8. Системы разделения времени.

Разделение времени — способ распределения вычислительных ресурсов между многими пользователями с помощью мультипрограммирования и многозадачности. Появление данной концепции в начале 1960-х годов привело к значительному технологическому прорыву в истории вычислительной техники.

Позволяя многим пользователям одновременно взаимодействовать с одним компьютером, разделение времени значительно снизило цену предоставления вычислительных мощностей, сделав возможным использование компьютера организациями и индивидами без необходимости его покупки. Также разделение времени содействовало разработке новых интерактивных программ.

Системы разделения времени используются для «одновременного» выполнения нескольких программ в интерактивном режиме. В отличие от пакетного режима, все программы получают определённые временные промежутки времени для выполнения, затем система инициирует переключение. Выделяемые временные интервалы могут быть равными для всех задач, а могут определяться их приоритетами

9. Системы пакетной обработки.

Пакетная обработка — способ запуска задач на исполнение для избегания простоев вычислительных систем. Фактически представляет собой список запускаемых программ с указанием параметров запуска и входных данных. Задачи запускаются последовательно. Вся информация, необходимая компьютеру для выполнения программ, загружается в него с самого начала, с тем чтобы дальше он мог работать без вмешательства человека.

Пакетная обработка используется для достижения максимальной эффективности использования ресурсов вычислительной машины при выполнении вычислительных задач путём сбалансированной загрузки её компонентов. Переключение между задачами в пакетном режиме инициируется выполняющейся в данный момент задачей, поэтому промежутки времени выполнения той или иной задачи не определены.

При пакетной обработке на входе вычислительной системы имеется пакет (набор) заданий, последовательно выполняемых ЭВМ. Каждое задание может использовать все ресурсы системы за исключением некоторого объема оперативной памяти, постоянно занимаемой резидентной частью ОС. Пакетный режим работы позволяет исключить простои процессора за счет отстранения пользователя от ЭВМ (задания выполняются автоматически по управляющим операторам ОС) и частичного совмещения операций ввода-вывода и работы процессора.

Преимущества:

· пакетные задания позволяют разделять ресурсы компьютера между несколькими пользователями и программами;

· их выполнение может быть перенесено на то время, когда ресурсы компьютера загружены несильно;

· они способствуют сокращению времени простоя компьютера, вызванного управлением его работой вручную;

· благодаря обеспечению большей загруженности компьютера, они способствуют лучшей амортизации их стоимости, что особенно важно для дорогих мейнфреймов.

10. Системы реального времени

Для систем реального времени характерно следующее:

• гарантированное время реакции на внешние события (например на прерывания от оборудования);

• жёсткая подсистема планирования процессов (высокоприоритетные задачи не должны вытесняться низкоприоритетными, за некоторыми исключениями);

• повышенные требования к времени реакции на внешние события или реактивности (задержка вызова обработчика прерывания не более десятков микросекунд, задержка при переключении задач не более сотен микросекунд)

Система реального времени (СРВ) — это система, которая должна реагировать на события во внешней по отношению к системе среде или воздействовать на среду в рамках требуемых временных ограничений. Обработка информации системой должна производиться за определенный, конечный период времени, чтобы поддерживать постоянное и своевременное взаимодействие со средой.

Под реальным временем понимается количественная характеристика, которая может быть измерена реальными физическими часами, в отличие от логического времени, определяющего лишь качественную характеристику, выражаемую относительным порядком следования событий. Говорят, что система работает в режиме реального времени, если для описания работы этой системы требуются количественные временны́е характеристики.

Динамические свойства программ реального времени принято характеризовать тремя определениями: программы «жесткого» (hard), «мягкого» (soft) и интерактивного («условного») реального времени.

Системы жесткого реального времени не допускают никаких задержек реакции системы ни при каких условиях, так как:

• результаты могут оказаться бесполезны в случае опоздания,

• может произойти катастрофа в случае задержки реакции,

• стоимость опоздания может оказаться бесконечно велика.

Примеры систем жесткого реального времени - бортовые системы управления, системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий.

Системы мягкого реального времени характеризуются тем, что задержка реакции не критична, хотя и может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом.

Интерактивное реальное время. Является скорее психологической, нежели технической характеристикой. Определяет время, в течение которого оператор – человек – способен спокойно, без нервозности, ожидать реакции системы на данные им указания.

Процессы (задачи) систем реального времени могут иметь следующие характеристики и связанные с ними ограничения:

• дедлайн (англ. deadline) — критический срок обслуживания, предельный срок завершения какой-либо работы;

• латентность (англ. latency) — время отклика (время задержки) системы на внешние события;

• джиттер (англ. jitter) — разброс значений времени отклика.

События реального времени:

• Асинхронные события — полностью непредсказуемые события. Например, вызов абонента телефонной станции.

• Синхронные события — предсказуемые события, случающиеся с определённой регулярностью. Например, вывод аудио и видео.

• Изохронные события — регулярные события (разновидность асинхронных), случающиеся в течение интервала времени.