Работа - мультипрограммная система
Cтраница 1
Работа мультипрограммной системы немыслима без использования программ супервизора. Поэтому перед началом выполнения каких бы то ни было программ система должна быть загружена программами супервизора. Процесс ввода всякого рода служебных программ называется начальной загрузкой системы. Основным средством хранения служебных программ являются магнитные ленты. Начальная загрузка системы сводится к вводу в ОЗУ необходимого набора программ, считываемых из НМЛ. Начальная загрузка выполняется в следующем порядке. С использованием средств ручного управления, находящихся на центральном пульте управления системы, через устройство ввода вводится набор команд, обеспечивающих считывание из НМЛ программы начальной загрузки. Введенные в машину команды вызывают в ОЗУ указанную программу и передают ей управление. Программа начальной загрузки обеспечивает вызов из НМЛ набора служебных программ, после чего система считается подготовленной к работе. Для первоначального ввода и записи на магнитную ленту служебных программ используются программы записи информации, которые обеспечивают ввод служебных программ с перфолент или перфокарт и перепись введенной в ОЗУ информации на магнитные ленты. Во время этих подготовительных работ система работает в однопрограммном режиме. [1]
Работа мультипрограммной системы становится возможной только в том случае, если программы будут защищены от взаимных помех. Защита программ в основном сводится к защите памяти. Из-за ошибок в программе и сбоев в работе оборудования могут формироваться неправильные адреса, из-за чего обращение происходит к ячейкам памяти, используемым другими программами. [2]
Порядок работы мультипрограммной системы, устанавливаемый планирующей программой, зависит от набора правил, используемых для выбора следующей целевой программы, получающей цикл активности, и для определения, как долго этой программе будет позволено идти непрерывно. Эти правила называются алгоритмом планирования, и разработка этого алгоритма является одной из наиболее трудных и в то же время наиболее важных задач при составлении супервизора. [3]
 |
Временная диаграмма работы УВМ в мультипрограммном режиме. [4] |
На рис. 25 - 5 показана временная диаграмма работы мультипрограммной системы, состоящей из трех программ ( П, П2, Я3), имеющих различные приоритеты. [5]
Совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих перестройку работы мультипрограммной системы при возникновении запросов на прерывание, называется системой прерывания. [6]
Из-за ошибок в программе и сбоев в работе оборудования могут формироваться неправильные адреса, которые ведут к ячейкам памяти, используемым другими программами. В результате такого рода ошибок одна программа может влиять на другие программы, уничтожая при записи результатов данные и команды, не имеющие отношения к выполняемой программе. Естественно, что работа мультипрограммной системы становится возможной только в том случае, если программы будут защищены от взаимных помех. Защита производится путем блокирования обращений к ячейкам памяти, выходящим за пределы области, отведенной для выполняемой программы. Таким образом, защита программ сводится к защите памяти, при этом в каждый момент времени допускается обращение только к ограниченной области памяти и блокируется обращение к ячейкам, лежащим вне этой области. Случай недопустимого обращения рассматривается как результат ошибки в программе, по которому происходит прерывание, классифицируемое как программное прерывание. [7]
Специальным случаем трассировки обращений к сервисным подпрограммам является трассировка запросов на операции ввода-вывода. Этот тип трассировки может стать весьма распространенным, поскольку события, связанные с вводом-выводом, оказывают существенное влияние на события, связанные с работой центрального процессора. Такая трассировка приобретает особое значение при оценке работы мультипрограммных систем или систем разделения времени. Несмотря на то что такие системы призваны обеспечить максимальное использование времени центрального процессора или времени, отведенного для задания ( это не обязательно одно и то же), нужно понимать, что набор средств ввода-вывода имеет критическое значение для осуществления этой цели. Во многих случаях для получения желаемых результатов этот набор должен быть расширен. [8]
Рассмотрим сначала вопрос о планировании заданий. В большинстве установок пакетной обработки истечение времени выполнения задания служит индикатором ввода и обработки новых данных. Чтобы выяснить, как скажется ввод дополнительных заданий на работе мультипрограммной системы, необходимо осуществить испытательный прогон. Таким путем можно подобрать наиболее эффективно обрабатываемую смесь заданий. [9]
Супервизор представляет собой комплекс программ, обеспечивающих мультипрограммную работу вычислительной системы на основе централизации управления работой вычислителя и всех внешних устройств. Основные программы, по которым в системе решаются задачи, взаимодействуют с системой в целом только через супервизор. Программы супервизора выполняют только служебные функции, и для программ супервизора не существует информации вне основных программ. При работе мультипрограммной системы обращения к супервизору происходят двумя путями. Во-первых, основная программа в процессе ее исполнения обращается к супервизору всякий раз, когда необходимо выполнить действие, которым управляет супервизор, например, выполнить ввод-вывод данных. Во-вторых, устройства мультипрограммной системы обращаются к супервизору в тех случаях, когда возникает необходимость в использовании вычислителя для обеспечения работы устройств, о чем супервизор извещается сигналами прерывания, поступающими через устройство прерывания. Порядок обращений к супервизору носит в основном случайный характер и определяется ходом выполнения основных программ и порядком функционирования устройств системы. [10]
Страницы: 1