Лабораторна робота № 17 Тема:Робота еом у мультипрограмному режимі

Ще одне нововведення в IBM-360 — мультипрограмування. У пам'яті комп'ютера могло знаходитися одночасно кілька програм, і поки одна програма чекала, коли закінчиться процес вводу-виводу, інша виконувалася.

IBM-360 була першою машиною, що могла цілком імітувати роботу інших комп'ютерів. Маленькі моделі могли імітувати IBM-1401, а великі — IBM-7094, тому програмісти могли залишати свої старі програми без змін і використовувати їх у роботі з IBM-360. Деякі моделі IBM-360 виконували програми, написані для IBM-1401, набагато швидше, ніж сама IBM-1401, тому не було ніякого смислу в переробленні програм.

Комп'ютери серії IBM-360 могли імітувати роботу інших комп'ютерів, тому що вони створювалися з використанням мікропрограмування. Потрібно було усього лише написати три мікропрограми: одну — для системи команд IBM-360, іншу — для системи команд IBM-1401 і третю — для системи команд IBM-7094. Вимога сумісності була однієї з головних причин використання мікропрограмування.

IMB-360 удалося вирішити дилему між двійковою і десятковою системою: у цього комп'ютера було 16 регістрів по 32 біта для бінарної арифметики, але пам'ять складалася з байтів, як у IBM-1401. У ній використовувалися такі ж команди для переміщення записів різного розміру з однієї частини пам'яті в іншу, як і в IBM-1401.

Обсяг пам'яті в IBM-360 складав 2Мбайтів (16 Мбайт). У ті часи такий обсяг пам'яті здавався величезним. Серія IBM-360 пізніше замінилася серією IBM-370, потім IBM-4300, IBM-3080, IBM-3090. У всіх цих комп'ютерів була подібна архітектура. В середині 80-х років 16 Мбайт пам'яті стало недостатньо, і компанії IBM довелося частково відмовитися від сумісності, щоб перейти на систему адрес у 32 біта, необхідну для пам'яті обсягом у 2за байтів.

Можна було б припустити, що оскільки в машин були слова в 32 біти і регістри, у них цілком могли б бути й адреси в 32 біта. Але в той час ніхто не міг навіть уявити собі комп'ютер з обсягом пам'яті 16 Мбайт. Обвинувачувати IBM у відсутності передбачення — усе рівно що обвинувачувати сучасних виробників персональних комп'ютерів у тім, що адреси в них усього по 32 біта. Можливо, через кілька років обсяг пам'яті комп'ютерів буде складати набагато більше 4 Гбайт, і тоді адрес у 32 біта буде недостатньо.

Світ міні-комп'ютерів зробив великий крок вперед у третім поколінні разом з виробництвом серії комп'ютерів PDP-11, послідовників PDP-8 зі словами по 16 бітів. У багатьох відносинах PDP-11 був молодшим братом IBM-360, a PDP-1 - молодшим братом IBM-7094. І у IBM-360, і в PDP-11 були регістри, слова, пам'ять з байтами, і в обох серіях були комп'ютери різної вартості і з різними функціями. PDP-1 широко використовувався, особливо в університетах, і компанія DEC продовжувала лідирувати серед виробників міні-комп'ютерів.

Контрольні питання:

1. Мультипрограмування в IBM-360.

Лабораторна робота № 18 Тема:Системи колективного користування з розподілом та без розподілу часу. Системи реального часу

Системи з поділом часу

Мультипрограмний пакетний режим дозволив значно збільшити ефективність використання ресурсів обчислювальної системи. Але він як і раніше не дозволяв користувачу оперативно втручатися в хід виконання додатка — одержувати проміжні результати, змінювати настроювання, коректувати вихідні дані і т.п. Для деяких додатків, таких, як оперативна обробка даних у режимі "запит-відповідь", інтерактивний режим є основним.

У нинішні часи можливість роботи з комп'ютером в інтерактивному режимі забезпечується найчастіше тим, що користувач монопольно розпоряджається персональним комп'ютером, що може бути підключений до обчислювальної мережі (локальної і/чи глобальної). У ті ж далекі часи, про які ми зараз ведемо мову, — 1960-і роки — комп'ютер був занадто дорогим, щоб рядовий користувач міг дозволити собі мати таку машину у власному розпорядженні. Замість цього проблема інтерактивного доступу була вирішена за допомогою дисципліни поділу часу обчислювальної системи.

