Рис. 8

Параллельные интерфейсы стоят из ряда линий, данные по которым передаются в параллельном коде, обычно в виде многоразрядных слов, со- держащих от восьми до 128-ми разрядов. Они имеют большую пропускную способность, как правило, от 106 до 108 бит/сек. Такие скорости накладывают особые требования на длину интерфейса, которая обычно составляет до де- сятков до десятков сантиметров – до десятков метров. В последнем случае – это сложнейшие и очень дорогие устройства.

Последовательные интерфейсы состоят из одной линии, данные по ко- торой передаются в последовательном коде. Пропускная способность таких интерфейсов обычно составляет от 104 до 106 бит/сек при длине линии от де- сятков метров до километров.

Связные интерфейсы содержат каналы связи и каналообразующую ап- паратуру. Работа таких интерфейсов обеспечивается аппаратурой передачи данных, повышающей достоверность передачи информации. Дальность та- ких интерфейсов ограничивается дальностью работы канала, а при реализа- ции переприема данных – не ограничена.

Программное обеспечение вычислительных систем

Технические средства реализуют элементарные операции ввода-вывода и обработки данных. Требуемый набор функций, определяемых назначением вычислительной системы, реализуется ее программным обеспечением.

Программное обеспечение строится по многоуровневому, иерархиче- скому принципу. Основные процессы обработки данных описываются в тер- минах операций над математическими и логическими элементами данных, вводимыми проблемно- и процедурно-ориентированными языками програм- мирования.

Эти операции с помощью программных средств более низких уровней интерпретируются как более простые операции и в конце концов сводятся к

12

операциям, реализуемым техническими средствами. Многоуровневая реали- зация программного обеспечения может иметь вид, приведенный на рис. 9.

Рис. 9

Технические средства обеспечивают реализацию элементарных функ- ций для операций ввода, хранения, преобразования и вывода данных, кото- рые выполняются с помощью электронных схем и средств микропрограмм- ного управления. Функции, реализуемые техническими средствами, относят- ся к первому, низшему, уровню иерархии.

Функции более высоких уровней сложности обеспечиваются разнооб- разными программами, разделяемыми на две части: операционную систему и прикладное программное обеспечение.

Операционная система (ОС) – это совокупность программ, предназна- ченных для управления работой вычислительной системы и реализации наи- более массовых процедуру взаимодействия с пользователями, а также ввода- вывода, хранения и преобразования данных. Управление работой вычисли- тельной системы сводится к управлению процессами и ресурсами, обеспечи- вающими эффективное использование ее оборудования и требуемое качест- во обслуживания пользователей.

13

Функции управления работой ВС реализуются управляющими про- граммами ОС, включающими в свой состав супервизор, а также программы управления заданиями и данными. Супервизор представляет собой систему управляющих программ, обеспечивающих взаимодействие центрального процессора с внешними устройствами. Он контролирует состояние всех тех- нических средств и процессов (т.е. задач) и управляет ими, обеспечивая не- обходимый режим обработки данных путем распределения процессов (т.е. задач) в пространстве и времени. Супервизор выделяет задачам области (или разделы) памяти и устройства ввода-вывода (точнее порты), инициирует вы- полнение процессором, начинает операции ввода-вывода и обрабатывает сигналы прерывания, отмечающие окончание операций ввода-вывода и осо- бые ситуации, возникающие при выполнении программ и работе устройств.

Программы управления заданиями обеспечивают ввод и интерпрета- цию команд, операторов, управляющих работой вычислительной системы и заданий, формируемых ее пользователями. Операторы с помощью специаль- ных команд воздействуют на порядок функционирования и получают ин- формацию о текущем состоянии вычислительной системы. Эти программы

интерпретируют задания в виде соответствующих действий и обеспечивают их необходимыми ресурсами, т.е. разделами оперативной и внешней памя- тей, устройствами ввода-вывода, наборами данных и др.

Задания, обеспеченные ресурсами, необходимыми для их выполнения, образуют задачи. Управление задачами реализуется супервизором. Для об-

ращения к программам управления заданиями применяется язык управления заданиями, в терминах которого пользователи и операторы, управляющие работой вычислительной системы, записывают задания на выполнение в ней работ.

Программы управления данными обеспечивают доступ к наборам дан- ных и организацию работы устройств ввода-вывода. Средства управления данными настраивают программы на работу с конкретными наборами дан- ных и устройствами, в которых хранятся наборы, и за счет этого создают

возможность при программировании задач манипулировать с данными как с логическими объектами, не связанными с конкретными устройствами. Таким образом, управление данными сводится к сопряжению программ с наборами данных и устройствами, в которых они находятся, а использование этих уст- ройств контролируется и координируется супервизором. Функции ОС рас- ширяются за счет системного программного обеспечения – конкретно про- граммных средств телеобработки, управления базами данных, сетевой обра- ботки и др. Системное программное обеспечение является основой для по- строения прикладного программного обеспечения и предоставляет пользова- телю средства, необходимые для работы со специальными устройствами (на- пример, с аппаратурой передачи данных, удаленными терминалами и др.) или для специальной обработки данных (например, шифрования). Системные обрабатывающие программы ОС включают в себя: трансляторы с языков программирования или на языки смежных ЭВМ; редакторы связей, обеспе- чивающие сборку программных модулей в программы с заданной структу-

14