книги из ГПНТБ / Система математического обеспечения ЕС ЭВМ

Уменьшение времени реакции в ЕС ЭВМ достигается за счет ограничения участия человека в управлении обработкой данных и за счет обеспечения прямых и автоматических линий связи между системой и потребителем. Ликвидируются задержки из-за преоб­ разования данных на автономных внешних системах (перфорация данных и т. п.).

Операционные системы упрощают работу программиста и опе­ ратора, предоставляя им большое число языков программирования и соответствующих трансляторов для общения с системой; обеспе­ чивают легкий доступ к часто используемым программам; плани­ руют работы; контролируют и регистрируют ошибки.

Гибкость и упорядоченный рост системы в направлении новых сфер применения достигается наличием разнообразных средств про­ граммирования и модульным принципом построения операционной системы. Модульный принцип допускает включение в операцион­ ные системы новых модулей, удовлетворяющих стандартным сог­ лашениям о связях, комбинирование возможностей системы раз­ личными способами, ее настройку для заданной конфигурации вы­ числительной установки. Неотъемлемой частью операционной сис­

В состав системы математического обеспечения ЕС ЭВМ вхо­ дят четыре операционные системы:

1)ОС-10 ЕС — операционная система, обеспечивающая эксп­ луатацию модели ЕС-1010;

2)МОС ЕС — малая операционная система, обеспечивающая эксплуатацию модели ЕС-1021;

ляет управление работой вычислительной системы, обеспечивая выполнение непрерывного потока заданий, а также непакетированных заданий. Обрабатывающие программы под руководством уп­ равляющей программы осуществляют нрпогрргтртвенное выполни— ние вычислительных работ, указанных в задания^/Обрабатывающие программы, входящие в состав операционных систем, назы­ ваются системными обрабатывающими программами. К ним, в

11

частности, относятся и трансляторы. Учитывая важность трансля­ торов для характеристики возможностей операционных систем, они выделены в отдельную группу.

1.4. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОС-Ю ЕС

Операционная система ОС-10 ЕС обеспечивает однопрограмм­ ный режим обработки данных в однопроцессорных конфигурациях модели ЕС-1010. Основной вид носителя — перфолента. Объем оперативной памяти ЕС-1010 не менее 8 Кбайтов. При включении в конфигурацию мини-диска оперативная память возрастает до 16 Кбайтов. В этом случае на мини-диске располагаются программ­ ные компоненты операционной системы и библиотеки ттрограмм пользователей. Программы обрабатываются под управлением сис­ темы в соответствии с командами оператора .ОС-10 ЕС обеспечи­ вает также работу адаптера, позволяющего подключать стандарт­ ные устройства ЕС ЭВМ. Структура ОС-Ю ЕС изображена на рис. 2.

Рис. 2. Структура операционной системы ОС-Ю ЕС

Управляющая программа операционной системы ОС-Ю ЕС включает:

программу начальной загрузки, выполняющую подготовку опе­ ративной памяти, ввод в нее супервизора и его запуск;

супервизор, осуществляющий контроль за прохождением про­ грамм пользователей и работой других компонентов операцион­ ной системы, прием и интерпретацию прерываний, связь между опе­ ратором и системой;

12

программу управления заданиями, обеспечивающую прием и интерпретацию директив оператора, инициирование и завершение выполнения заданий;

программу управления данными, осуществляющую перемеще­ ние данных между оперативной памятью и внешними носителями, обработку и исправление ошибок ввода-вывода.

К системным обрабатывающим программам операционной сис­ темы ОС-10 ЕС относятся:

редактор связей, составляющий готовую к выполнению про­ грамму из отдельно транслированных модулей, помещенных в биб­ лиотеку перемещаемых модулей;

программа обслуживания библиотек, выполняющая включение и исключение компонентов библиотек, исправление, печать или пер­ форацию программ, размещенных в библиотеке;

программа отладки, обеспечивающая интерпретацию частей программы, вывод на печать отладочной информации, заказанной пользователем, получение распечаток памяти при аварийном за­ вершении;

утилиты (вспомогательные программы), предназначенные для копирования, перемещения, печати и перфорации данных.

