0. Режимы работы компьютеров.

Режим работы – это количество задач, обрабатываемых параллельно.

В однопрограммном режиме работают многие компьютер специального назначения. В однопрограммном режиме в каждый момент времени работает только одно устройство.

Мультипрограммный режим.

Многопрограммный режим обработки повышает суммарную загрузку устройств Rдо значения >1 ( ) и следовательно повышает системную производительность компьютера. В мультипрограммном режиме процесс обработки задач подразделяется на два этапа:

1. Ввод задания и обеспечения его ресурсами.

2. Обработка задачи.

Этапы ожидания счета и в/в увеличивают время обработки каждой программы.

М – коэффициент мультипрограммирования, определяющий среднее количество задач, обрабатываемых компьютером.

₁– производительность системы в однопрограммном режиме и(М) – зависимость производительности от коэффициента мультипрограммирования.

₁,(М) – время ответа, то есть время решения задачи в одном и том же мультипрограммном режиме._мах– предельная пропускная способность компьютера на заданном классе задач.

0. Средства мультипрограммирования.

Для обеспечения мультипрограммирования необходимы следующие функциональные возможности компьютера:

1. Емкость ОП должна быть достаточна для размещения нескольких задач.

2. Компьютер должен быть оснащен программными средствами управляющими ресурсами (ОП, накопители на МД и так далее) и задачами.

3. Компьютер должен иметь систему прерывания передающую сигналы в процессор об окончании этапов обработки, в/в и особых ситуациях, возникающих в работе ВУ.

4. Для выполнения расчетов по программам должна быть обеспечена полная независимость всех программ от ошибок, содержащихся в данной программе, для чего используются средства защиты памяти.

5. В компьютере должна быть обеспечена возможность параллельной работы процессора и ВУ, что достигается за счет соответствующей структурной организации компьютера.

0. Функции управляющих программ операционной системы.

Управление работой программ обеспечивается управляющими программами Оси, которые координируют работу ресурсов и задач:

Основная управляющая программа – супервизор, управляющая ресурсами Пр, ВУ₁,…,ВУ_N и задачамиJ₁,…,J_M . Супервизор контролирует состояния всех устройств компьютера и всех задач. Контроль состояния устройств сводится к определению состояний устройство вкл/выкл, исправно/неисправно и так далее. Состояние задач характеризуется этапами выполнения программы: счет, ожидание счета, в/в, ожидание в/в и так далее. Функцию подготовки задач реализует планировщик, который обеспечивает ввод заданийJ₁,…,J_Kи выделение для каждого задания требуемы ресурсов.

0. Привилегированные операции и состояния процессора.

Прикладные программы могут использовать только те области памяти и те внешние устройства, которые выделены супервизором, следовательно ни одна прикладная программа не может содержать в себе системные операции влияющие на состояние устройств компьютера. Совокупность операций, влияющих на состояние процессора и ВУ называется привилегированными операциями, они могут использоваться только в программах супервизора и недопустимы в прикладных программах. Чобы контролировать порядок использования привилегированных операций выделяется два альтернативных состояния:

1. Супервизор – это когла выполняется управляющая программа.

2. Задача – это когда выполняется прикладнаяпрограмма.

В состоянии супервизор разрешается выполнение любых операций, в том числе и привилегированных. В состоянии задача появление привилегированных операций в прикладной программе считается недопустимым.

Состояние «супервизор - задача» устанавливается командой, инициирующей программу. Кроме состояния «супервизор - задача» используются следующие альтернативные пары состояний:

1. Счет – ожидание. Состояние счет харктеризует выполнение прикладной программы или управляющей пограммы супервизора. Состояние ожидание: процессор ждет появления сигнала прерывания.

2. Работа – стоп. В состоянии работа процессор может выполнять программы или ожидать появлениясигнала прерывания. Состояние стоп переводит процессор в состояние невозможности выполнения программ, из этого состояние процессор выводится путем загрузки и запуска ОСи.