3.Многозадачность и многопроцессорность ос Мультипрограммирование

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

Общие критерии эффективности мультипрограммирования:

• пропускная способность

• удобство работы пользователей

• реактивность системы (заданные интервалы времени)

В зависимости от критерия различают:

• системы пакетной обработки,

• разделения времени

• системы реального времени

1.Мультипрограммирование в системах пакетной обработки

Главная цель: минимизация простоев всех устройств компьютера. Это, как правило, задачи вычислительного характера. Оператор формирует пакет заданий и вводит его тем или иным способом во внешнюю память. ОС выбирает из пакета мультипрограммную смесь из программ, таким образом, чтобы максимально загрузить систему.

В этом режиме невозможно гарантировать выполнение задачи в течении определенного времени. Мультипрограммирование организованно за счет параллельной работы канала или контроллера и процессора.

Переключение процессора с одной задачи на другую - инициатива самой задачи.

2.Мультипрограммирование в системах разделения времени

Основной критерий систем разделения времени - повышение удобств и эффективности работы пользователей. Такие ОС позволяют организовать интерактивную работу пользователей с несколькими приложениями.

Мультипрограммирование организуется путем выделения каждой задаче некоторого, достаточно небольшого отрезка времени - кванта. Задача принудительно приостанавливаются по завершению кванта и в соответствии с заложенным алгоритмом, выбирается на выполнение новая задача.

Системы разделения времени имеют меньшую пропускную способность по сравнению с системами пакетной обработки при прочих равных условиях. Это обусловлено потерей времени на переключение процессора с задачи на задачу.

3.Мультипрограммирование в системах реального времени

ОС реального времени используются при управлении техническими объектами или технологическими процессами

Особенность: наличие предельного времени в течении которого должна быть выполнена та или иная задача (реактивность системы)

Мультипрограммная смесь (т.е. набор задач, одновременно выполняемых) представляет собой: фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор на выполнение - по прерываниям (или по расписанию).

Для систем реального времени важна скорость обработки прерываний. Задача максимальной загрузки устройств - не актуальна.

Мультипроцессорная обработка

Мультипроцессорная обработка - это способ организации вычислительного процесса в системах с несколькими процессорами. мультипроцессорная обработка предполагает действительно одновременное выполнение нескольких процессов. Это приводит к усложнению всех алгоритмов ОС.

Симметричная архитектура предполагает однородность всех процессоров и единообразное их включение в общую схему. Традиционно все процессоры при этом разделяют одну память и как следствие находятся в одном корпусе. Для симметричной архитектуры вычислительный процесс может строится симметричным образом (все процессоры равноправны) или асимметричным (процессоры различаются функционально)

При асимметричной архитектуре процессоры могут отличаться своими техническими характеристиками и функциональной ролью. Требование единого корпуса отсутствует. Система может состоять из нескольких корпусов (в каждом может быть один или несколько процессоров). Такие устройства называются кластерами.

Для асимметричной архитектуры возможен только асимметричный способ организации.