В состав трансляторов операционной системы ОС-10 ЕС входят трансляторы для следующих языков:

языка Ассемблера — машинно-ориентированного языка, поз­ воляющего использовать мнемонические коды операций, символи­ ческую адресацию, команды условной компиляции и команды оп­ ределения констант;

базисного Фортрана IV — языка программирования для науч­ но-технических задач, являющегося подмножеством языка Форт­ ран IV.

Средства генерации ОС-10 ЕС обеспечивают пользователя воз­ можностью выбора соответствующей конфигурации и функций опе­ рационной системы.

Операционная система ОС-10 ЕС в дальнейшем может быть расширена комплексированием модели ЕС-1010 с основными мо­ делями ЕС ЭВМ, обеспечением сателлитового режима использо­ вания модели ЕС-1010.

1.5. МАЛАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОС ЕС

Малая операционная система МОС ЕС предназначена для эксп­ луатации однопроцессорной конфигурации модели ЕС-1021. Она обеспечивает только однопрограммный режим работы и является подмножеством дисковой операционной системы ДОС ЕС. Струк­ тура МОС ЕС изображена на рис. 3.

Управляющая программа МОС ЕС включает: программу на­ чальной загрузки; супервизор; программу управлениями задания­ ми и программу управления данными, допускающую последова­ тельную, прямую и индексно-последовательную организацию дан­ ных.

13

Рис. 3. Структура операционной системы МОС ЕС

К системным обрабатывающим программам МОС ЕС относят­ ся: редактор связей; библиотекарь, программы отладки, програм­ мы сортировки и объединения, осуществляющие упорядочение дан­ ных в возрастающей или убывающей последовательности, а также объединение уже упорядоченных массивов данных, утилиты.

В состав операционной системы МОС ЕС входят трансляторы для следующих языков программирования:

языка Ассемблера — машинно-ориентированного языка, позво­ ляющего использовать мнемонические коды операций, символиче­ скую адресацию, средства макроязыка;

Фортрана IV — языка программирования для научно-техниче­ ских задач;

Алгола-68 — универсального языка программирования; РПГ (генератора программ отчетов), предназначенного для ав­

томатизации программирования задач обработки символьной ин­ формации и обеспечивающего создание файла из одного или не­ скольких файлов, выполнение вычислений над записями входных файлов, вывод печатных отчетов и т. д.;

ЛИСПа — языка программирования для обработки списков; Симскрипта — языка программирования для обработки сим­

вольной информации.

Операционная система МОС ЕС в дальнейшем может быть рас­ ширена за счет средств комплексирования модели ЕС-1021 с основ­ ными моделями ЕС ЭВМ, а также обеспечением сателлитного ре­ жима использования ЕС-1021.

14

1.6. ДИСКОВАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДОС ЕС

Дисковая операционная система предназначена для всех моде­ лей ЕС ЭВМ (кроме ЕС-1010 и ЕС-1021) в конфигурациях с ма­ лым объемом оперативной памяти (64—256 Кбайтов) и с ограни­ ченным набором внешних устройств. Практически это ограничение касается только графических устройств ввода-вывода и магнит­ ных барабанов. В качестве носителя информации используются магнитные диски.

ДОС ЕС обеспечивает функционирование однопроцессорных комплексов технических средств ЕС ЭВМ; пакетную обработку заданий с возможностью одновременного выполнения до трех па­ кетов заданий ^режим мультипрограммирования с фиксированным числом задач); выполнение в мультипрограммном режиме непакетированных заданий; совмещение работы оператора по подготовке очередного задания с обработкой уже введенных заданий; облети чение связи оператора с системой; протоколирование хода работы вычислительной системы; возможность расширения функций и об­ ластей применения за счет включения пакетов прикладных про­ грамм; работу через каналы связи. Особенностью мультипрограмм­ ного режима в дисковой операционной системе является статиче­ ское распределение оперативной памяти и внешних устройств между решаемыми задачами, определяемое при генерации систе­ мы либо оператором в процессе работы. Структура ДОС ЕС пред­ ставлена на рис. 4.

