффективному их использованию, если время счета счета программы
довольно велико. Устройства с быстрым доступом разделяются между
пользователями с помощью системы управления файлами. Задержки,
возникающие при работе с периферийными устройствами быстрого
доступа, вполне удовлетворительны виду скорости этих устройств и
в виду интервалов времени между программными запросами ввода/вы-
вода.
Так как большинства миниЭВМ имеют по одному АЦПУ. Медлен-
ность работы этого устройства может привести к приостановке вы-
полнения программ. Для того, чтобы этого не было в программе опе-
рационная система обслуживания ввода/вывода выключается механизм,
который называется СПУЛИНГОМ. Спулинг - процедура автоматической
записи на магнитный диск данных, предназначенных для вывода на
принтер, и распечатки их по мере готовности последнего.
4. РЕСУРСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ - представляют собой
доступные пользователю функции, предназначенные для работы с дан-
ными и для контроля за выполнением программ. Среди этих ресурсов
находятся сервисные программы по управлению файлами и по обслужи-
ванию ввода/вывода, программ системного планирования и системные
библиотеки.
При рассмотрении операционной системы необходимо остановится
на типах и составе операционных систем.
Как было сказано раньше, назначение операционной системы -
это распределение ресурсов микроЭВМ. Освободив пользователя от
забот по распределению ресурсов, операционная система может
обеспечить функционирование микроЭВМ в одном из трех режимов: од-
нопрограммный; многопрограммный; многозадачный.
УСТРОЙСТВА ЭВМ
2│
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ 2├ 0────────┐ 2 0┌────────┐ 2 0┌────────┐ 2 0┌────────┐
ПРОЦЕССОР 2│задача 1 0│ 2 0│ 2задача 1 0│ 2 0│ 2задача 2 0│ 2 0│ 2задача 2 0│
2├──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┬ 2─>
ВНЕШНЕЕ 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│
УСТРОЙСТВО 2│ 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│
1 (АЦПУ) 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│
2├──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2─>
ВНЕШНЕЕ 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│
УСТРОЙСТВО 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│
2 (НГМД) 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│
2└──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2─>
Рис.1 время t
ОДНОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - режим, в котором все ресурсы ЭВМ
представляется лишь одной программе, которая выполняет обработку
данных. На рисунке 1 изображена диаграмма работы двух программ в
однопрограммном режиме.
МНОГОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - МУЛЬТИПРОГРАММНЫЙ режим, в котором
несколько независимых друг от друг программ выполняют обработку
- 43 -
данных одновременно.При этом программы делят ресурсы ЭВМ между
собой. Основой мультипрограммного режима является совмещение во
время работы центрального процессора и выполнение операций пери-
ферийных устройств.Достоинство этого режима перед однопрограммным
режимом более эффективное использование ресурсов ЭВМ и повышение
ее пропускной способности. На рисунке 2 изображена диаграмма ра-
боты двух программ в мультипрограммном режиме.
УСТРОЙСТВА ЭВМ
2│
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ 2│ 0────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐
ПРОЦЕССОР 2│ 0задача 1│задача 2│задача 1│задача 2│задача 1│
2├──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2─ 0>
ВНЕШНЕЕ 2│ 0 │ввод │ │ввод │ввод │
УСТРОЙСТВО 2│ 0 │ вывод │ │ вывод │ вывод │
1 (АЦПУ) 2│ 0 │задачи 1│ │задачи 1│задачи 2│
2├──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2─ 0>
ВНЕШНЕЕ 2│ 0 │ │ввод │ │ │
УСТРОЙСТВО 2│ 0 │ │ вывод │ │ │
2 (НГМД) 2│ 0 │ │задачи 2│ │ │
2└──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2─ 0>
Рис.2 время t
МНОГОЗАДАЧНЫЙ РЕЖИМ - режим мультизадачный, предусматриваю-
щий параллельное, т. е. одновременное выполнение более чем одной
программы по разным задачам, но использующих результат одной за-
дачи как исходные данные для другой, другими словами в операцион-
ной системе должны быть средства, позволяющие задачам взаимодейс-
твовать друг с другом.В отличие от многопрограммного режима, где
используется принцип разделения времени между программами, в этом
режиме идет параллельное вычисление по всем задачам.
Многопрограммный режим возможен только в мультисистеме
(системе с несколькими ЦП).
Операционная система является посредником между ЭВМ и поль-
зователем. Операционная система осуществляет анализ запросов
пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос представляется
последовательностью команд на особом языке директив операционной
системы.
Операционная система может выполнять запросы в разных режи-
мах, поэтому операционную систему можно разделить на следующие
типы:
- операционная система пакетной обработки ;
- операционная система разделения времени ;
- операционная система реального времени ;
- операционная система диалоговая.
1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПАКЕТНОЙ ОБРАБОТКИ - это система,
которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, под-
готовленной одним или больше пользователями. Пакет заданий посту-
пает в ЭВМ и взаимодействие между пользователем и его заданием во
время вычислительного процесса невозможно. Данная операционная
система может функционировать однопрограммном и мультипрограммном
режимах.
2. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РАЗДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ - обеспечивает
одновременное обслуживание многих пользователей, позволяет любому
пользователем взаимодействовать со своим заданием. Эффект однов-
ременной работы достигается разделением процессорного времени и
других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, ко-
торые заданны разными пользователями. Операционная система выст-
- 44 -
раивает очередь из поступающих заданий, выделяет квант времени
для доступа к центральному процессору каждому заданию согласно
очереди. Выполнив первое задание, операционная система 1 отсылает
его в конец очереди и переходит ко второму и т. д.
3. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ - это система, ко-
торая гарантирует оперативное выполнение запросов в течении за-
данного интервала времени. При этом скорость вычислительных про-
цессов в ЭВМ должна согласоваться со скоростью временных про-
цессов, т.е. и ходом реального времени. ЭВМ с данной операционной
системой чаще всего работает в однозначном режиме.
4.ДИАЛОГОВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - предназначены для инди-
видуального пользования и обеспечивают удобную форму диалога ЭВМ
с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд.
Функционирует операционная система обычно в однопрограммном режи-
ме.
Независимо от типа операционная система чаще всего состоит
из относительно компактного ядра - монитора (супервизора) и и на-
бора системных программ и данных. Состав операционной системы
предоставлен на рис.3.
ДРАЙВЕР - программа, управляющая физической работой внешнего
- периферийного устройства.
УТИЛИТА - программа, предназначена для подготовке исходных
информации и организации хранение и использование программ - СЕР-
ВИСНАЯ ПРОГРАММА.
БИБЛИОТЕКА ПРОГРАММ - набор файлов, связанных одним катало-
гом, в который могут входить объектные модули (программы), макро-
определения языка программирования и др.
┌────────────────────────┐