Управление ресурсами

Многозадачность

Многозадачность – это способность системы выполнять одновременно несколько приложений.

Можно одновременно делать расчеты, печатать документ и играть в игру.

Для каждого приложения выделяется своя доля времени процессора. У пользователя создается иллюзия одновременного решения задач.

Различают два вида многозадачности: кооперативная и преемптивная.

В кооперативной многозадачности каждому приложению назначается приоритет. Задачи малого приоритета решаются во время простоя задачи большого приоритета (ожидание нажатия клавиши, чтение – запись на диск и др.). Задача большого приоритета может забрать себе все время процессора. Задача самостоятельно решает, когда отдать процессор другой задаче.

В преемптивной многозадачности каждая задача получает фиксированный квант времени процессора. Окончание кванта всегда приводит к попытке передать управление другой задаче. Задачи решаются по очереди, являются преемниками друг друга. Ответственность за передачу процессора несет ОС.

Приложения Windows способны порождать процессы. Процесс – последовательность действий, которые могут выполняться независимо от других процессов. Например, можно открыть несколько документов. За каждым окном документа будет закреплен процесс. Поток – это часть процесса, который может выполняться независимо от других потоков. Деление процесса на потоки функция самого приложения, а порядок предоставления потокам процессорного времени осуществляется операционной системой.

Процесс состоит из потоков, в крайнем случае, из одного. Многозадачность Windows основана на способности ОС обрабатывать много потоков.

Сетевая ОС может еще успешнее справляться с многозадачностью, если поддерживает многопроцессорную обработку. Тогда процессы будут фактически выполняться одновременно, каждый на своем процессоре.

Есть две разновидности многопроцессорной обработки: асимметричная и симметричная. При асимметричной обработке один или несколько процессоров обслуживают только операционную систему, а остальные заняты только приложениями. При симметричной обработке любой процесс может быть поручен любому свободному процессору. Симметричная обработка более предпочтительна, т.к. в целом отказоустойчива и более равномерно распределяет нагрузку..

Ресурсы компьютера = основные ресурсы + устройства.

Основные ресурсы – это процессор, основная память и программы.

Устройства – дисплей, клавиатура, мышь, винчестер и др.

Без любого из устройств компьютер может работать, а без любого основного ресурса компьютер не работоспособен.

ОС Windows использует основные ресурсы как разделяемые, т.е. предоставляет их в одновременное пользование нескольким приложениям.

Процессор разделяется с помощью режима многозадачности.

Программы и память разделяются при запуске программ дважды, трижды и т.д. При этом в памяти хранится одна копия программы, а для данных организуются 2,3 и т.д. областей.

Устройства компьютера тоже используются как разделяемые.

Режим разделения зависит от устройства. Например, дисплей разделяется с помощью окон, принтер разделяется с помощью очереди печати.

ОС Windows относится к 32-разрядным ОС, т.е. она для хранения адреса памяти использует 32 бита. Это позволяет ОС Windows напрямую обращаться к 2³² байт = 4 Гигабайт основной памяти.

Виртуальная машина – часть разделяемых ресурсов, предоставленных одной задаче. ОС Windows организует для каждого приложения свою виртуальную машину. Каждое приложение «уверено», что оно решается на отдельном компьютере.

Драйвер – программа, которая управляет потоками данных к устройству и от устройства.

В Windows для интеграции программных и аппаратных средств используется технология Plug & Play (Вставь и играй / Включи и работай). Эта технология состоит в обеспечении следующих функций:

1. Распознавание устройств для их установки и настройки.

2. Уведомление и настройка драйверов устройств, ОС и интерфейса.

3. -объединение драйверов устройств, системных компонентов и интерфейса;

Изменение аппаратного состава отслеживается автоматически при включении компьютера и во время его работы.

Сейчас почти все устройства изготовляются с учетом технологии Plug & Play.