При цьому використовувався той же принцип мультипрограмної роботи, але операційна система по черзі виділяла для виконання програми кожного користувача, що працює за власним терміналом, короткий відрізок часу — квант. Таким чином, якщо з обчислювальним комплексом працювало п користувачів, те кожний з них як би одержував у своє розпорядження комп'ютер із продуктивністю в п раз меншої номінальний (якщо не взяти до уваги накладних витрат, зв'язаних з виконанням програм операційної системи). Вважалося, що при роботі з могутніми обчислювальними комплексами це не так істотно, оскільки час реакції користувача на виникаючі ситуації по комп'ютерних мірках величезне, а тому деяке уповільнення роботи самої системи буде практично непомітно.

Основні відмінності між мультипрограмним пакетним режимом і режимом поділу часу представлені в табл. 8.2

Таблиця 8.2 Порівняні характеристики мультипрограмованого пакетного режиму та режиму розподілу машинного часу.

	Мультипрограмований пакетний режим	Режим розподілу часу
Критерій ефективності	Максимальне навантаження процесора	Мінімальний час реакції системи
Джерело запитів до операційної системи	Інструкції мови керування завданнями, які включенні завдання	Команді, які вводяться користувачем через термінал

Контрольні питання:

1. Інтерактивний доступ.

2. Відмінності між мультипрограмним пакетним режимом і режимом поділу часу.

Список літератури:

1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. М: Питер, 2003. - 698 с.

2. Поворознюк А.И. Архитектура компьютеров. Ч.1. Харьков: Торнадо, 2004. – 355 с.

3. Поворознюк А.И. Архитектура компьютеров. Ч.2. Харьков: Торнадо, 2004. – 296 с.

4. Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ. СПб: Питер, 2003. – 848 с.

5. Таненбаум Э., Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. СПб: Питер, 2003. – 877 с.

6. Коваль А.С., Сычев А.В. Архитектура ЭВМ и систем. Воронеж, 2007. – 86 с.

7. Кудин А.В., Линев А.В. Архитектура и операционные системы параллельных вычислительных систем. Нижний Новгород, 2007. – 72 с.

8. Граничин О.Н., Шалымов Д.С. Новые компьютеры. Вычислительные устройства будущего// Компьютерные системы в образовании, №6, 2007. С. 23-31.

9. Сухорослов О.В. Новые технологии распределенного хранения и обработки больших массивов данных.

10. Ремонтов А.П., Писарев А.П. Вычислительные машины и системы. Пенза, 2006. – 96 с.

11. Соппа И.П. Введение в архитектру персонального компьтера. Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та, 2001. 106.с.

12. Мячев Г.Н., Степанов В.Н. Персональные ЭВМ и микро ЭВМ: основы организации. - М.: Радио и связь, 1991.

Пятибратов А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации - М., Финансы и статистика, 2002.

13. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

14. Нортон П., Гудмен Д. Внутренний мир персональных компьютеров, 8-е издание. Избранное от Питера Нортона: Пер. с англ. - К.: Издательство "ДиаСофт", 1999.-584 с.

15. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем, 5-е изданеие. - М.: Изд. дом Вильямс, 2002. - 896с.

16. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. - М.: "Нолидж", 2000.- 320с., ил.

17. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы. - М.: "Нолидж", 1999.- 320с., ил.

18. Егунов В.А. Системы памяти. Учебное пособие; ВолгГТУ, 2000 г.

19. Цилькер Б. Я., Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004. - 668 с.

20. М. Гук, Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. – СПб., Питер, 2001. – 928 с.

21. Павлов В.П. Организация ЭВМ и систем. – Самара: СГАУ, 2000. –182с.

22. М. Гук. Процессоры intel от 8086 до Pentium 2. Архитектура, интерфейс, программирование. – СПб.: Питер, 1997. – 222 с.

23. Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. М.: Диалог – Мифи, 1997.- 304 с. 96

24. М. Гук. Процессоры Pentium 2, Pentium Pro и просто Pentium. Архитектура, интерфейс, программирование. – СПб.: Питер, 1999.– 288 с.

25. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. – М.: Нолидж, 2000. – 320с.

26. Князьков В.С., Бикташев Р.А. Многопроцессорные системы. Пенза, 2003. 103 с.

27. Копейкин М.В., Спиридонов В.В., Шумова Е.О. Организация ЭВМ и систем (память ЭВМ). СПб, 2004. - 152 с.

28. Халабия Р.Ф. Организация вычислительных систем и сетей. М, 2000. – 141 с.

154