поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Операционная система (продолжение)
В системах массового обслуживания (например, резервирование и продажа
билетов на самолеты и поезда или распределение мест в гостиницах) под
работой в реальном масштабе времени обычно понимается обработка
заданного числа заявок в единицу времени с ограничением максимальной
продолжительности обработки каждого типа заявок.
Одно из основных различий между системами реального времени и обычными
системами обработки данных заключается в том, что в первом случае
управляющими сигналами являются поток входных данных и сигналы от
датчиков времени, а во втором - указания операционной системе,
получаемые от пользователя или с пульта оператора.
6. Распределенные операционные системы многопроцессорных вычислительных
комплексов и сетей. Идея распараллеливания вычислительных процессов,
дающая возможность повысить производительность вычислительных систем или
организовать обмен информацией между ее источниками и потребителями,
привела к появлению многопроцессорных вычислительных комплексов и
вычислительных сетей, получивших название распределенных систем, т. е.
систем, ресурсы которых распределены в пространстве.
Поскольку такие системы обладают многими качествами, не присущими
отдельной ЭВМ, они требуют особого рассмотрения (см. Распределенная
операционная система).
После введенной классификации операционных систем рассмотрим задачи,
которые решаются в процессе их работы.
1. Планирование работ. В большинстве случаев при мультипрограммном
режиме и работе с разделением времени программы задач, предназначенных
для решения, и данные заранее заносятся во внешнюю память (на магнитные
диски, ленты). Информация о задаче (паспорт задачи) считывается
операционной системой, но может быть также введена с пульта оператора
или пользователя. Информация содержит имя задачи, ресурсы, необходимые
для ее выполнения (объем оперативной и внешней памяти, процессорное
время и т. п.), характер выполняемой задачи (счет, трансляция и т. п.),
приоритет задачи и некоторые другие данные.
Операционная система анализирует паспорт задачи и организует очередь
выполнения задач. Оператор с пульта управления может повлиять на порядок
выполнения задач (например, изменением приоритета задачи или дисциплины
обслуживания). Существует множество дисциплин обслуживания, одна из
самых простых: первый пришел - первый обслужился, т. е. живая очередь.
При выборе задачи на решение операционная система учитывает не только ее
очередь, но и имеющиеся свободные вычислительные ресурсы машины,
процессорное время, которое может быть выделено для решения задачи,
объемы оперативной и внешней памяти, которые могут быть предоставлены
для задачи, время использования устройств ввода - вывода и т. п. Если
для решения очередной задачи ресурсов недостаточно, то возможны три
варианта действия: отобрать часть ресурсов у какой-либо из решаемых в
данный момент задач и передать их очередной задаче; подождать, пока
какая-либо из решаемых задач будет выполнена и освободит необходимые
ресурсы; пропустить вперед ту задачу, чья очередь еще не подошла, но для
выполнения которой ресурсов достаточно. После того как выбрана очередная
задача, в таблицу характеристик решаемых задач заносятся ее данные
(адреса отведенной ей оперативной памяти, закрепленные за задачей
внешние устройства, максимальное время ее решения, приоритет и др.).
2. Инициация выполнения задачи. Для выполнения задачи программа
пользователя и все необходимые подпрограммы вводятся с внешних устройств
в оперативную память. При вводе необходимо организовать связь между
отдельными частями программы (модулями) через адреса передачи
управления. Адрес передачи управления из одного модуля в другой или
адрес переменной, находящейся в другом модуле, называется внешним
адресом. В каждом модуле, пока они не собраны в программу, внешние
адреса - это условные числа. Связь модулей друг с другом и заключается в
замене операционной системой условных адресов на фактические.
Необходимость настройки программы по месту, занимаемому ею в оперативной
памяти, обусловлена тем, что во время генерации модулей в кодах команд
машины в результате работы транслятора и во время сборки программы из
модулей действительные (абсолютные) адреса ячеек, в которых будет
находиться программа в процессе выполнения, неизвестны. Известны лишь
условные адреса, отсчитываемые от некоторой точки модуля, чаще всего от
его начала (такие адреса называются относительными). Настройка программы
по месту, занимаемому ею в оперативной памяти, заключается в
установлении связи между относительными и абсолютными адресами.
Еще до того, как программные модули загружены в оперативную память,
операционная система выделяет в ней область для задачи. Если в ЭВМ
предусмотрена защита памяти, эта область защищается от возможного
вмешательства других задач. После того как программа загружена в
отведенную ей и защищенную область памяти, настроена по месту в
оперативной памяти и ее модули связаны между собой, может быть
инициировано решение задачи.
3. Управление ходом выполнения задач. Эта функция операционной системы
заключается в организации реакций на прерывание, в организации обмена,
предоставлении необходимых ресурсов и в организации сервиса.
Прерывание - это сигнал, вырабатываемый при возникновении определенных
заранее внутренних или внешних событий. Он прекращает выполнение
решаемой задачи и вызывает передачу управления в операционную систему,
организующую реакцию на данный тип прерывания. В соответствующей статье
рассмотрена классификация различных видов прерывания.
4. Организация обмена с внешними устройствами. При организации обмена
между внешними устройствами и оперативной памятью пользователь
сталкивается с рядом трудностей. Заранее известны фактические номера
внешних устройств, на которые будет записываться или с которых будет
считываться информация. Например, если программа использует три
накопителя на магнитной ленте из восьми имеющихся на машине, то номера
этих трех накопителей будут зависеть от того, какие из них свободны в
момент постановки задачи на решение. Заранее неизвестны также
фактические адреса расположения массивов данных и информации на
устройствах прямого доступа (магнитных дисках). Магнитные диски -
средство коллективного пользования программистов. Поэтому на каждом из
них, как правило, хранится информация многих пользователей, причем ее
расположение также зависит от наличия свободного места на диске (диск
может быть предоставлен в монопольное пользование программисту, но из-за
высокой стоимости дисковой памяти это делается далеко не всегда).емы
(например, за счет рациональной организации работ с внешними
устройствами).