Третий период-начало 60-х годов-1980г. Компьютеры на основе интегральных микросхем, первые многозадачные ОС.

Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров.

Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными "монстрами". Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие.

Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование - это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). Когда операция ввода вывода заканчивается процессор возвращается к выполнению первой программы. Мультипрограммирование требует наличия в памяти нескольких программ одновременно, при этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемым разделом и не должен влиять на выполнение другой программы.

Появление мультипрограммирования требует настоящей революции в построении вычислительной системы, особую роль играет аппаратная поддержка, наиболее существенные особенности:

1. реализация защитных механизмов программ      должны иметь доступ к распределению ресурсов, что приводит к появлению привилегированных и не привилегированных команд. Привилегированные команды могут исполняться только ОС. Например, команда ввода-вывода. При помощи реализации защитных механизмов переход управления от прикладных программ к ОС сопровождается контрольной сменой режима. Кроме того, эта защита памяти позволяет изолировать конкурирующие программы друг от друга.

2. наличие внешних и внутренних прерываний. Внешнее прерывание оповещает ОС о том, что произошло асинхронное событие завершилась операция ввода-вывода. Внутреннее прерывание возникает когда выполнение программы привело к ситуации требующей вмешательства ОС.

3. развитие параллелиризма в архитектуре, прямой доступ к памяти и организация канала ввода- вывода позволила освободить центральный процессор от рутинных операций.

Не менее важна в мультипрограммировании роль ОС. Она отвечает за:

1. организацию интерфейса между прикладными и аппаратными программами при помощи системных вызовов.

2. операция очереди из задания в памяти и выделение заданию процессора планирование использования процессора.

3. переключение с одного задания на другое требует сохранение содержимого регистров структур данных необходимых для выполнения задания.

4. поскольку память является ограниченным ресурсом нужны стратегии управления памятью, т.е. надо упорядочить процесс размещения замещения и выборки информации.

5. организация хранения информации на внешних носителях в виде файлов доступ к ним только определенному пользователю.

6. из-за требования санкционированного обмена данных необходимо обеспечить средствами коммуникаций.

7. для корректного обмена данными необходимо разрешать конфликтные ситуации, возникающие при работе с различными ресурсами надо снабдить систему средствами синхронизации.

 

Мультимедийные системы обеспечивают возможность более эффективного использования системных ресурсов, но они еще долго оставались пакетными. Пользователь не мог непосредственно взаимодействовать с заданием и должен был предусмотреть с помощью управляющих карт всевозможные ситуации. Отладка программы занимала много времени и переосмысление возможностей применение клавиатуры поставили на очередь решение этой проблемы. Логическим расширением систем мультимедиа стали системы распределения времени. В них процессор переключается между заданиями не только во время операции ввода-вывода но и просто по прошествию определенного времени. Это позволяет:

1. пользователю взаимодействовать со своими программами во время их работы интерактивно.

2. работать нескольким пользователям одновременно на одном компьютерной системе, чтобы уменьшить количество ограничений была внедрена идея неполного нахождения исполняемой программы в оперативной памяти. Основная часть программы находилась на диске и фрагмент которой необходимо выполнить может быть загружен в оперативную память, а ненужный выкачен обратно на диск. Это реализуется с помощь механизмов виртуальной памяти, основным достоинством, которого является создания оперативной памяти неограниченной иллюзии.

3. записывать информацию на диск не использовать перфокарты, а непосредственно с клавиатуры.

Другое нововведение - спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел.

Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС - системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины.