Определения

Эффективность - степень соответствия системы своему назначению. Из двух систем более эффективной считается та, которая лучше соответствует своему назначению.

Оценка эффективности системы представляет собой одну из сложных задач анализа систем. Эффективность измеряется с помощью показателя эффективности.

Показатель эффективности – мера одного свойства (характеристики) исследуе­мой системы. Он всегда имеет количественный смысл, т.к. является измерением неко­торого свойства. По этой причине испытание некоторого показателя эффективности предполагает наличие способа измерения (оценки) значения этого показателя. В качестве оценок эффективности систем могут применяться, например, такие показатели, как: производительность, стоимость, надежности, габариты.

Критерий эффективности – мера эффективности системы. Критерий эффективности – есть количественный показатель, который измеряется эффектив­ностью системы, обобщающая все ее свойства в одной оценке. Эта оценка определяет­ся значением критерия эффективности. Эффективность систем, разрабатываемых для одной цели оценивается на основе одного критерия, общего для всего класса подобных систем.

Различие в назначение систем предполагает, что для оценки эффективности таких систем используются различные критерии.

Если при увеличении эффективности значение критерия возрастает критерий называется прямым, а если уменьшается, то инверсным.

Из двух систем более эффективной считается та, которая обладает большим значением прямого критерия (либо меньшим значением инверсного).

Оптимальная система – система, которой соответствует максимальное ( мини­мальное) значение прямого (инверсного) критерия эффективности на множестве всех мыслимых вариантов построения систем.

Модель – физическая или абстрактная система адекватно представляющая собой объект исследования.

Физические модели образуются из совокупности материальных объектов. Для них используются различные свойства, причем природа применяемых в модели элементов необязательно такая же как в исследуемом объекте.

Абстрактная модель – описание объекта исследований на некотором принятом исследователем языке. Абстрактная модель проявляется в том, что ее компонентами являются понятия, а не физические элементы: словесные описания, схемы, чертежи, графики, таблицы, алгоритмы.

Необходимым условием для перехода от исследования объекта к исследованию модели и дальнейшего перенесения результатов исследования модели на исследование объекта - это требование адекватности модели и объекта.

Адекватность предполагает воспроизведение моделью с необходимой полнотой всех свойств объекта существенных для данного исследования.

Понятие адекватности – это широкое понятие и оно основывается на строгих в математическом отношении понятиях изоморфизма и гомоморфизма.

Две системы, модель и объект, называются изоморфными, если между ними существует такое взаимно однозначное соответствие, что существующие объекты различных систем обладают соответствующими свойствами и находятся в соответствующих отношениях друг с другом.

В общем случае обеспечение изоморфизма модели и объекта исследования мо­жет оказаться не только трудно выполнимым, но и излишним, т.к. сложность модели может оказаться такой существенной , что никакого упрощения исследовательской задачи не произойдет.

Гомоморфизм – предполагает сохранение в модели всех, определенных на объекте исследования всех свойства и отношений. Однако требование взаимно однозначного соответствия заменяется требованием однозначного соответствия модели объекту, тогда как обратное соотношение, соответствие объекту модели неоднозначно.

Концептуальная модель – абстрактная модель, выявляющая причинно- следственные связи, присущие исследуемому объекту и существующие в данном исследовании. Основное назначение концептуальной модели – выявление набора причинно-следственных связей, учет которых необходим, для получения требуемых результатов. Один и тот же объект исследования может представляться несколькими концептуальными моделями, которые строятся в зависимости от цели исследования. Например, одна концептуальная модель может отображать временные аспекты функционирования системы, другая – влияние отказов на работоспособность.

Математическая модель – абстрактная модель представленная на языке мате­матических отношений. Математическая модель имеет форму функциональных зави­симостей между параметрами, которые выявлены и учитываются соответствующей концептуальной моделью. Эти зависимости конкретизируют причинно-следственные связи, выявляемые концептуальной моделью и характеризуют их количественно.

Моделирование - процесс представления объекта исследования адекватной ему моделью и проведение экспериментов с моделью с целью получения информации об объекте исследования. При моделировании модель выступает и как средство и как объект исследования.

Моделирование является косвенным методом выявления свойств объекта, т.к. исследование проводиться не над самим объектом, а над представляющей объект системой – его моделью.

Отличительной особенностью моделирования, как метода исследования является то, что он позволяет исследовать такие объекты прямой эксперимент с которыми трудно выполним, невозможен или экономически не выгоден.

Лекция 10 13.11.00

Многопрограммные режимы работы

1. M FT – многопрограммный режим с фиксированным числом задач

одна задача

3 – х задачный режим работы

Обычно можно реализовывать 0÷15 задач. Реально 3÷5.

2. MVT – многопрограммный режим с переменным числом задач.

Разделение памяти динамически в процессе работы по запросам или пользовате­лей или ОС. Размеры разделов определяются запросами потребителя (пользователя или ОС). В один и тот же момент времени в системе может быть несколько задач, причем их количество может колебаться в пределах 0÷256.

3. MVS – многопрограммный режим виртуальных страниц.

Усовершенствованный режим MVT. Смысл заключается в том, что:

1. Работать можно не только с ОП, но и с виртульной памятью.

Виртуальная память – пространство памяти всех уровней, объединенная единой системой адресации.

2. Вся память делиться на страницы (части), размер кусочка зафиксирован:..512, 1024 б - для каждой установки. Обмен происходит не ячейка к ячейке, а страница к странице.

4. SVM – системы виртуальных машин.

Развивает предыдущую систему, наращивает сложности операционной оболочки (ОС может быть не одна). Позволяют работать нескольких пользователям так, как если бы они работали по одиночке. “Вычислительные комплексы коллективного пользо­вания”.

Далее произошла остановка и вышли персональные ЭВМ (ПЭВМ) – однопользо­вательские машины – однопрограммная ОС. Возврат к старому.

Организация памяти и структура операционных систем (ОС)

Для обычных ОС, обеспечивающих мультипрограммные режимы работы основная память (ОП) обычно делится на 2 (две) области, каждая из которых соответствует одному уровню управления. Эта структура носит название ДВУХУРОВНЕВОЙ ОС.

Второй уровень

О сновная память

Первый уровень

На 1 уровне, который обычно называется область супервизора расположены такие программы, как:

• обработка прерываний

• системы управления вводом/выводом

• комплекс программм управления задачами

• комплекс программ управления заданиями

и т.д.

На 2 уровне, который именуется область пользователя расположены:

• проблемные программы

• языковые процессоры

• вспомогательные программы

и т.д.

С редства 1 уровня предназначены для помощи выполнения программ 2 уровня как в случае однозадачного, так и для многозадачного режимов.

В системе использующей виртуальную память требуется работать с двумя видами памяти: основной и виртуальной. Для управления этими 2 (двумя) типами памяти при­меняется ТРЕХУРОВНЕВАЯ ОС.

Центральная часть ОС размещается в основной памяти и представляет из себя 2 (два) уровня:

на нижнем – резидентский супервизор,

выше – память для выделения страниц виртуальной памяти.

На уровне виртуальной памяти выделяются разделы состоящие из 2-х уровней: второго и третьего.

На втором уровне виртуальной памяти располагаются управляющие программы

На третьем уровне виртуальной памяти программы пользователя.

Резидентский супервизор управляет распределением реальных ресурсов и все время находиться в ОЗУ (ядро системы). Виртуальная память каждого пользователя делиться на 2 области:

• область привилигированной управляющей программы, которая обеспечивает традиционное использование (2 уровень);

• область программы пользователя, которая образует 3 уровень

Резидентстский супервизор и управляющие программы виртуальной памяти отличаются друг от друга сущесвенными особенностями.

Резидентский супервизор имеет следующие характеристики:

1. В системе присутствует независимо от количества центральных обрабатываю­щих устройств только один резидентский супервизор

2. Он работает в состоянии “супервизор”

3. Его обработка выполняется в стандартном режиме, т.е. без настройки адресов

4. Он не подвергается временному квантованию

5. Он находиться постоянно в памяти

Управляющие программы второго уровня обладают следующими характерис­тиками:

1. Каждому пользователю приписана одна управляющая программа внутри виртуальной памяти второго уровня

2. Они работают в состоянии “задача”

3. Они выполняются в режиме настройки адресов, могут находиться в виртуаль­ной памяти.

4. Подвергаются временному квантованию

5. Могут постранично переноситься в ОЗУ или удаляться оттуда.

В

ОЗУ выделенное для виртуальной страницы

Резидентский супервизор

Программа пользователя

Управляющая программа

Программа пользователя

Программа пользователя

Программа пользователя

Управляющая программа

Управляющая программа

Управляющая программа

се записанное можно представить графически.

3^й 3^й

2^й 2^й, 3^й ур 2^й

3^й 3^й

1^й ур

2^й 2^й

Основное различие между 1 и 2 уровнями состоит в том, что программы первого уровня находятся в состоянии супервизор и постоянно находяться в ОЗУ.

Основное различие между 2 и 3 уровнем заключается в том, что программы 2 уровня работают с нулевым ключом защиты слово состояния программы (PSW), а для третьего уровня PSW имеет не нулевой ключ защиты, т.е. ключи защиты охраняют управляющие программы от доступа программ 3 уровня.

Отдельные задачи 3 уровня защищены друг от друга механизмом динамического преобразования адресов и таблиц страниц.

Неформальное определение ОС.

Состояние ОС есть совокупность состояний все процессов и ресурсов в системе.

Метод доступа – метод перемещения данных между основной памятью и устройствами ввода/вывода. Понятие метода доступа включает в себя 2 части:

1. Организацию данных (последовательная, индексно последовательная, прямая, с разделами и т.д.)

2. Метод обращения к данным

1. Базисный метод

2. Метод с очередями

Базисный метод позволяет программисту самому программировать действия связа­нные с поисками данных, заниматься буферизацией, блокировать и разблокировать записи.

Метод обращения с очередями заключается в том, что система сама работает с отдельными записями, а не с блоками.

Д ля 1 метода

READ макрокоманды

WRITE

Д ля 2 метода

GET макрокоманды

PUT

Задача и многозадачный режим