Классификация операционных систем

Анализ риска предлагает учет всех изменений, как в сторону ухудшения, так и в сторону улучшения.

Иногда в процессе анализа риска ограничиваются анализом сценариев, который может быть проведен по следующей схеме.

1. Выбирают параметры бизнес-плана в наибольшей степени неопределенные.

2. Производят анализ эффективности проекта для предельных значений каждого параметра.

3. В инвестиционном проекте представляют три сценария:

o базовый,

o наиболее пессимистичный,

o наиболее оптимистичный (необязательно).

Стратегический инвестор обычно делает вывод на основе наиболее пессимистичного сценария.

Классификация операционных систем

Различные операционные системы могут различаться алгоритмов управления основными устройствами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

Однозадачные (MS DOS) и многозадачные (OC EC, OS/2, Unix, Windows)

Однозадачные ОС. Рассмотрим однозадачные ВМ с точки зрения их исторического развития (опуская историю механи­ческих и электромеханических устройств).

Период (1945-1955 гг.) (ламповые машины):

1. Операционных систем нет.

2. Программирование осуществлялось ис­ключительно на машинном языке.

3. Все задачи организации вычислительного процесса решались вруч­ную каждым программистом с пульта управления.

4. Вычислительная система выполняла одновременно только одну опе­рацию (ввод-вывод или собственно вычисления).

5. Программы выполнялись строго последовательно.

Такой режим работы называется последовательной обработкой данных.

В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычисли­тельных систем, их малым количеством и низкой эффективностью ис­пользования.

Второй период (1955 г.-начало 1960-х гг.). Компьютеры на основе транзисторов.

1. Раз­витие алгоритмических языков (LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.).

2. Появляются первые компиляторы, редакторы связей, библи­отеки математических и служебных подпрограмм.

3. Имен­но в этот период происходит разделение персонала на программистов и операторов, разработчиков вычислительных машин и специалистов по эксплуатации.

4. Изменяется сам процесс прогона программ. Текст программы оформляется в виде колоды перфокарт - зада­ние - с указанием необходимых ресурсов.

Основной недостаток. Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения программ, в результате процессор часто простаивает. Для повышения эф­фективности использования ВМ задания с похожими ресурсами начинают собирать вместе, создавая пакет заданий.

5. Появляются первые системы пакетной обработки (СПО). Программа, постоянно находящаяся в памяти компьютера автоматизируют запуск одной программы за другой из пакета и тем самым увеличивает коэффициент загрузки процессора. Программу можно назвать простейшей операционной системой, обеспечивающей обработку программ в однопрограммном пакетном режиме.

6. Появление магнитного диска (для которого не важен порядок чте­ния информации, в отличие от магнитных лент, которые были устройствами последовательного доступа) привело к возможности выбора определённого задания на исполнение.

7. СПО начинают решать задачи планирования заданий в зависи­мости от наличия запрошенных ресурсов, приоритетов, срочности вычислений и т. д.

Многозадачные ОС. Третий период (начало 1960-х - 1980 г. Компьютеры на основе интегральных микросхем).

Многозадачность называется условной если между задачами делится только оперативная память, но не процессорное время, то, так как реально работает только одна активная задача, остальные ждут или ее завершения, или внешней команды на переключение (активизацию) другой задачи. Типичный представитель такой ОС – Windows 3.х.

Многозадачность подразумевает распределение процессорного времени между задачами во время их выполнения на основе вытесняющего или не вытесняющего переключения.

Вытесняющая многозадачность –решение о переключении на другую задачу принимает сама ОС (например, на основе квантования процессорного времени между выполняемыми процессами). В качестве таких ОС можно назвать Windows NT, UNIX

Невытесняющая многозадачность. В последнем случае переключение на другую задачу происходит как бы по инициативе выполняемой задачи – в моменты освобождения процессора в связи с началом использования какого-то внешнего ресурса. Примерами таких ОС являются Windows 9x и NetWare.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

1. Системы пакетной обработки (ОС ЕС)

2. Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)

3. Системы реального времени (RT11)

Многозадачные ОС позволяют параллельно выполнять несколько задач, распределяя между ними ресурсы ЭВМ. Такой процесс обработки данных достигается за счет реализации алгоритма мультипрограммирования.

В СПО идея мультипро­граммирования заключается в следующем: пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходи­ло при однопрограммном режиме, а выполняет другую программу. Когда операция ввода-вывода заканчивается, процессор возвращается к выпол­нению первой программы.

Рассмотрим выполнение этих программ в многопрограммном режиме. Соответствующие временные диаграммы показаны на рис.

1. В начальный момент времени процессор ПР обслуживать программу А.

2. В момент времени t1 процессор прерывает выполнение программы А и начинается этап подготовки и выполнения обмена данными с ВУ – tА(в-в). Время его выполнения определяется скоростными характеристиками медленно действующих внешних устройств.

3. Параллельно ПР выполняет программу Б. В момент времени t2 программе Б необходимо передать обработанные данные на одно из ВУ.

4. Прерывание выполнения программы Б и подготовка к обмену с последующим его выполнением (отрезок tБ(в-в)).

5. Одновременно с выполнением этапов tА(в-в) и tБ(в-в) процессор начинает выполнять программу В. В момент времени t3 также происходит ее прерывание и начинается выполнение этапа tB(B-B).

6. В момент времени (t4) после завершения обмена на процессоре вновь начинает выполняться программа A.

7. В момент времени t6 происходит прерывание этой программы. К этому времени закончен обмен для программы В и процессор приступает к продолжению ее выполнения.

Указанная последовательность действий продолжает выполняться.

Главной целью ОС пакетной обработки, работающих в режиме мультипрограммирования является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Недостаток: Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени ВМ под управлением соответствующей ОС контролирует и (или) управляет внешними по отношению к ВМ событиями, происходящими в некоторых внешних объектах. Такой способ организации работы специфичен тем, что контроль и управление происходят в темпе, согласованном со скоростью поступления данных от объекта управления. На обработку данных накладываются определенные временные ограничения. Поэтому такой режим организации вычислительного процесса называют режимом реального времени и его организация возлагается на специализированную ОС. Применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

Поиск по сайту: