Лабораторная работа: Функционирование вычислительных cиcтeм

В РНД наличие ОС не обязательно.

Недостатками режима РНД являются:

· аппаратура и программы ЭВМ используются не эффективно;

· велики затраты времени программиста на управление машиной;

· предъявляются высокие требования к подготовке пользователя как оператора вычислительной машины.

Пакетный однопрограммный режим применяется в ВС, начиная с ЭВМ второго поколения. Несколько заданий для решения задач обработки собираются в один пакет, называемый пакет заданий (ПЗ). Пакет заданий оператор ЭВМ вводит в ЭВМ, где ПЗ сначала записывается во внешнюю память (магнитные диски, магнитные барабаны и т.п.). Затем операционная система машины последовательно считывает задания, входящие в ПЗ, и осуществляет выполнение необходимых в соответствиями с заданиями действий для решения задач пользователей. После завершения очередного задания происходит обращение к ОС, которая активирует начало выполнения следующего. После завершения последнего задания пакета оператор ЭВМ загружает в машину новый пакет заданий.

Режим П1П обладает следующими положительными чертами:

· более высокая пропускная способность;

· отсутствие специальных требований к аппаратуре ЭВМ;

· возможна его реализация на любой ЭВМ.

К недостаткам режима П1П относятся:

· необходимо наличие операционной системы;

· пользователь физически отделен от ЭВМ и решаемой им задачи;

· увеличивается реакция пользователя на полученные результаты решения;

· последовательный порядок выполнения заданий пакетов не позволяет увеличить загрузку оборудования вычислительной системы.

Пакетный мультипрограммный режим широко применяется в ЭВМ третьего и последующих поколений. ПМП является режимом классического мультипрограммирования, при котором в вычислительной системе находятся в обработке сразу несколько заданий. На входе в систему формируется набор пакетов заданий, которые оператор ЭВМ загружает в систему. После окончания ввода первого ПЗ операционная система начинает его обработку, не дожидаясь до ввода второго и последующих ПЗ. Задания, принадлежащие одному пакету, выполняются последовательно (т.е. в режиме П1П). Задания, принадлежащие разным пакетам, выполняются параллельно. Первым начинает выполняться первое задание первого пакета. По мере освобождения ресурсов ОС активизирует выполнение заданий из других пакетов в порядке их следования внутри ПЗ.

Пакетный мультипрограммный режим обеспечивает наивысшую пропускную способность вычислительной системы, что достигается при наличии в ЭВМ следующих аппаратных средств:

· автономно управляемые внешние устройства;

· развитая система прерывания программ;

· средства защиты памяти от взаимного влияния программ.

Основным недостатком режима ПМП является практически полное устранение пользователя из системы и, как следствие, отсутствие связи пользователя со своей задачей.

Режим разделения времени существенно отличается от классического мультипрограммирования, реализованного в ПМП, и является в настоящее время основным режимом функционирования операционных систем. Главное в режиме разделения времени - это предоставление каждой задаче (или пользователю, работающему в диалоге с машиной) ресурсов ЭВМ на некоторый ограниченный интервал времени (квант). По истечении кванта времени данная программа свертывается операционной системой, развертывается следующая по очереди программа (или подключается следующий терминал пользователя), которой предоставляются ресурсы ЭВМ, и т.д.

Порядок обслуживания заданий (заявок на работу) в операционных системах с мультипрограммированием, т.е. реализующих режимы ПМП или РРВ, определяются принятыми в них режимами обслуживания и дисциплинами обслуживания.

Режимом обслуживания называется правило отбора заявок на обслуживание.

Дисциплиной обслуживания называется правило отбора заявок на обслуживание при заданном режиме обслуживания.

Режимы обслуживания делятся на три вида (рис.1.5):

1. режим одиночного отбора заявок:

2. режим группового отбора, когда на обслуживание отбирается вся очередь заявок определенного типа;

3. смешанный режим отбора, когда для одних классов заявок производится одиночный отбор, а для других групповой.