Операционните системи предоставят на потребителите с достатъчно широка гама от компютърни услуги, опростяване на процеса на използване на компютри. На първо място това се отнася до разнообразието на режима на работа на машини, предоставени от операционната система. Под режим на работа, за да се разберат принципите на структурна и функционална организация на хардуер и софтуер. Като цяло sluchaerezhimy използват компютри са разпределени в единични, програма и multiprogramme.
Исторически погледнато, режимът на една програма се появява на първо място. Те се продават всички големи компютърни ресурси (CPU време. Памет и др.), Са дадени в пълно владение на монопол на потребителя. -Режим на програма може да има модификации: с един програмен режим за директен достъп и режима на една програма непряк достъп.
В режим на директен достъп, потребителят получава компютър на разположение на: подготвя компютъра да работи, изтегляне на работни места, да ги инициира и ръководи решенията и заключенията от резултатите. След приключване на работата на един потребителски компютърни ресурси поставени на разположение на друга (ris.9.5, както и). Този тип режим се характеризира с много ниска полезен товар хардуер. За да се намали ефективността на компютърни процесори поради престой олово времето, необходимо за изготвяне на компютъра за работа (на, проверете зареждането на операционната система, въвеждане на задачи и т.н.) и голямо време за реакция на потребителя. Поради тези причини, лечение почти никога не се използва в компютърни системи. Напротив, в този режим на компютъра се използва като основен, тъй като в тези видове компютри се счита за основен критерий за ефективна работа, за да се осигури максимално удобство за потребителя.
потребителят няма пряк контакт с компютри в режим на непряк достъп. Този режим е предшественик на режим мулти-програма в компютри и висока средна производителност, тя е предназначена да осигури по-пълно натоварване на процесора, като намали своя престой непродуктивен. В момента той почти никога не се използва, тъй като работата на процесора в съвременните компютри не е основният ресурс на системата, но принципите на този режим позволява по-добро разбиране на същността на Multiprogram обработка.
Същността на този режим е, както следва.
работни места пакет се състои от обучени задачи потребители. Процесор програма показва на потребителите стриктно по реда на появяването им в пакет. Процесът на извършване на следващата програма да не се прекъсва до завършване. Едва след този процесор като ресурс е даден в монопола на следващата редовна програма. Както може да се види, достъпа на потребителя до компютърни ресурси е косвено OS инструменти, организиране на автоматична настройка преход от една грижа на друг потребител. С този режим често се нарича последователна обработка на партида. Когато има осигурено паралелна работа на входно-изходни устройства и процесора (ris.9.5,6). Това може значително да се подобри ефективността на компютъра чрез намаляване на престоите.
Фиг. 9.5. режими Single-програма: а - режим на директен достъп; B- режим непряк достъп
Режим на непряк достъп има значителен недостатък. Той не може да се изключи напълно случаите на празен ход или непродуктивно използване процесор. Когато друга програма се дължи на процесора, а не по-рано предоставени данни, процесорът е принуден да стои празен. Ефективността на използването на компютри намалява драстично. Този случай се отразява върху ris.9.5, използва примера на работа Б. неефективни компютри и когато се обработват от залавянето на програмата процесор за дълго време. В тези случаи, останалата част от пакета на програмата остане без обслужване. Особено опасна ситуация, в която настоящата програма не отива на завършване (като "влошило" след катастрофа по време на решения или неправилно, генерирано от потребителя). В този режим, компютърът не разполага със средства за разрешаване на подобни конфликти, и се налага намеса на оператор.
Multi-програма режим на компютъра ви позволява да служи едновременно няколко програми на потребителите. изпълнение режим изисква спазване на следните съществени условия:
• независимост на назначения потребителското обучение;
• разделяне на компютърните ресурси в пространството и времето;
• Автоматично изчисляване на контрол.
Потребителят мисия за обучение независимост е гарантирана с помощта на SAP развити. Използване на съществуващите програмни езици, потребителите не се налага да се вземат предвид ситуации, в които могат да се появят едновременно жалбата на същите компютърни ресурси. Те дори могат да използват едни и същи идентификатори, обърнете се към един и същ библиотечни програми и масиви от данни, да се използва едно и също устройство, и т.н. Опашки до споделени ресурси трябва да бъдат обслужвани с помощта на операционната система, без да причинява смущения между потребители.
Някои видове ресурси позволяват само последователното им използване на потребителската програма, например, в рамките на компютри с един процесор, докато работи само един процесор е nonsharable ресурс. Използването му предполага потока от заявки и се разпорежда нейното програми заместник употреба. В днешните компютърни приложения рационализиране на потока се предоставя въз основа на техните приоритети, където приоритет - някои априори характеристики на заявлението, което определя мястото си на опашката за обслужване. Атакуването на софтуер осигурява компонентите на операционната система. приложения, чакащи услуга е използването на системата и да се прекъсне приоритети. Последни изявления от двете групи са получили само една молба, най-приоритет.
Автоматично управление на изчислителния процес в режим на мулти-програма, задачите, централното управление на програмата. Контрол същество се свежда до управление на ресурсите. В този случай, операционната система е масата за управление, отпуска средства, започва в работата си и се настройва на масата.
Различни форми на MPTS (multiprogramming) режими се различават основно по значението на различните ресурси и правилата за преход от една услуга на друг потребител на програмата. Тези правила са различни условия прекъсват настоящата програма и на условията за избиране на нова програма от опашката, които контролират се прехвърля.
Следните видове Multiprogram работа: класически multiprogramming, за временно ползване, режим на реално време и броя на техните производни.
класически режим multiprogramming или периодичен процес, както се прилага към един единствен процесор компютър е основата за изграждане на всички други видове Multiprogram работа. Mode е предназначен да осигури минимален пакет от задачите на времето за обработка и максимално натоварване на процесора.
работни места пакет е разпоредена по приоритетна работа, както и подкрепа на програмата се извършва по реда на приоритета. Обикновено процесора поддържа най-висок приоритет програмата. След като завършва решение, процесорът се превключва към следващия по приоритета на програмата. Този режим е до голяма степен подобно на режима на непряк достъп. В режим multiprogramming, има значителна разлика. При сервиране най-висок приоритет на програмата е ситуация, че изчисленията не могат да бъдат продължени (например, искате да въведете допълнителни данни), услуга за прекъсване е придружено от прехвърляне на контрола на поколение на програмата приоритет. Но веднага след като условията са заплаха за продължаване на най-висок приоритет, ще изчезне, процесорът се връща към продължаването на решенията прекъсната програма. Този случай е показан на фиг. 9.6 когато работата Б.
Фиг. 9.6. Режим Multiprogramme партида
Такова прекъсване и прехвърляне на контрола може да бъде многократно ламинирани един до друг. Това дава възможност да се сведе до минимум престоите непродуктивен процесор.
От изложеното следва, че един процесор компютри MPTS е видно, както на процесора осигурява програма в незастъпващи интервали от време. Намалена поддръжка време се постига и чрез паралелната работа на процесора и на входно-изходни устройства.
Недостатъкът трябва да се отбележи, че в multiprogramming режим, подобряване на качеството на обслужване на потребителите в сравнение с непряк достъп не е осигурен. Има и отделни програми могат трайно да монополизират процесора, като по този начин блокира програмите на другите потребители.
временно ползване е по-напреднала форма на Multiprogram работа с компютър. В този режим, обикновено се комбинира с фона на класическа multiprogramming, отделна-високата програма приоритет потребител се разпределят в една или повече групи. За всяка такава група е разположен кръгъл кръгов, в която всяка група програма периодично получава услуга за кратък интервал от време достатъчно - квантов т време (ris.9.7).
Фиг. 9.7. временно ползване
След приключване на следващия цикъл се повтаря процес акцент кванти. Това създава потребителски опит очевидно едновременност на изпълнението на техните програми. Ако потребителят се предоставя и чрез директен достъп до резултатите от изхода на решения, това впечатление се допълва, тъй като резултатите са дадени в изчисляването на програмата, без да се чака приключването на поддръжката на всички групова програма или пакет като цяло.
Условието за прекъсване на текущата програма се маркира, или отрязък от време на срока на годност, или естествен завършване (крайни) разтвори, или прекъсване вход-изход като класическата multiprogramming. За да се приложи режим разделяне във времето, необходимо е, че компютърът има общо време напреднала система за измерване:
интервал таймер, процесор таймер, електронни часовници и т.н. Тя ви позволява да се създадат групи от приложения с парче постоянен или променлив време - м. Споделяне на времето се използват широко в услуга абонатните станции компютърна мрежа.
Една по-сложна форма на споделяне на време е в режим на реално време. Този режим има специфични особености:
• поток от заявки от абонати обикновено е случаен, непредсказуем;
• загуби следващите към входа на приложения на компютъра и данните за тях не се допускат, защото те не винаги могат да бъдат възстановени;
• Време за реакция външен влияе компютри, както и по време на доставката на резултатите, които ти проблем, трябва да отговарят на твърди ограничения на формата
където решаването на проблема tP- време; TR вариант - допустимите решения от време.
На ris.9.8 показва разходите за решаването на проблема с времето TP. В случай на нарушение на неравенство (9.1) стойността на разтвора спада рязко до нула; в някои системи може да бъде отрицателно, както е показано с прекъснатата линия. режим на реално време съчетава практически всички системи, в които се използва компютърна система в управляващия контур.
Фиг. 9.8. Зависимостта от стойността на разтвора от време на време в системите за реално време