5.1Организация вычислительного процесса.

С точки зрения информационной технологии под вычислительным процессом понимается информационный процесс обработки данных - любое преобразование данных, производимое по строгим формальным правилам. Этот процесс можно представить в виде трех взаимосвязанных процедур: организации вычислительного процесса, преобразования данных, отображение информации.

Таким образом, в ходе вычислительного процесса происходит обработка данных, которая представляет собой процесс выполнения последовательности операций над данными. Обработка не имела бы смысла без последующей стадии - отображения, позволяющей представить данные в понятном человеку виде, т.е. превратить их в информацию. Процедура организации вычислительного процесса приобретает наибольший смысл при проведении вычислительного процесса с использованием ЭВМ. В зависимости от устройства ЭВМ и решаемых задач, различают три основных режима организации вычислительных процессов: пакетный, разделения времени и реального времени.

Пакетный режим - организация вычислительного процесса при котором задания, представленные в виде программного кода, накапливаются на носителях данных ЭВМ, образуя "пакет". Пакеты обрабатываются непрерывно в порядке очереди, правила в соответствии с которыми определяется, какой пакет будет обработан раньше, а какой позже, называют приоритетами. Очередь пакетов пополняется по мере необходимости в произвольном порядке в любой момент времени. Таким образом при пакетной обработке достигается весьма плотная загрузка ЭВМ, т.к. задания обрабатываются постоянно, при наличие их в очереди и отсутствуют потери машинного времени на простои. Однако, в этом случае иногда возможны задержки с получением результатов, поскольку пакеты обрабатываются по очереди.

Режим разделения времени - называется еще "квантовым", и реализуется путем выделения для каждого задания определенного промежутка машинного времени, называемого квантом. В этом случае одно задание выполняется в течении отведенного для этого кванта времени, в случае если время истекло, а задание не выполнено, происходит запоминание промежуточного результата и ЭВМ приступает к обработке следующего задания. Задание, в этом случае, находится в оперативной памяти ЭВМ до окончания рассчета. В этом режиме возможна также реализация диалоговых операций.

Режим реального времени - используется в основном для управления физическими или технологическими процессами. В такого рода системах входные данные поступают в произвольный момент времени и система должна обработать их с такой скоростью, чтобы обеспечить получение результатов для управления процессом. В случае запаздывания системы, входные данные могут не успевать обрабатываться и будут утеряны, их повтор, чаще всего, невозможен.

Вычислительный процесс может быть организован как однопрограммный и мультипрограммный. В зависимости от выбранного режима реализуется либо первый (чаще всего режим реального времени), либо второй (квантовый режим) варианты. Оба варианта реализуются с использованием различной конфигурации оборудования, которое может представлять собой одномашинный (однопроцессорный) или многомашинный (многопроцессорный) комплекс. Однопроцессорная конфигурация чаще всего используется в режиме разделения времени, многопроцессорный вариант позволяет выполнять несколько заданий одновременно на разных процессорах.

В любом случае, организация вычислительного процесса заключается в организации и обслуживании очереди заданий. Создания условий для наиболее эффективного обслуживания поступающих в очередь пакетов и своевременного представления результатов вычислений.