Параллельное программирование

Параллельное программирование (concurrent programming ).- независимые программные модули или задачи выполняются (активны) одновременно, т.е. работают параллельно, при этом каждая задача выполняет свои специфические функцииОтдельные программные модули взаимодействуют между собой.

Параллельное исполнение может осуществляться на одной или нескольких ЭВМ, связанных распределенной сетью

В большинстве случаев применение обычных приемов последовательного программирования не позволяет построить систему реального времени.

Программирование в реальном времени (real-time programming) сильно отличается от последовательного программирования. Необходимо постоянно иметь в виду среду, в которой работает программа

В системах реального времени (СРВ) внешние сигналы, как правило, требуют немедленной реакции процессора.

Одна из наиболее важных особенностей СРВ является время реакции на входные сигналы, которое должно удовлетворять заданным ограничениям.

Специальные требования к программированию в реальном времени, в частности необходимость быстро реагировать на внешние запросы, нельзя адекватно реализовать с помощью обычных приемов последовательного программирования.

Основным объектом в СРВ является процесс (process) или задача (task). Между программами и процессами имеется существенное различие.

Программы представляют собой информацию о том, как обрабатывать и преобразовывать исходные данные, а процессы суть программы, исполняемые процессором.

Процесс состоит из:

1. области кода,. инструкций программы:

2. области данных, в которой хранятся переменные и константы,

3. свободной динамически распределяемой рабочей области памяти — кучи

4. Стека, который примыкает к куче и расширяется за ее счёт

Рис. Организация внутренней памяти процесса.

Функции операционных систем в среде реального времени

Операционная система (ОС) - это сложный программный продукт, предназначенный для управления аппаратными и программными ресурсами вычислительной системы.

ОС предоставляет каждому процессу виртуальную (логическую) среду, включающую в себя время процессора и память.

"Виртуальная среда" — это концептуальное понятие. Ее характеристики могут как совпадать, так и не совпадать с параметрами реального оборудования.

Многозадачная система, или система разделения времени имеет целью обеспечить одновременный доступ нескольких пользователей к дорогим вычислительным ресурсам и, соответственно, разделить между ними эксплуатационные расходы, т. е. повысить экономическую эффективность оборудования.

В системах реального времени целью многозадачного режима является изоляция друг от друга разных операций и распределение рабочей нагрузки между отдельными программными модулями. Единственным "пользователем" в этом случае является управляемая система.