10. Мультипрограммирование. Мтп в системах пакетной обработки. Мтп в системах реального времени. Мтп в системах разделения времени

Мультипрограммирование (МТП) – это способ организации вычислительного процесса при котором на одном процессоре попеременно выполняется несколько программ, эти программы используют совместно и другие ресурсы (опер. и внеш. память, устройства ввода-вывода данных и др.).

МТП призвано повысить эффективность системы. Характерными критериями эффективности яв-ся: пропускная способность (кол-во задач выполняемых системой в единицу времени); удобство работы пользователя (возможность работы с несколькими приложениями одновременно); реактивность системы (способность системы выдерживать заранее заданный интервал времени между запуском программы и получения результата).

В зависимости от выбранного критерия эффективности ОС делятся на: системы пакетной обработки; системы разделения времени; системы реального времени.

Мтп в системах пакетной обработки

Используется для повышения пропускной способности ЭВМ. Главной целью является минимизация простоя всех устройств и прежде всего процессора.

Простои могут возникать из-за приостановки задач по внутренним причинам, например, связанных с ожиданием ввода данных. В таком случае происходит переключение процессора на выполнение другой задачи, у которой данные для обработки есть. Такая концепция МТП положена в основу пакетных систем.

Система для пакетной обработки предназначена для решения задач не требующих быстрого результата. Их главной целью и критерием является максимальная пропускная способность. Для достижения этой цели имеется следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое из которых содержит требования к системным ресурсам; затем из этого пакета формируется МТП смесь, т.е. множество одновременно исполняемых задач, для одновременного выполнения выбираются задачи предъявляющие различные требования к ресурсам так, чтобы обеспечилась сбалансированная загрузка всех устройств ЭВМ. Например, в МТП смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач ввода-вывода.

Таким образом выбор задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, которая складывается в самой системе.

В

Пакет задач

МТП смесь

Выбор «выгодной задачи»

Внутренняя ситуация

системах пакетной обработки переключение процессора с одной задачи на другую происходит по инициативе самой активной задачи. Такой порядок повышает эффективность работы пользователя.

МТП в системах разделения времени

В этих системах пользователю представляется возможность интерактивной работы сразу с несколькими приложениями. Для этого каждое приложение должно регулярно получать общение с пользователем, т.к. в системах пакетной обработки диалог с пользователем ограничен.

В системах разделения времени эта проблема решается за счет того, что ОС периодически принудительно приостанавливает приложения не дожидаясь когда они добровольно не освободят процесс.

Всем приложениям по переменно выделяется квант времени. Таким образом пользователи запустившие программу на выполнение получают возможность поддерживать с ней диалог.

Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью чем системы пакетной обработки.

МТП в системах реального времени

МТП предназначено для управления ЭВМ в различных технических объектах (станка, самолетах, спутниках и т.д.). Во всех этих случаях существует предельнодопустимое время в течение которого должна быть выполнена та или иная операция иначе может произойти авария. Таким образом критерием эффективности в этих системах является способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программ и получением результата. Это время называется временем реальной системы. Ей соответствует свойство – реактивность.