Режим реального времени

Режим пакетной обработки

Который использовался и в ДОС, заключался в обработке однопользовательских заданий, последовательно извлекаемых из очереди. По сути дела 1-ый режим – однопользовательский усовершенствованный режим, позволяющий на большой срок (например, на ночные часы) задействовать время процессора без оперативного вмешательства в его работу.

1.2.2. Режим разделения времени

Многопрограммный режим, характеризующийся делением времени процессора на кванты (тики в простейшем случае). В персональных компьютерах IBM -1 тик =1/18 сек (»0.055 сек). Работа в этом режиме отображена на рис. 1.2.

В этом режиме каждой задаче выделяется квант времени, в течение которого она является активной, т.е. владеет всеми ресурсами системы, после чего выделяется квант времени следующей по очереди задаче, а задача, если она не решена до конца, становится в конец очереди и т.д.

Основное назначение этого фактически псевдопараллельного режима – разблокирование системы от больших задач. Действительно, при пакетной обработке при входе систему большой задачи все остальные задачи должны были ожидать конца ее решения, что делало невозможным оперативную работу с машиной.

В составе этого режима было 2 подрежима:

1. MFT (Multi-Fixation Test) – более простой;

2. MVT (Multi-Variable Test) – более оптимальный.

В первом режиме число задач, на которые выделялись кванты, определялись пользователем. Если реальное число задач меньше, чем заданное, то число квантов, равное разности заданных и реальных задач, используется вхолостую.

Во втором режиме указанное число квантов выбирается автоматически и равно реальному числу задач.

(РВ) как минимум связан институтом приоритетов. Основный принцип этого режима: "пока не обработаются задачи с большим приоритетом, задачи с меньшим приоритетом не могут выполняться". При этом задачи с одинаковым приоритетом решаются в режиме разделения времени. Кратко рассмотрим необходимость приоритетов для поддержки обработки в реальном времени. Естественно, что обработка в реальном времени ограничивается:

· Ресурсами машины и ее организацией;

· Равномерным делением этих ресурсов на всех пользователей и все программы.

. При N пользователях .

Первое ограничение определяется возможностями компьютера и задает по сути дела "потолок" данной вычислительной системы. Однако, второе ограничение можно снять, дав задаче реального времени "зеленую улицу", что достигается консервированием остальных задач на некоторое время.

1.2.4.Диалоговый режим.

Это системы, предназначенные для облегчения разработки так называемых приложений реального времени. Это программы, управляющие некомпьютерным по природе оборудованием, часто с очень жесткими ограничениями по времени. Примером такого приложения может быть программа бортового компьютера крылатой ракеты, системы управления ускорителем элементарных частиц или промышленным оборудованием. Такие системы обязаны поддерживать многопроцессность, гарантированное время реакции на внешнее событие, простой доступ к таймеру и внешним устройствам. Такие системы могут по другим признакам относиться как к классу ДОС (RT-11), так и к ОС (OS-9, QNX). Часто такие системы (например, VxWorks) рассчитаны на работу совместно с управляющей host-машиной, исполняющей «нормальную» операционную систему.

Любопытно, что новомодное течение в компьютерной технике - multimedia - при качественной реализации предъявляет к системе те же требования, что и промышленные задачи реального времени. В multimedia основной проблемой является синхронизация изображения на экране со звуком. Именно в таком порядке. Звук обычно генерируется внешним аппаратным устройством с собственным таймером, и изображение синхронизуется с ним же. Человек способен заметить довольно малые временные неоднородности в звуковом потоке. Напротив, пропуск кадров в визуальном потоке не так заметен, а расхождение звука и изображения заметно уже при задержках около 30 мс. Поэтому системы качественного multimedia должны обеспечивать синхронизацию с такой же или более высокой точностью, что мало отличается от систем мягкого реального времени

Изначально, в машинах 3-го поколения не было оперативного общения с машиной (не было столь привычных в настоящее время дисплеев), что понижало конкурентоспособность этих машин по сравнению появившимися уже в это время ЭВМ четвертого поколения. Поэтому в ОП ввели новый пакет программ, позволяющий общаться с дисплеем.

Было 2 таких пакета (московский – “Примус” и, петербургский – “JEC” размером в 100 Кбайт).

На рис. 1.3 схематично изображено распределение оперативной памяти, которая в этих машинах колебалась от 1 до 5 Мб. На такой ЭВМ, которая по ресурсам существенно уступает современным даже персональным компьютерам, могло работать одновременно несколько десятков пользователей.

Далее появилась ОС 7.0 (СВМ – Система Виртуальных Машин).

Рис.1.4.

Процессоры, на которых осуществляется классический вариант СВМ, являются воспроизводящими конечными автоматами (КА), что дает возможность создавать копии состояний этого процессора и организовать работу пользователей с различными копиями.

Девиз UNIX: “Мобильная, инструментальная ОС.”

В середине 80-х гг. в связи с развитием ПК появился новый девиз для ОС: “Максимально дружественный пользователю интерфейс.”

При этом девизе аппаратные средства использовались не оптимально.

В настоящее время существует 2 девиза:

1) оптимальное использование аппаратных средств (профессиональные ЭВМ);

2) дружественный пользователю интерфейс (ПК).

Т.о., зафиксируем следующее:

а) эти принципы конфликтуют между собой;

б) массовые более дешевые системы тяготеют ко 2-му принципу;

в) ОС РВ тяготеют к 1-му принципу (одна из причин, по который системы этого типа).

Функции, выполняемые современными ОС:

- они должны уметь обеспечивать загрузку ПО в ОЗУ и поддерживать выполнение этого ПО;

- обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти;

- предоставлять более или менее стандартный доступ к различным устройствам ввода/вывода;

- предоставить некоторый пользовательский интерфейс или, как минимум, командную строку, либо развитую оболочку.

Дополнительные условия (их имеют развитые ОС):

- параллельное (для мультипроцессорных систем) или псевдопараллельное (для однопроцессорных систем) использование нескольких задач;

- распределение ресурсов между несколькими задачами;

- организация взаимодействия задач друг с другом;

- взаимодействие пользовательских задач с нестандартными внешними устройствами;

- организация межмашинного взаимодействия, в т.ч. разделения ресурсов;

- защита системных ресурсов, данных и программ пользователя.

1.3. Классификация ОС

По тому, какие из вышеперечисленных функций реализованы и каким было уделено больше внимания, а каким меньше, системы можно разделить на несколько классов.

Дата добавления: 2013-12-13