Рис. 4. Структура операционной системы ДОС ЕС

В состав управляющей программы дисковой операционной сис­ темы входят:

программа начальной загрузки, осуществляющая подготовку оперативной памяти, загрузку в нее ядра системы, обработку ди­

15

рываний, планирование работы каналов, связь с оператором, дина­ мический вызов загрузочных модулей из библиотек, обслуживание системных часов, обработку сбоев внешних устройств, выполнение процедур, связанных с окончанием задания, совместное выполне­ ние до трех программ, запуск непакетированных заданий, органи­ зацию контрольных точек;

программа управления заданиями, выполняющая считывание с системных устройств ввода и расшифровку операторов и директив управления заданиями, подготовку системы к выполнению задания, присвоение логическим устройствам конкретных физических уст­ ройств, редактирование и запоминание информации о метках то­ мов и файлов, подготовку для запуска программ с контрольных точек;

инициатор одиночных программ, осуществляющий прием и об­ работку директив оператора и подготовку системы к выполнению непакетированных заданий в мультипрограммном режиме;

программы управления данными, обеспечивающие чтение и за­ пись данных с последовательной, индексно-последовательной или произвольной организацией; объединение логических записей в блоки и их деблокирование, управление буферами ввода-вывода; обработку концов файлов и переключение томов; установление со­ ответствия символических имен физическим устройствам вводавывода; совмещение операций обмена с процессом обработки.

К системным обрабатывающим программам дисковой операци­ онной системы относятся:

редактор связей, осуществляющий объединение отдельно транс­ лированных модулей из объектной библиотеки в готовый к выпол­ нению загрузочный модуль, автоматический просмотр объектной библиотеки для разрешения внешних ссылок, формирование за­ грузочных модулей с оверлейной структурой, резервирование па­ мяти для общих oблacfeй;

библиотекарь, выполняющий функции копирования и коррек­ тирования для всех трех основных системных библиотек загрузоч­ ных, объектных и символических модулей, создающий личные объ­ ектные и символические библиотеки, выполняющий сервисные функции для системных и личных библиотек:

автотест, обеспечивающий автоматическую отладку объектных программ (для Ассемблера); редактирование объектных модулей, использование символической адресации в тестовых запросах (для Ассемблера); вывод на печать запрошенной отладочной информа­ ции; распечатку оперативной памяти; внесение изменений в отла­ живаемую программу;

утилиты (вспомогательные программы), обеспечивающие пе­ ремещение в системе наборов данных, перекомпоновку и удаление записей, обработку стандартных и пользовательских меток файлов и томов, подготовку к работе дисков; сами утилиты могут генери-

16

Iличиной. Так же как и в предыдущем режиме мультипрограммиро­ вания, допускается распараллеливание процесса вычислений путем организации задач, выполняемых одновременно в режиме мульти­ программирования. Максимальное число одновременно выполня­ емых задач не фиксируется, а определяется динамически в зависи­ мости от наличия свободных ресурсов.

ОС ЕС допускает следующие режимы использования: пакетную обработку, удаленную пакетную обработку, режим разделения времени, диалоговые режимы, режим работы в реальном масштабе времени, работу вычислительной установки в многопроцессорных

имногомашинных конфигурациях.

Врежиме пакетной обработки производится обработка непре­ рывного потока заданий с автоматическим переходом от одного задания к другому. Участие оператора в обработке заданий сведе­ но к минимуму, что уменьшает число ошибок по его вине. Ввод по-

;тока заданий производится с устройства ввода, непосредственно соединенного с вычислительной установкой (устройства ввода с

перфокарт, магнитных лент и т. д.).

:емые на диске. Выбор задания из очереди на обработку может

•быть организован либо последовательно, либо на основе приори­

18

После завершения выполнения задания производится вывод ре­ зультатов из выходной очереди на устройства системного вывода (АЦПУ, карточные перфораторы, магнитные ленты и т. д.). Вывод может быть осуществлен либо последовательно, либо на основе приоритетов. В однопрограммном режиме входные и выходные очереди отсутствуют. Ввод’ заданий в этом режиме производится путем считывания очередного задания (пункта задания) с устрой­ ства системного ввода, а вывод производится непосредственно на устройство системного вывода. В мультипрограммных режимах также допускается непосредственный вывод на устройство систем­ ного вывода в процессе обработки задания.

Врежиме удаленной пакетной обработки ввод потока задании,

атакже вывод результатов производится на удаленный абонент­ ский пункт (терминал), соединенный с вычислительной установкой по каналу связи (телеграфному, телефонному или др.). В состав абонентского пункта, используемого в режиме удаленной пакетной обработки, входят устройство ввода с перфокарт, устройство вы­ вода на перфокарты, АЦПУ.

Операционная система ОС ЕС в настоящее время обеспечивает простейший вариант режима разделения времени, называемый квантованием времени. Группа заданий, одновременно находя­ щихся в основной памяти, объявляется квантующейся. Это значит, что они получают управление на определенный интервал времени, называемый квантом. После истечения этого интервала управле­ ние получает следующее квантующееся задание также на величи­ ну кванта времени и т. д. Величина кванта и признак принадлеж­ ности заданий к группе квантования устанавливаются при гене­ рации операционной системы. Помимо группы квантующихся зада­ ний в оперативной памяти могут находиться обычные задания, вы­ полняемые без квантования времени. Все задания, входящие в группу квантования, имеют один и тот же приоритет. Он может быть как выше, так и ниже приоритетов неквантующихся заданий. Одновременно может быть несколько групп квантования с различ­ ными приоритетами

Задания, выполняемые в режиме квантования, находятся в опе­ ративной памяти до своего завершения и в процессе выполнения на внешнюю память не вытесняются. Режим квантования време­ ни обеспечивается как в режиме мультипрограммирования с фик­ сированным числом задач, так и в режиме мультипрограммирова­ ния с переменным числом задач.

На базе мультипрограммного режима с переменным числом за­ дач может функционировать система разделения времени широко­ го назначения для обслуживания более ста одновременно работа­ ющих удаленных абонентов. Система разделения времени предназ­ начена для использования на старших моделях ЕС ЭВМ с объ­ емом оперативной памяти не менее 512 Кбайтов. Абонентские пункты, представляющие собой пишущие машинки, телетайпы или дисплеи с клавиатурой, связаны с вычислительной системой по каналам связи.

Одновременно с программами, выполняемыми в режиме разде­ ления времени, могут выполняться фоновые задания пакетной об­ работки. Режим разделения времени имеет более высокий приори­ тет. Таким образом, задания пакетной обработки выполняются только в том случае, если все программы, выполняемые в режиме разделения времени, находятся в состоянии ожидания или отсутст­ вуют. Между пакетной обработкой и режимом разделения времени обеспечивается программная совместимость, что позволяет одну и ту же программу выполнять как в режиме пакетной обработки, так и в режиме разделения времени.

Для выполнения заданий в режиме разделения времени выде­ ляется од!ин или несколько разделов оперативной памяти, каждый из которых предназначен для выполнения одного или нескольких заданий. Любое такое задание получает управление на период вре­ мени, называемый квантом времени. В это время копии всех дру­ гих заданий, выполняемых в режиме разделения времени, сохра­ няются во внешней памяти. После истечения кванта времени теку­ щее задание вытесняется на внешнюю память, а на его место за­ гружается следующее задание (этот процесс называется свопин­ гом), которое получает управление, имея свой квант времени.

В режиме разделения времени возможно выполнение таких дей­ ствий, как работа с наборами данных (ввод с абонентского пунк­ та, запоминание, поиск, модификация, редактирование, вывод ит. д.), разработка программ в режиме диалога, выполнение про­ грамм в режиме диалога и т. д. Для определения указанных дей­ ствий предназначен набор команд, с помощью которых пользова­ тель с абонентского пункта управляет работой системы. Для раз­ работки программ в режиме диалога предполагается использова­ ние ряда языков программирования.

Диалоговый режим использования вычислительных систем воз­ можен и без режима разделения времени._Базовым обеспечени­ ем режима диалога служат телекоммуникационные методы досту­ па, которые позволяют передавать информацию по каналам связи между вычислительной машиной и абонентскими пунктами. Наоснове операционной системы ОС ЕС возможна разработка паке­ тов прикладных программ для программирования в режиме диало­ га с использованием языков высокого уровня.

Режим работы в реальном масштабе времени используется, ког­ да вычислительная система,работает совместно с некоторым фи­ зическим процессом или объектом. При этом данные, поступающие в систему, должны быть обработаны с учетом временных ограни­ чений с тем, чтобы результаты обработки можно было бы исполь­ зовать для управления процессом. Источниками данных могут быть либо устройства-датчики, либо человек, находящийся за або­ нентским пунктом.

Системы, работающие в реальном масштабе времени, характе­ ризуются следующими особенностями:

работа системы управляется поступающими данными; в отли­ чие от пакетной обработки, где система обычно сама запрашива-

20