Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Режимы работы ЭВМ (организация вычислительных процессов)





Организацией вычислительных процессов в ЭВМ занимаются управляющие программы операционных систем(ОС). Они обеспечивают взаимодействие аппаратуры ЭВМ и ПО, задают некоторый режим работы. Зачем нужны ОС, как они появились? Сначала появились алгоритмические языки и трансляторы. Цель – снизить трудоемкость программирования (перевода алгоритма А в машинные программы П) путем передачи этой рутинной работы трансляторам. Позже появились ОС. Их задача – автоматизировать взаимодействие программ и аппаратуры ЭВМ. Цель – повысить эффективность использования дорогостоящей аппаратуры ЭВМ.

Режим работы ЭВМ – это порядок прохождения задач (заданий) через ЭВМ. Задача – это программа и данные, загруженные в ОП, т.е. программа вместе с выделенными ей ресурсами. Различают режимы работы двух типов – однозадачный (однопрограммный) и мультизадачный (мультипрограммный).

В однопрограммном режиме аппаратура ЭВМ выполняет одну пользовательскую программу под управлением и с использованием программ ОС. Практически это двухпрограммный режим: пользовательская программа плюс программа ОС. Но поскольку программы ОС являются сервисными, обслуживающими запросы пользователя, такой режим называют однопрограммным (однозадачным). Работу ЭВМ в этом режиме можно проиллюстрировать следующей временной диаграммой (рисунок 2.1).

Основное достоинство однопрограммного режима – минимальное время ответа на запросы пользователя. Почему минимальное? Потому что все ресурсы ЭВМ (и аппаратные, и программные) находятся в распоряжении пользователя – нет конкуренции за ресурсы. Пользователь монопольно владеет всеми ресурсами.

 
 

Основной недостаток однопрограммного режима – неэффективное использование оборудования, в частности, процессора: как видно из временной диаграммы, большую часть времени процессор простаивает. Почему большую? Дело в том, что быстродействие ПУ, с помощью которых осуществляется ввод/вывод информации, обычно существенно ниже быстродействия процессора и памяти. В результате простоев процессора производительность ЭВМ минимальна. В силу этого недостатка однопрограммный режим используется лишь в дешевых ЭВМ класса микро-ЭВМ, в персональных ЭВМ, в частности.

В более мощных, дорогих ЭВМ однозадачный режим не применяется. В них с целью повышения эффективности использования дорогого оборудования применяется мультипрограммный режим. В этом режиме, кроме программ ОС, в ОП компьютера располагаются и (по очереди) выполняются несколько (в общем случае М) программ пользователей. Цель – увеличение загрузки ЦП и, как следствие, производительности ЭВМ. Работу ЭВМ в мультипрограммном режиме можно проиллюстрировать временной диаграммой (рисунок 2.2).

Как говорят в метрической теории ВС, мультипрограммный режим минимизирует т.н. цену производительности I: I=S/Λ, где S – стоимость ЭВМ, Λ – производительность ВК (количество задач в единицу времени). Впервые это понятие в вычислительной технике использовал В.М. Глушков.

 

 
 

Зависимость I, S, Λ от уровня мультипрограммирования М представлена на рисунке 2.3. Здесь Мопт – оптимальный уровень мультипрограммирования, зависит от многих факторов: класса решаемых задач, быстродействия устройств ВК, емкости памяти, структуры ВК и др.

 
 

Определение значения Мопт, при котором цена производительности принимает минимальное значение, - задача сложная, это теоретическая проблема. Практически (экспериментально) установлено, что для средних по вычислительной мощности ЭВМ оптимальный уровень мультипрограммирования Мопт лежит в пределах от 4 до 8, для больших – в пределах от 8 до 16.

Основное достоинство мультизадачного режима – минимизация цены производительности. Основной недостаток – увеличение времени решения (ответа) – из-за ожидания в очередях к ресурсам.

 







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.