Мультипрограммный и однопрограммный режимы работы вычислительной системы.

Особенности использования потоков.

1)Аппаратные средства ЭВМ совместно с программным обеспечением образуют ВС. В зависимости от класса ЭВМ и вида операционной системы ВС могут работать в режимах однопрограммном и мультипрограммном.

В мультипрограммном (многопрограммном) режиме работы в памяти ЭВМ находится несколько программ, которые выполняются частично или полностью между переходами процессора от одной задачи к другой в зависимости от ситуации, складывающейся в системе. В мультипрограммном режиме более эффективно используются машинное время и оперативная память, так как при возникновении каких-либо ситуаций в выполняемой задаче, требующих перехода процессора в режим ожидания, процессор переключается на другую задачу и выполняет ее до тех пор, пока в ней не возникает подобная ситуация, и т.д.

При реализации мультипрограммного режима требуется определять очередность переключения задач и выбирать моменты переключения, чтобы эффективность использования машинного времени и памяти была максимальной.
Мультипрограммный режим обеспечивается аппаратными средствами ЭВМ и средствами операционной системы. Он характерен для сложных ЭВМ, где стоимость машинного времени значительно выше, чем у микро-ЭВМ. Разработаны также мультипрограммные ОС, позволяющие одновременно следить за решением нескольких задач и повышать эффективность работы пользователя.

В однопрограммном режиме работы в памяти ЭВМ находится и выполняется только одна программ. Такой режим обычно характерен для микро-ЭВМ и персональных ЭВМ, то есть для ЭВМ индивидуального пользования.

2)Необходимо помнить для чего нужен поток.

1.Поток, осуществляя обработку. может помешать системе быстро реагировать на запросы ввода/вывода. Потоки позволяют программе откликаться на просьбы пользователя и устройств, но при этом сильно загружают процессор. Потоки позволяют компьютеру одновременно обслуживать множество устройств.

2.Потокам можно назначить определенный приоритет, для того чтобы

наименее значимые процессы выполнялись в фоновом режиме (путь частичного

разделения ресурсов CPU). Однако всегда нужно помнить, что процессор 1 – а потоков много.

3.Потоки хорошо работают, когда они независимы. Но они начинают

работать не продуктивно, если вынуждены часто синхронизироваться для доступа к общим ресурсам.

4.Необходимо четко представлять, что память виртуальна, механизм виртуальной памяти следит за тем, какая часть виртуального адресного пространства должна находится в ОЗУ, а какая должна быть сброшена в файл подкачки. Потоки усложняют ситуацию, если они обращаются в одно и то же время к различным виртуальным адресам виртуального адресного пространства.

5.Не следует возлагать на потоки несколько функций. Сложные функциональные отношения затрудняют понимание общей структуры приложения всего алгоритма. Чем проще и менее многозначна каждая из рассматриваемых ситуаций, тем больше вероятность, что ошибок удастся избежать.

 

Билет 10

Ресурсы вычислительной системы. Схема выделения ресурсов.

Основные элементы компьютерной системы.

Вычислительными ресурсами называются возможности, обеспечиваемые компонентами вычислительной системы, расходуемые (занимаемые) в процессе её работы.

Типы вычислительных ресурсов:

1.Процессорное время

2.Память (оперативная и виртуальная)

3.Место на жёстком диске (постоянная память)

4.Пропускная способность сети.

Общая схема выделения ресурсов такова. При необходимости использовать какой-либо ресурс (оперативную память, устройство ввода/вывода, массив данных и т. п.) задача обращается к супервизору операционной системы - её центральному управляющему модулю, который может состоять из нескольких модулей, например: супервизор ввода/вывода, супервизор прерываний, супервизор программ, диспетчер задач и т. д. - посредством специальных вызовов (команд, директив) и сообщает о своём требовании. При этом указывается вид ресурса и, если надо, его объём (например, количество адресуемых ячеек оперативной памяти, количество дорожек или секторов на системном диске, устройство печати и объём выводимых данных и т. п.).

Директива обращения к операционной системе передаёт ей управление, переводя процессор в привилегированный режим работы, если такой существует. Не все вычислительные комплексы имеют два (и более) режима работы: привилегированный (режим супервизора), пользовательский, режим эмуляции какого-нибудь другого компьютера и т. д.

2)Основные элементы комп системы: НА макроуровне комп состоит их процессора, памяти и устройства ввода- вывода. Каждый компонент может быть представлен 1 или неск модулями. – Процессор осущ-ят контроль за действиями компьютера, а также выполняет ф-ю обработки данных. Если только 1 => центральный проц. Основная память – хранятся данные, программы (временная как правило) Реальная, оперативная, первичная. Устр-ва ввода – вывода: служат для передачи данных между проц и внешним окружением, состоящ из различных периферийных устройств.. Системная шина: оперд структуры и механизмы, обеспеч-е взаимод-е м-ду процессором, основной памятью и утср-вами ввода – вывода.

Билет 11

Граф состояний процесса.

Регистры процессора.

Всякий новый процесс, появляющийся в системе, попадает в состояние готовность. Операционная система, пользуясь каким-либо алгоритмом планирования, выбирает один из готовых процессов и переводит его в состояние исполнение. В состоянии исполнение происходит непосредственное выполнение программного кода процесса. Покинуть это состояние процесс может по трем причинам:

1)либо он заканчивает свою деятельность;

2)либо он не может продолжать свою работу, пока не произойдет некоторое событие, и операционная система переводит его в состояние ожидание;

3)либо в результате возникновения прерывания в вычислительной системе (например, прерывания от таймера по истечении дозволенного времени выполнения) его возвращают в состояние готовность.

2) В процессоре имеется набор регистров, которые представляют собой область памяти быстрого доступа, намного меньшей емкости, чем основная память.

Регистры в процессоре выполняют 2 ф-ии: