Мультизадачность и мультипрограммирование
Первые вычислительные машины выполняли программы последовательно. При этом операции ввода/вывода осуществлялись центральным процессором (CPU). При этом последний большую часть времени простаивал. С определенного периода развития компьютерных технологий появились специальные контролеры ввода/вывода и системы подключения к Глобальной сети Интернет (например, если использовать медиаконвертер). Это дало возможность одновременного обслуживания одним процессором нескольких процессов. Развивается мультипрограммный режим работы. При таком режим, пока один процесс осуществляет операции ввода (или вывода), другой исполняется на центральном процессоре. Приведем примеры реализации последовательного и параллельного выполнения двух процессов. Они, кроме основных вычислительных операций, выполняют еще и операции ввода/вывода.
При мультипрограммном режиме каждая программа выполняется дольше, чем при последовательном выполнении (как это происходит в SFP). Но две задачи завершаются раньше при параллельном выполнении. Таким образом, можно сделать вывод о том, что общее время реализации нескольких программ на одном компьютере при мультипрограммном режиме несравненно меньше. Режим мультипрограммирования (иногда говорят многопроцессорность) стал так же основой для эффективного решения другого класса задач – одновременной работы нескольких пользователей.
Мультипрограммный режим работы обеспечивает использование вычислительных ресурсов, организуя очереди запросов на доступ к ним. Такие очереди, учитывая разнообразие ресурсов, реализуют разным способом. Говорят, что для доступа к ним организуют несколько дисциплин обслуживания.
Общая схема обслуживания заявок на использования ресурса состоит в следующем. Если программе (процессу) необходимо использовать тот или иной ресурс, он формирует соответствующий запрос, который направляется соответствующей части операционной системы (часто называемой СУПЕРВИЗОР). В некоторых современных операционных системах такая часть ОС разделена на модули (отдельные супервизоры): прерываний, ввода/вывода и т.д. После обращения к ОС с требованием ресурса, запрос может быть обработан или поставлен в очередь. Первое имеет место в следующих случаях:
- запрашиваемый ресурс свободен;
- приоритет запроса выше, чем у остальных запущенных процессов;
- запрашиваемый ресурс допускает совместное использование с другими процессами.
После окончания работы с ресурсом процесс сообщает о своем отказе от него и ресурс освобождается
Резюмируя сказанное, отметим, что мультипрограммный режим работы требует от ОС создания и поддержания системы приоритетов для всех активных процессов. Такие приоритеты регулярно пересчитываются и после этого ресурсы системы выделяются в соответствии с новыми значениями приоритетов.
Понравилась статья? Вы можете оставить отзыв или подписаться на RSS, чтобы автоматически получать информацию о новых статьях.
Комментариев пока нет.