Конспект лекций для студентов специальности 5В070200 Автоматизация и управление Алматы 2015

19 
подсистемы и устройства компьютера управлялись исключительно 
центральным процессором. Соответственно, пока осуществлялся обмен 
данными между оперативной памятью и внешними устройствами, процессор 
не мог выполнять вычисления. Введение в состав вычислительной машины 
специальных 
контроллеров 
позволило 
совместить 
во 
времени 
(распараллелить) операции вывода полученных данных и последующие 
вычисления на центральном процессоре. Однако все равно процессор часто и 
долго простаивал, дожидаясь завершения очередной операции ввода-вывода. 
Поэтому возникла необходимость в организации мультипрограммного 
(мультизадачного) режима работы. 
Суть мультипрограммного режима работы заключается в том, что пока 
одна программа ожидает завершения очередной операции ввода-вывода, 
другая задача может быть поставлена на решение. На рисунке А.5 изображена 
ситуация, при которой благодаря совмещению во времени двух 
вычислительных процессов общее время их выполнения получается меньше, 
чем, если бы их выполняли по очереди. При мультипрограммировании 
повышается пропускная способность системы, но отдельный процесс никогда 
не может быть выполнен быстрее, чем если бы он выполнялся в 
однопрограммном режиме (всякое разделение ресурсов замедляет работу 
одного из участников за счет дополнительных затрат времени на ожидание 
освобождения ресурса).
Под коэффициентом мультипрограммирования (m) понимают 
количество параллельно выполняемых программ. Для загрузки центрального 
процессора до уровня 90% необходимо, чтобы m был не менее 4-5, а чтобы 
наиболее эффективно использовать и остальные ресурсы системы, желательно 
иметь m на уровне 10-15. 
Хотя понятия мультипрограммного и мультизадачного режимов работы 
достаточно близки, это не одно и то же. Мультипрограммный режим 
предполагает, что ОС организует параллельное выполнение нескольких 
вычислительных процессов на одном компьютере, но при этом они не зависят 
друг от друга, у них не может быть ни общих файлов, ни общих переменных, 
они могут принадлежать разным пользователям. Каждому процессу 
выделяются затребованные ресурсы и он выполняется как бы на отдельной 
виртуальной машине. Средства защиты системы должны обеспечить 
невмешательство одного процесса в другой. При необходимости совместить 
процессы или обеспечить возможность тесного взаимодействия между 
осуществляемыми вычислениями используется мультизадачный режим, 
который предполагает организацию параллельного выполнения вычислений 
при наличии специальных механизмов для передачи данных, синхросигналов, 
каких-либо сообщений между взаимодействующими вычислениями. 
Упрощение пользовательского интерфейса и развитие интерфейсных 
функций ОС позволило реализовать диалоговый режим работы, который 
предполагает взаимодействие пользователя с компьютером без посредника. 

20 
Но этот режим может быть реализован и без мультипрограммирования 
(например, ОС PC-DOS). 
Совмещение диалогового режима работы с компьютером и режима 
мультипрограммирования привело к появлению мультитерминальных 
(многопользовательских) систем. Организовать параллельное выполнение 
задач можно разными способами. Если это осуществляется таким образом, 
что на каждую задачу поочередно выделяется некий квант времени, после 
чего процессор передается другой задаче, готовой к продолжению 
вычислений, то такой режим принято называть режимом разделения времени 
(time sharing).

жүктеу/скачать 0,92 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: