книги из ГПНТБ / Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем

тивной пишущей машинки. Редактирование

выполняет ­

ся редактирующей программой, хранимой в памяти Э В М .

Эта программа проверяет данные в реальном

м а с ш т а б е

вает об этом оператору, сидящему за пишущей

м а ш и н ­

кой. После редактирования ф а й л ы можно обновлять.

Такой способ работы обладает следующими

преиму­

ществами. Во-первых, с о к р а щ а е т с я количество

проверок

Во-вторых, с н и ж а ю т с я затраты труда

на

проверку

дан ­

ных, т а к к а к исправления м о ж н о вносить

сразу,

а

не

ж д а т ь повторения

цикла

(как .при

пакетном

обновле­

нии) . Наконец, упрощаются ф о р м а т ы

вводимых

данных

и процедуры ввода,

так

к а к р е д а к т и р у ю щ а я

п р о г р а м м а

может в реальном м а с ш т а б е времени

в ы д а т ь оператору

инструкции в отношении

требуемого

формата

вводимых

ных можно автоматически вводить с большей

гибкостью,

чем при вводе с

перфокарт-

З а м е т и м еще

раз, что изложение ведется

в соответ­

поток данных создается

(с помощью

операций

индекси­

рования

и

реферирования)

непосредственно

при

вводе

данных

в

Файл

документов

и

Файл

ссылок.

С а м

Файл

ссылок

состоит из двух

частей,

называемых

Справочни­

ком

и Промежуточным

файлом.

Эти

части

имеются

лишь в системах

произвольной

обработки данных.

•

Д л я

системы

последовательной

обработки

данных

требуется

только

П'ро межуточный

файл,

хотя

иногда ис­

пользуется

и Справочник.

Промежуточный

файл

состо­

ит из записей, в которых

даются

ссылки на

документы

из

Файла

документов.

В

Справочнике

находятся

дес­

но характеризует одну или несколько

записей

из

Проме­

жуточного

файла,

соответствующих определенным

доку­

ментам из

Файла

документов.

Таким

образом,

ключи

обеспечивают произвольный

доступ либо к

документам

из Файла

документов

(с

помощью

Промежуточного

файла),

либо к .рефератам и другой сокращенной инфор­

мации

из Файла ссылок. Более того, поскольку д л я любо­

•может в ы б и р а т ь пользователь,

является

постоянным.

Однако .могут существовать дополнительные

справочники

синонимов, д а ю щ и е переход от

самого общего

с л о в а р я

к системным ключам . Создание системы Файла

ссылок

из двух отдельных частей не представляет труда,

так к а к

ного вывода

(дисплея) . Управление терминалами осу­

ществляется

программой - Исполнителем (далее ее будем

называть просто Исполнитель),

входящей в состав опе­

Исполнителя

к

Процессору

запросов,

который трансли­

рует з а д а в а е м ы е Пользователем ключи

в

адреса

соот­

ветствующих записей файла . Это

выполняется

путем

интерпретации

ключевых

в ы р а ж е н и й ;

в

качестве

про­

смотровой

таблицы используется

Справочник.

Процессор запросов

в ы д а е т

-предварительную инфор ­

мацию и

адреса

определенных

записей.

П р е д в а р и т е л ь ­

ная и н ф о р м а ц и я

выдается Исполнителем

на

терминал,

а адреса

определенных записей

передаются

процессору

файлов .

Процессор

файлов

управляет

обращением

в З У П Д

и может

определять

направление поиска в за­

лученные из файла ответы на запрос в ы д а ю т с я

Исполни­

телем на терминал . В состав т е р м и н а л а иногда

входит

нем случае

связь с

Э В М осуществляется с помощью

телефонных

линий.

З а в е р ш и в с помощью

цикла Исполнитель

—

Процес­

сор

запросов

— Процессор

файлов

— Иполнитель

работу

с

Файлом

ссылок,

пользователь

может

обратиться

к

Файлам,

микрофильмов

или Печатных

копий.

Это

пока­

зано пунктирной стрелкой на рис- 1-2 и сплошной стрел ­

кой на рис. 1-1.

Подобно системе телефонной связи Пользователь

и

Генератор

иногда

меняются ролями. Это может происхо­

дить при

обновлении Файла

ссылок

с системного

терми­

нала

в

реальном

масштабе

времени.

Соответствующий

. процесс

п о к а з а н

на рис. 1-2 сплошными линиями

в

на­

правлении

Терминал

— Исполнитель

— Процессор

запро­

сов—

Процессор

файлов.

В

этом случае

«запросами»

яв ­

ляются к о м а н д ы обновления файлов; операндами этих

команд являются данные по обновлению. Процессор

за­

просов,

как

и раньше,

з а п р а ш и в а е т

Справочник

для

по­

лучения адреса обновляемых записей. Эти записи пере­

даются

в

Процессор

файлов,

который выполняет

з а д а н ­

ное

обновление.

Если

требуется

переместить

записи

в

файле

или

добавить

(удалить)

ключи в залиси,

то

не­

обходимо, кроме того, обновить адресные ссылки в Спра­

вочнике.

Пользователь

(Генератор)

получает

сообщение

о

за­

вершении процесса обновления по обычной линии связи

(показанной на рисунке пунктирной линией) . Это сооб­

щение, в ы д а в а е м о е

исполнителем,

может включать

либо

одну фазу «обновление завершено», либо саму обнов­

ленную

запись.

Системы

с

быстродействующими

процессорами,

З У П Д большого

объема

и

средствами

связи

требуют

больших затрат на разработку, исполнение и обслужи­

вание аппаратурных и программных средств. Поэтому

производительностью этих информационных систем необ­

ходимо

постоянно

управлять . Д л я

этого надо

периоди­

чески сравнивать

ее как

с заданными

при

разработке

стандартами, так и со специальными критериями, перио­

дически устанавливаемыми пользователями системы.

Этого можно достигнуть путем создания системы

про­

грамм, называемых

Автомонитором.

Автомонитор

дает

возможность

определить,

« а к

ис­

пользуется система и насколько эффективно она обслу­

живает

пользователей. Д л я

этой

цели

существует

Файл

системной

работы.

Статистическая

информация

об

ис­

пользовании

системы

поступает

от

Процессора

файлов

ление записей в Файле

данных

(Fi)

и,

наконец,

созда­

ние дли

обновление Справочника

ключей

(F*).

При

произвольном

доступе

записи

в

ф а й л а х

органи­

лы. К а ж д ы й раздел состоит из

нескольких

записей.

Р а з ­

делы

можно

хранить

в З У П Д

произвольным

образом,

т. е. помещать их на

любое ж е л а е м о е (или свободное)

место.

Внутри

'раздела записи

р а з м е щ а ю т с я

последова­

тельно

(смежно) .

Количество таких

разделов

и

мощью

определяют

производительность системы.

С а м и

р а з д е л ы

связаны в

списки, поэтому данный метод

часто

списки

(иногда н а з ы в а е м ы е в

литературе

узловыми спис­

к а м и ) .

К р о м е

того, будут

рассмотрены

модификации

этих

способов,

р а с ш и р я ю щ и е

их возможности. Ввиду того

что разбиение

файлов

на р а з д е л ы используется

при

фор ­

мировании и

обновлении

записей

как

в

Справочнике,

так и

в Промежуточном

файле,

указанные

действия

вы­

полняются объединенным блоком программ.

Оперативный

исполнитель

(1.2)

управляет

несколько

большим количеством в з а и м о с в я з а н н ы х программ .

Р е ­

шение вопроса

о возможности

одновременного

нахожде ­

ния в

памяти

обоих исполнителей, а в случае

Оператив­

ного

исполнителя,

о количестве

его

подпрограмм, могу­

щих

находиться

в оперативной

п а м я т и

(т.

е.

быть

ре­

общих

требований,

предъявляемых к системе. Н а п р и м е р ,

функции двух исполнителей обычно являются

взаимо­

исключающими;

однако,

если

в оперативной

памяти

есть место, то неоперативные

функции можно выполнять

в качестве фона

на

основе

низкого

приоритета.

Опера­

тивный

исполнитель

д о л ж е н вводиться в оперативную

память

всякий раз,

когда система занимается оператив­

ной работой. Нет

необходимости постоянно хранить в опе­

ративной памяти

другие

программы,

за

исключением

части

п р о г р а м м ы

вводавывода

(В - В) .

Единственная

функция Исполнителя

заключается в определении после­

довательности выполнения подпрограмм

и вызове их

для исполнения в соответствии с планом

обработки.

налов в режиме распределения времени, то

Исполнитель

дополнительно планирует (на приоритетной

основе) вы­

алгоритмом распределения

времени.

Вопрос

о том,

кто

д о л ж е н

реагировать .в Операционной

системе

(ОС)

на

прерывания программ В-В:

Исполнитель

или

иницииру­

ющие

подпрограммы — решает

'разработчик

системы.

Это 'решение обычно зависит от

алгоритма распределе­

ния времени и от свойств данной информационной

систе­

мы. Н а п р и м е р , если система

общего

назначения

исполь­

зуется

в качестве информационной

системы и ее подпро­

то

проще иметь

подпрограмму,

выполняющую

операции

В-В

с помощью

ОС.

С другой

стороны, если

рассматри ­

вается

более с л о ж н а я система

с распределением

време ­

ни,

в которой подпрограммы могут прерываться

Опера­

тивным

исполнителем

и удаляться из оперативной

памя ­

ти,

то операция В-В

д о л ж н а обслуживаться

Исполните­

лем

(так как ответ

на прерывание может потребоваться

функции В-В Оперативному

исполнителю.

Программа

В-В

собирает в

буферной

памяти

посту­

пающие сообщения в ф а й л Fe и передает

с помощью ОС

через

ее

Исполнитель

ответы из

того ж е

ф а й л а

обратно

на терминал. Исполнитель

является

переключающим ме­

ханизмом, осуществляющим связь м е ж д у

ОС и

Програм­

мой

В-В

(6)

и между

Программой

В-В

и

Интерпре­

татором

запросов.

В

обоих

случаях

Исполнитель

либо совсем не работает, либо работает очень

малое

время.

Программа

В-В

вводит символ

или строку

входного

вода может в действительности выполняться

ОС. Д а н н ы е

заносятся

Программой

В-В в

ф а й л ввода на

быстродей­

ствующее

З У П Д

типа

б а р а б а н а

или диска.

Полностью

накопив

вводимое

сообщение

и

восприняв

сигнал «за-

ключей (F2). Предварительную информацию

Можі-іо

сразу

передать

пользователю

(блоки 4.2—4.1 —

Исполни­

тельная

область

запросов

(ИОЗ)—Программа

вывода

Системный исполнитель —

ОС — т е р м и н а л ) .

Супервизор

файлов

(4-2) т а к ж е м о ж е т

модифицировать

и обновлять

записи в Fi, а с помощью блока 5 обновлять

Справочник

одновременно

с

оперативным

обновлением

файла .

Су­

первизор

заданий

(блок

4.1)

р а з м е щ а е т

задание

(т.

е.

запрос)

в ИОЗ

в оперативной

памяти или

на

диске

в

за­

действий

Супервизора

файлов,

обслуживающего р а з н ы е

запросы.

Когда

Супервизор

заданий

передает найденную

запись в

данную ИОЗ,

он

вызывает

выбор

Прикладной

программы

(7),

определенной

Интерпретатором

запро­

сов. З а т е м он передает

управление прикладной

програм ­

вующей

ИОЗ.

Д л я

обработки к а ж д о г о

запроса

м о ж е т

потребоваться

несколько

прикладных

программ . Т а к

к а к

в системе в целом таких программ

может

оказаться-

мно­

го, то их можно хранить в специально выделенном

Фай­

ле программ

( F T ) . Более того,

при

обработке

запрос

обычно

требуется

найти

несколько

записей. И х можно

объединять и хранить в Транзитном

файле

(FE), к кото­

рому имеет

доступ

Прикладная

программа.

Н а п р и м е р ,

некоторая

П р и к л а д н а я

программа

может

сортировать

разыскиваемые

записи

надо

хранить в

Транзитном

файле. Записи,

определяемые

Прикладной

программой

для вывода,

передаются

из ИОЗ в

Программу

вывода,

собираются в

Выходном

файле

(F%)

и затем

передаются

на терминал

или на печать.

данных. В этом

случае

(при

наличии

разнообразных

устройств вывода с разными скоростями

печати

или

отображения) можно использовать

другой

в и д управле ­

ния, показанный

на рис. 1-3 пунктирной линией,

идущей

от блока 6 к блоку 4.1. Если некоторому запросу

требует­

ся больший объем п а м я т и Файла

вывода,

чем был

пред­

варительно определен, то

Программа

В-В

посылает

сиг­

нал Супервизору

заданий-

Этот

Супервизор

приостанав­

ливает активное выполнение задания до

момента

р а з ­

грузки выходной

буферной памяти . После

освобождения

новленного

задания .

Внешне

эта в р е м е н н а я

остановка

выполнения

з а д а н и я

никогда

ие ощущается,

так .как од­

новременно

из выходной буферной памяти продолжается

на существенная

з а д е р ж к а s выводе .

Иногда, когда оперативная и фоновая нагрузки ие

Могут полностью'

загрузить процессор, Оперативный

ис­

полнитель

(1.2)

может

в ы з в а т ь

д л я

исполнения

блок

8

(Обслуживание

фоновых

файлов).

Этот блок

создает

в ф а й л а х

новое пространство. Необходимость такого про­

странства

объясняется

увеличением

р а з м е р о в

записей

ставлять

его д л я новых записей. Т а к а я программа м о ж е т

работать

в весьма

небольшие

интервалы времени

(по­

рядка нескольких

секунд или

долен секунды) . Поэтому

при неожиданном

увеличении

оперативной нагрузки

вы ­

печивает

фоновое обслуживание ф а й л о в . Эта

программа

в

дальнейшем

будет

называться

программой

«очистка

пространства».

Из рис. 1-3 м о ж н о выделить основную систему, содер­

ж а щ у ю

только

подпрограммы

Промежуточный

файл

и

Справочник

(такое

выделение

возможно

ввиду

функ­

циональной

независимости компонентов

программного

обеспечения). Эта система показана на рис. 1-4.

В

ре­

зультате

аналогичного

преобразования

блок-схемы

на рис.

1-3

получены

блок-схемы на рис. 1-5

и

1-6.

В

них

т а к ж е

можно

выделить следующие

четыре

системы:

1)

основная

система

поиска (рис. 1-4);

2)

работа

с

расширением Интерпретатора

запросов