Режимы работы вычислительной системы

При последовательном выполнении вычислительных процессов в один момент времени обрабатывается только одна программа пользователя. Этот режим работы называется однопрограммным.

При параллельном или одновременном типе вычислительного процесса активными могут быть несколько вычислительных процессов. Такой режим работы вычислительной системы называется мультипрограммным. В мультипрограммном режиме в интервале времени, в котором одна программа (один вычислительный процесс) освободила ресурс, другая программа может его занять.

На рисунке 1 показаны два режима организации процессов: в однопрограммном и мультипрограммном режимах соответственно.

Каждый вычислительный процесс, показанный на данном рисунке, состоит из последовательности следующих подпроцессов: считывания данных из внешней (дисковой) памяти (а), обработки данных (б), записи данных во внешнюю память (в), передачи данных в канал ввода-вывода (г), передачи данных из канала ввода-вывода внешним абонентам (д). Указанные подпроцессы требуют выделения ресурсов, процессорного времени (ПР), дисковой (ДП) и оперативной памяти (ОП), каналов доступа к памяти и каналу ввода-вывода (КВВ).

При однопрограммном режиме процессы выполняются последовательно, каждый из процессов занимает меньшее время, чем при мультипрограммной организации. Однако, в сумме по двум процессам, время выполнения оказывается большим из-за вынужденных «простоев» ресурсов.

Применение мультипрограммного режима, как следует из рисунка, уменьшает время выполнения всех процессов в совокупности за счет сокращения «простоев» ресурсов загрузкой параллельного процесса. Вместе с тем длительность выполнения каждого процесса в отдельности будет больше из-за невозможности мгновенного выделения ресурсов при переключении с процесса на процесс.

Наряду с мультипрограммным режимом существует понятие мультизадачный режим. Различие в этих терминах заключается в следующем. Как мультипрограммный так и мультизадачный режимы обеспечивают параллельное выполнение нескольких процессов. Механизм организации параллельной работы в мультипрограммном режиме обеспечивает сама ОС. В мультизадачном режиме эту функцию выполняет программист.

Приоритеты процессов

Организация управления ресурсами в мультипрограммном режиме может ориентироваться на одну из следующих стратегий:

- по возможности быстро обслуживать отдельные наиболее важные процессы, приоритетно предоставляя им все требуемые ресурсы, при необходимости отбирая их у других процессов,

-  предоставлять всем процессам равные возможности и обслуживать максимально возможное количество процессов, наиболее полно используя ресурсы.

Стратегия первого указанного типа приводит к необходимости присвоению каждому процессу некоторой численной характеристики, называемой приоритетом процесса, которые выстраивают все возможные обрабатываемые процессы в порядке их важности. В частности, более приоритетным процессом может считаться процесс, которому соответствует большее значение приоритета.

ЛЕКЦИЯ№3

Пассивный и активный вычислительные процессы