В мультипрограммной системе (б)

За счёт рационального формирования мультипрограммной смеси, хотя каждая из программ выполняется дольше (рис. 2б) За счёт совмещения операций вычисления и ввода-вывода суммарное выполнение обеих программ оказывается меньше.

Такой порядок работы повышает эффективность функционирования аппаратуры, т.е. снижает время простоя

13. Мультипрограммирование. Реализация в системах разделения времени и в системах реального времени

Важнейшая функция ОС – организация рационального использования всех её аппаратных информационных ресурсов.

Мультипрограммирование или многозадачность (multitasking) – это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются сразу несколько программ.

Мультипрограммирование призвано повысить эффективность использования вычислительной системы, но эффективность может пониматься по-разному.

Критерии эффективности вычислительных систем:

- пропускная способность – количество задач, выполняемых вычислительной системой в единицу времени;

- удобство работы пользователей;

- реактивность системы – способность системы выдерживать заранее заданные (возможно, очень короткие) интервалы времени между запуском программы и получением результата.

В зависимости от выбранного критерия все мультипрограммные ОС на 3 класса:

1. ОС пакетной обработки

2. ОС разделения времени

3. ОС реального времени

Мультипрограммирования в системах разделения времени

В системах разделения времени пользователи (или одному пользователю) предоставляется возможность интерактивной работы сразу с несколькими приложениями. Для этого каждое приложение должно регулярно получать возможность «общения» с пользователем.

Это проблема решается за счёт того, что ОС принудительно периодически приостанавливает приложения, не дожидаясь, когда они добровольно освободят процессор. Всем приложениям попеременно выделяется квант процессорного времени.

Такой подход позволяет создать у пользователей иллюзию, что только он один общается с процессором.

В таких системах пропускная способность будет значительно ниже за счёт частого фиксированного переключения задач

Однако, удобство работы каждого пользователя будет выше, т.к. получать в своё распоряжение процессор он будет регулярно, т.е. без задержки.

Мультипрограммирование в системах реального времени

Мультипрограммирование в системах реального времени предназначены для управления от компьютера различными техническими объектами или технологическими процессорами.

Критерием эффективности здесь является способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата.

Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы – реактивностью.

В системах реального времени мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы выполнение осуществляется по прерываниям или в соответствии с расписанием плановых работ.

В системах реального времени не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот, при проектировании программного управляющего комплекса обычно закладывается некоторый «запас» вычислительной мощности на случай пиковой нагрузки.