Режимы работы компьютера

Под режимом работы понимают принципы структурной и функциональной организации аппаратных и программных средств. Обычно режимы использования ЭВМ подразделяют наоднопрограммные и многопрограммные.

1. Однопрограммные режимы.

При их реализации все основные ресурсы ВМ (время работы процессора, оперативная память и т.д.) полностью отдаются в монопольное владение пользователя. Однопрограммный режим имеет две модификации:

· В режиме непосредственного доступапользователь получает ЭВМ в полное распоряжение: он сам готовит ее к работе, загружает задания и т.д. По окончании работ одного пользователя все ресурсы ВМ передаются в распоряжение другого пользователя.

Недостатки: низкая полезная загрузка технических средств из-за затраты времени на подготовку ЭВМ к работе и большого времени реакции пользователя.

· В режиме косвенного доступапользователь не имеет прямого контакта с ВМ. Из подготовленных заданий пользователей составляется пакет заданий. Процессор обслуживает программы пользователей строго в порядке их следования в пакете. Доступ пользователя к ресурсам ЭВМ осуществляется косвенно средствами ОС, организующими автоматический переход от обслуживания одного задания пользователя к другому.

Достоинство: повышение производительности ВМ за счет параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора.

Недостатки:

§ неэффективность работы ВМ (при необеспеченности очередной программы данными, процессор простаивает; когда обрабатываемые программы загружают процессор на длительное время, остальные программы пакета остаются без обслуживания);

§ у ВМ отсутствуют средства разрешения таких проблем как, например, невозможность выхода программы по каким-либо причинам на завершение.

2. Многопользовательский, многопрограммный режим работыВМпозволяет одновременно обслуживать несколько программ пользователей.

Различают следующие виды многопрограммной работы:

· Режим классического мультипрограммирования или пакетной обработки применительно к однопроцессорным ЭВМ является основой для построения всех других видов многопрограммной работы.

Пакет заданий упорядочивается в соответствии с приоритетами заданий, и обслуживание программ ведется в порядке очередности. Если при обслуживании наиболее приоритетной программы создается ситуация, что вычисления не могут быть продолжены, то управление передается следующей по приоритетности программе. Но как только условия, препятствующие продолжению наиболее приоритетной задачи, отпадут, процессор вновь возвращается к продолжению решения ранее прерванной программы.

Достоинства:

§ прерывания и передачи управления могут многократно наслаиваться

друг на друга, что позволяет до минимума сократить простои процессора;

§ параллельная работа процессора и устройств ввода-вывода обеспечивает сокращение времени обслуживания.

Недостатки:

§ улучшение качества обслуживания пользователей не предусматривается;

§ отдельные программы могут надолго монополизировать процессор, блокируя программы других пользователей.

· Режим разделения времени.

В этом режиме отдельные наиболее приоритетные программы пользователей выделяются в одну или несколько групп. Для каждой такой группы устанавливается круговое циклическое обслуживание, при котором каждая программа группы перед очередным циклом получает для обслуживания достаточно короткий интервал времени. Это создает у пользователей впечатление кажущейся одновременности выполнения их программ.

Условием прерывания текущей программы является либо истечение выделенного кванта времени, либо естественное завершение (окончание) решения, либо прерывания по вводу/выводу.

· Более сложной формой разделения времени является режим реального времени. Этот режим имеет специфические особенности:

Основные понятия и определения

Существуют разные подходы к классификации ВС и ВМ. Наиболее удобным принципом разделения ВМ и ВС является принцип множественности, и, следовательно, признак параллельной обработки.

ВМ – комплекс технических и программных средств, предназначенных для автоматизации, подготовки и решения задач пользователей.

ВС – совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих процессоров или вычислительных машин, периферийного оборудования и ПО, предназначенная для подготовки и решения задач пользователя.

Архитектура ВМ – логическое построение ВМ, т.е. такое представление, какое соответствует образу ВМ в голове программиста, разрабатывающего программу на языке низкого уровня (машинно-ориентированном языке).

В это «узкое» понятие архитектуры входят следующие позиции:

· перечень и формат команд

· форма представления данных

· механизмы ввода/вывода

· способы адресации памяти

· назначение и состав РОН

Применительно к ВС мы вынуждены говорить о другом понятии архитектуры:

Архитектура ВС – совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально-логическую и структурную организацию системы и затрагивающих, в основном, уровень параллельно работающих вычислителей.

Понятие архитектуры ВС охватывает общие принципы построения и функционирования, наиболее существенные для пользователя.

В наиболее общем варианте архитектура – это принципы разделения системы на уровни иерархий, наделение каждого уровня набором реализуемых функций, контроль и координация выполнения уровнями назначенных им функций.