Вопрос №9.

Режимы работы ЭВМ и вычислительных комплексов.

Однопрограммный режим. В данном случае ЭВМ решает только одну задачу, и все ресурсы машины (основная память, устройства ввода-вывода) подчинены выполнению этой задачи. При этом обеспе­чивается эффективность процесса отладки программ, но производи­тельность ЭВМ низкая, поскольку дорогостоящее оборудование про­стаивает, пока оператор обдумывает свой шаг при поиске ошибок в программе.

Пакетная обработка заданий в режиме последовательного решения. В рассматриваемом случае несколько задач объединяются в один пакет, который записывается на магнитную ленту или магнит­ные диски. Задачи пакета решаются последовательно, без вмешатель­ства оператора, работающего на машине.

В каждый данный момент времени выполняется только одна из задач пакета, а остальные находятся в режиме ожидания на внешней памяти. Результаты решения записываются на магнитные ленты или диски, с которых выдаются на печать. После окончания работы с предыдущим пакетом машина переходит к обработке следующего.

Пакетная обработка повышает эффективность использования ЭВМ за счет совмещения процесса решения очередной задачи пакета с вводом/выводом следующей задачи этого пакета или другого пакета на магнитные носители информации. Однако производительность труда программиста в данном случае уменьшается, особенно при отладке программ. Пользователь получает результаты лишь несколь­ко раз в день, даже если он находится рядом с машиной.

Мультипрограммный режим. В таком режиме вычислительная ма­шина может решать одновременно несколько задач. Для этого основ­ная память машины делится на фиксированное число частей — раз­делов. Каждый раздел предназначен для выполнения одной програм­мы. Одновременно с решением одной задачи осуществляется ввод и вывод информации для других задач, и, таким образом, в каждый данный момент времени параллельно выполняется несколько задач.

Мультипрограммный режим повышает производительность ЭВМ, но эффективность работы программиста снижается. В данном случае программист не может вмешиваться в ход решения задачи. Он дол­жен ждать окончания ее выполнения и только после получения результата может продолжить работу над программой.

Рассмотренные три режима работы ЭВМ функционируют в реаль­ном масштабе времени.

Режим разделения времени. Наиболее эффективным процессом проектирования является мультипрограммный диалоговый режим вычислительной системы, получивший название режима разделения времени.

В данном случае пользователям отводятся определенные участки основной памяти машины. Каждый пользователь обслуживается только в определенный интервал времени. По окончании этого интер­вала времени, если задача не завершена, она возвращается в очередь и может быть выведена из основной памяти на внешние устройства, а процессор приступает к выполнению следующей задачи. Число пользователей машины, одновременно работающих в режиме разде­ления времени, интервалы времени непосредственного доступа к ма­шине и время ожидания ответа выбираются таким образом, чтобы у пользователя создавалось впечатление, что на машине он работает один.

Эффективность работы программиста в этом случае существенно повышается, так как он получает непосредственный доступ к машине и возможность вмешиваться в ход выполнения задачи. Доступ поль­зователя к машине обеспечивается через терминалы, которые могут быть удалены от машины на значительное расстояние.

Состав терминала может меняться в широких пределах: от пи­шущей машинки до целого набора устройств в составе, например, графического дисплея, устройства ввода-вывода перфокарт, перфо­лент и накопителя на магнитных дисках. Терминалы соединяются с ЭВМ через мультиплексоры передачи данных и линии связи.

Режимы работы внешних устройств с ЭВМ. Входящие в состав современного вычислительного комплекса различные устройства вво­да-вывода — дисплеи, графопостроители, автокодировщики графиче­ской информации и другие — могут работать в режимах:

1)on line (на линии);

2)off line (вне линии).

В режиме on line осуществляется непосредственная электрическая связь внешнего устройства с ЭВМ. В этом режиме информа­ция об элементах вычерчиваемого документа поступает на графо­построитель или дисплей из оперативной памяти ЭВМ, а значения считываемых координат из кодировщика передаются непосредствен­но в оперативную память.

Оборудование, с помощью которого осуществляется сопряжение каналов с устройствами управления, внешними запоминающими устройствами или с устройствами ввода-вывода, в сочетании с си­стемой унифицированных сигналов называют интерфейсом. Наличие стандартного интерфейса позволяет включать в вычислительные комплексы различные периферийные устройства.

В режиме off line внешнее устройство работает автономно. Так, при работе графопостроителя в режиме off line информация поступает с промежуточного носителя — перфоленты; при работе кодировщика графической информации сведения о кодируемом чер­теже заносятся на перфоленту.

Режим on line является более оперативным, однако он требует значительно больших затрат машинного времени ЭВМ, особенно при выводе графической информации (автоматизации вычерчивания на графопостроителях). В этих случаях используется режим оff line, при котором информация о чертеже, полученная в результате проек­тирования на ЭВМ, предварительно выводится на магнитную или перфоленту, а затем переносится на графопостроитель, где и произ­водится выполнение (вычерчивание) графического документа.