Эволюция операционных систем.

Первые вычислительные машины были очень дорогими, поэтому было важно использовать их как можно эффективнее. Простои, происходившие из-за несогласованности расписа­ния, а также время, затраченное на подготовку задачи, – все это обходилось слиш­ком дорого, и чтобы повысить эффективность работы, была предложена концепция пакетной операционной системы.

Третий этап: Простые пакетные системы.

Системы пакетной обработки данных: Пользователь в данном случае не работает на физическом уровне с машиной. Программы и данные заносятся последовательно на одну магнитную ленту. Такой режим имеет также недостатки: использование части машинного времени (времени процессора) на выполнение системой управляющей программы не способствует увеличению пропускной способности ЭВМ. В пакетном режиме темп программ и загруженность процессора, как установлено, возрастают. Плата за это – увеличение «времени консервации» для пользователей. Это интервал времени между моментом передачи пользователем операторской службе программы на счёт и моментом, когда он получит результаты счёта. Чем в больший пакет попадает программа пользователя, тем больше будет этот интервал времени.

Четвёртый этап: Мультипрограммный пакетный режим и мультипрограммные ЭВМ: основой функционирования таких ЭВМ является размещение в оперативной памяти машины не одной, а нескольких пользовательских программ. Главная идея, лежащая в основе пакетных операционных систем, состоит в использовании особой программы, известной под названием монитор. Ис­пользуя операционную систему такого типа, пользователь не имел непосредст­венного доступа к вычислительной машине. Вместо этого он передавал свое задание на перфокар­тах или магнитной ленте оператору компьютера, который собирает разные зада­ния в пакеты и помещает их в устройство ввода данных. Каждая программа составлена таким образом, что при завершении ее работы управление переходит к монитору, который автоматически загружает следующую программу.

Тем самым уменьшается время простоя компьютера.

 

Монитор управляет последова­тельностью событий. Чтобы это было возможно, большая его часть должна всегда находиться в оперативной памяти и быть готовой к работе. Эту часть монитора называют резидентным монитором. Ос­тавшуюся часть составляют утилиты и общие функции, которые загру­жаются в начале выполнения каждого задания в виде подпрограмм, вызываемых программой пользователя, если они требуются.

Монитор считывает с устройства ввода данных, в качестве которого обычно выступали устройства ввода с перфокарт или магнитной ленты, по одному заданию. При этом текущее задание размещается в области памяти, предназначенной для программ пользователя, и ему передается управление. По завершении задания оно возвращает управление монитору, который сразу же начи­нает считывать следующее задание. Результат исполнения каждого за­дания направляется на устройство вывода, например принтер.

После того как задание полностью считано в память, монитор отдает процессору команду перехода, по кото­рой он должен начать исполнение программы пользователя. Процессор пе­реходит к обработке программы пользователя и выполняет ее команды до тех пор, пока не дойдет до конца или пока не возникнет сбойная ситуация. В любом из этих двух случаев следующей командой, которую процессор выполнит, будет команда монитора.

Таким образом, наличие монитора решает проблему очередности выполнения заданий и повышает загрузку вычислительной машины. Задания в па­кетах выстраиваются в очередь и выполняются без простоев настолько быстро, насколько это возможно. Кроме того, монитор помогает в подготовке программы к исполнению. В пакетных операционных системах в каждое задание включаются простые команды языка управле­ния заданиями (JCL – Job Control Language). Это специальный тип языка про­граммирования, используемый для того, чтобы отдавать команды монитору. Примерами таких команд могут служить команды $JOB, $LOAD, $RUN и $END, соответственно обозначающие начало задания, загрузку программы, ее запуск и конец задания

Таким образом, монитор, или пакетная операционная система представляет собой обыч­ную компьютерную программу. Ее работа основана на способности процессора выбирать команды из различных областей основной памяти. При этом происходит передача и возврат управления.

Мониторы:

- Управление последовательностью событий;

- Пакеты заданий записаны на магнитную ленту;

- Возвращение управления монитору при завершении программы

 

 

 

 

8. Эволюция операционных систем.

Использование аппаратных возможностей операционными системами:

 

 

 

Режимы работы и переключение режимов:

 

 

9 Эволюция операционных систем. Многозадачные операционные системы. Гистограммы использования ресурсов при однозадачной и многозадачной обработке.

В тетради +

 

+ тетрадь

 

10 Эволюция операционных систем. Многозадачные системы с разделением времени. Алгоритм планирования на основе абсолютного приоритета (с вытеснением).