11.Мультипрограммирование

Мультипрограммирование (многозадачность) – это способ реализации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются сразу несколько программ. Эти программы совместно используют не только процессор, но и др. ресурсы ПК (ОП, внешняя память, устройства вв-выв, данные).

Повышает эффективность использования вычислительной системы:

-) пропускная способность (кол-во задач в единицу времени)

-) удобство работы пользователя

-) реактивность системы – способность системы заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата.

Реализация в системах:

1.С пакетной обработкой – цель: минимизация простоев всех устройств ПК, и прежде всего центрального процессора. Такие простои могут возникать из-за приостановки задачи по ее внутренним причинам, связанным, например, с ожиданием ввода данных при обработке. Данные могут хранится на диске или же поступать от пользователя, работающего за терминалом, а так же от измерительной аппаратуры, установленных на внешних технических объектах. При возникновении такого рода блокировки выполняемой задачи естественным решением является переключение процессора на выполнение другой задачи, у которой есть данные для обработки.

Такие системы предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности является максимальная пропускная способность т.е. решение максимального числа задач в единицу времени. Формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам Из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, т.е. множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие разные требования к ресурсам, так, что бы обеспечилась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины. Выбор нового задания из пакета зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, т.е. выбирается выгодное задание => невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течении определенного периода времени.

2.С разделением времени - Цель – повышение удобства и эффективности работы пользователя т.к. может работать одновременно с несколькими задачами.

ОС принудительно периодически приостанавливает приложения, не дожидаясь, когда они добровольно освободят процессор. Всем приложениям попеременно выделяется квант процессорного времени, таким образом пользователи, запустившие программы на выполнение, получают возможность поддерживать с ними диалог.

Особенности:

-) обладают меньшей пропускной способность т.к. на выполнение принимается каждая запущенная задача, а не та которая выгодна системе.

-) необходимо тратить время на переключение задачи

3) Система реального времени: предназначена для управления от ПК различными техническими объектами (например станком или спутниками) или технологическими процессорами (например гальванической линией, доменным процессом и т.п.) Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная управляющая объектом программа. Критерием эффективности является способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата – время реакции системы.

В данных системах существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена программа. Требование ко времени реакции зависит от специфики управляемого процесса. Набор программ фиксирован и заранее определен. Выбор программ на выполнение определен расписанием либо осуществляется по прерыванию. Очень важно чтобы аппаратура ПК реализовала максимально быстрое переключение между задачами.

В Системах реального времени не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот, при проектировании программного управляющего комплекса обычно закладывается некий «запас» вычислительной мощности на случай пиковой нагрузки.