36. Мультипрограммирование и мультиобработка – общее и особенное.

Мультипрограммирование - это режим обработки данных, при котором ресурсы вычислительной системы предоставляются каждому процессу из группы процессов обработки данных, находящихся в ВС, на интервалы времени, длительность и очередность предоставления которых определяется управляющей программой этой системы с целью обеспечения одновременной работы в интерактивном режиме. В мультипрограммном режиме работы в памяти ЭВМ находится несколько программ, которые выполняются частично или полностью между переходами процессора от одной задачи к другой в зависимости от ситуации, складывающейся в системе. В мультипрограммном режиме более эффективно используются машинное время и оперативная память, так как при возникновении каких-либо ситуаций в выполняемой задаче, требующих перехода процессора в режим ожидания, процессор переключается на другую задачу и выполняет ее до тех пор, пока в ней не возникает подобная ситуация, и т.д. При реализации мультипрограммного режима требуется определять очередность переключения задач и выбирать моменты переключения, чтобы эффективность использования машинного времени и памяти была максимальной. Мультипрограммный режим обеспечивается аппаратными средствами ЭВМ и средствами операционной системы. Разработаны также мультипрограммные ОС, позволяющие одновременно следить за решением нескольких задач и повышать эффективность работы пользователя. В зависимости от того, в каком порядке при мультипрограммном режиме выполняются программы пользователей, различают режимы пакетной обработки задач и коллективного доступа. Пакетный режим это такой порядок работы, при котором принимаются централизованные заявки на выполнение заданий и формирует поток независимых заданий в пакеты, которые загружаются в машину и обрабатываются в последовательности, которая определяется администрацией вычислительного центра. Повышает эффективность функционирования систем путем уменьшения потерь при переходе от одного задания к другому, а также при переходе от одной задачи к другой в рамках одного задания. Основное назначение – организовать выполнение различных по объему заданий так, чтобы минимизировать время на запуск каждого задания и обработку аварийных ситуаций, возникающих при его выполнении. В режиме коллективного доступа каждый пользователь ставит свою задачу на выполнение в любой момент времени, то есть для каждого пользователя в такой ВС реализуется режим индивидуального пользования. Это осуществляется обычно с помощью квантования машинного времени, когда каждой задаче, находящейся в оперативной памяти ЭВМ, выделяется квант времени. После окончания кванта времени процессор переключается на другую задачу или продолжает выполнение прерванной в зависимости от ситуации в ВС. Вычислительные системы, обеспечивающие коллективный доступ пользователей с квантованием машинного времени, называют ВС с разделением времени.

37. Основная цель операционной системы и критерии оптимизации.

Операционная система (ОС) - это комплекс программного обеспечения, предназначенный для снижения стоимости программирования, упрощения доступа к системе, повышения эффективности работы.

Цель создания операционной системы - получить экономический выигрыш при использовании системы, путем увеличения производительности труда программистов и эффективности работы оборудования.

В условиях появления и интенсивного внедрения ПЭВМ различных типов резко возросло число неквалифицированных пользователей, что привело к увеличению требований к ПО и в первую очередь к ОС. Потребовалась реализация принципиально новых механизмов ОС. Отсюда вытекает требование к универсальности ОС. Система Unix проектировалась как инструментальная, то есть предназначенная для создания и отладки новых средств программного обеспечения. В ней было учтено всё лучшее, что имелось к тому времени в существующих ОС. Однако создатели смогли реализовать новую ОС на базе новых идей. Эти идеи позволили применить Unix не только на компьютерах с разной архитектурой, но и придали этой ОС модульность и гибкость, необходимую для развития и расширения самой системы.

Основные преимущества Unix можно сформулировать так:

7. Наличие единого языка взаимодействия пользователей с системой вне зависимости от применяемой ЭВМ.

8. Возможность применения в пользовательских программах единого набора системных вызовов, обеспечивающих реализацию различных функций.

9. Унифицированная файловая структура, обеспечивающая единообразие представления данных, что создаёт дополнительные условия переносимости программ.

10. Возможность применения совершенно одинакового набора программ утилит и команд управления ими, что позволяет существенно снизить затраты на обучение пользователей системы.

11. Применение полностью унифицированных языков программирования, порождающих функционально тождественные объектные модули, упрощающих проблему переносимости программ.

12. Введение таких мощных и уникальных средств программирования как конвейеры, программные каналы, язык интерпретатора SHELL, генераторы анализаторов синтаксиса и семантики, которые способствуют повышению производительности труда программиста при сохранении единообразия конечного продукта.

UNIX – это семейство операционных систем. Первоначально ОС UNIX создавалась для проведения исследовательских работ и подготовки текстовых документов. Вначале 70-х была начата работа по созданию ОС UNIX. К середине 70-х она получила распространение в академической среде. В 80-х была признана деловыми кругами как средство борьбы за создание ПО обладающее более высоким качеством и большим сроком жизни.

UNIX имеет два недостатка по сравнению с другими ОС:

3. Эта система эффективна, если пользователи выполняют различные действия. Если же решается несколько одинаковых задач, то её эффективность падает.

4. Слабая приспосабливаемость к работе в режиме реального времени, когда требуется быстрая реакция на изменения в ходе течения процессов. UNIX может быть адаптирована и к таким режимам, но специализированные ОС реального времени лучше приспособлены для решения таких задач.