Вывод: Проведена работа по ознакомлению со способами организации мультипрограммирования (многозадачности) и мультипроцессорной обработки в различных видах операционных систем.

Практическая работа №2

По дисциплине «Операционные системы»

Тема: Мультипрограммирование (многозадачность) и мультипроцессорная обработка в различных видах операционных систем.

Цель: Ознакомиться со способами организации мультипрограммирования (многозадачности) и мультипроцессорной обработки в различных видах операционных систем.

Ход работы

Задание:

I. Изучив теоретический материал, заполните таблицу, ответив на вопросы:

1. Главная цель мультипрограммирования в системах каждого вида

2. Критерии эффективности систем каждого вида

3. Опишите схему функционирования процесса

 

	Мультипрограммирование
Виды ОС
Системы пакетной обработки	Главной целью является минимизация простоев всех устройств компьютера, и прежде всего центрального процессора.	Максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.	В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач.
Системы разделения времени	Повышение удобства и эффективности работы пользователя.	Удобство и эффективность работы пользователя.	Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.
Системы реального времени.	Системах реального времени не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот, при проектировании программного управляющего комплекса обычно закладывается некоторый «запас» вычислительной мощности на случай пиковой нагрузки.	Способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия).	Мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется по прерываниям (исходя из текущего состояния объекта) или в соответствии с расписанием плановых работ.

4. Опишите как происходит совмещение во времени операций ввода-вывода и вычислений.

5. Как происходит переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой

6. Выделите достоинства и недостатки систем каждого вида

 

	Мультипрограммирование
Виды ОС
Системы пакетной обработки	Первый способ: процессор(канал) имеет систему команд, отличающуюся от системы команд центрального процессора. Эти команды специально предназначены для управления внешними устройствами Второй способ: Каждое внешнее устройство имеет свой собственный контроллер, который автономно отрабатывает команды, поступающие от CPU. Когда в системе выполняются одновременно несколько задач: Пока одна задача ожидает какого-либо события, процессор не простаивает, как это происходит при последовательном выполнении программ, а выполняет другую задачу.	переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит по инициативе самой активной задачи, например, когда она отказывается от процессора из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода.	Такой порядок повышает эффективность функционирования аппаратуры, но снижает эффективность работы пользователя.
Системы разделения времени	В начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие разные требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины. Например, вычислительных задач + задач с интенсивным вводом-выводом. Таким образом, выбирается «выгодное» задание.	Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго и время ответа оказывается приемлемым.	Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью Выполнение интерактивных приложений повышает и пропускную способность компьютера. Аппаратура загружается лучше, поскольку в то время, пока одно приложение ждет сообщения пользователя, другие приложения могут обрабатываться процессором.
Системы реального времени.	Существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная управляющая объектом программа.	Выбор программы на выполнение осуществляется по прерываниям.	Управление множеством устройств. Система может не справиться с работой именно тогда, когда она нужна в наибольшей степени.

II. Изучив теоретический материал, ответьте на вопросы:

7. Чем отличаются мультипроцессорная и мультипрограммная обработка?

В мультипрограммных системах параллельная работа разных устройств позволяет одновременно вести обработку нескольких программ, но при этом в процессоре в каждый момент времени выполняется только одна программа. То есть в этом случае несколько задач выполняются попеременно на одном процессоре, создавая лишь видимость параллельного выполнения. А в мультипроцессорных системах несколько задач выполняются действительно одновременно, так как имеется несколько обрабатывающих устройств — процессоров.

8. Могут ли на одном ПК одновременно использовать мультипрограммирование и многопроцессорность?

Конечно, мультипроцессирование вовсе не исключает мультипрограммирования: на каждом из процессоров может попеременно выполняться некоторый закрепленный за данным процессором набор задач

9. Каким способом ОС решает сложности, заключающиеся в возрастании числа конфликтов по обращению к устройствам ввода-вывода, данным, общей памяти и совместно используемым программам?

Необходимо предусмотреть эффективные средства блокировки при доступе к разделяемым информационным структурам ядра. Все эти проблемы должна решать операционная система путем синхронизации процессов, ведения очередей и планирования ресурсов. Более того, сама операционная система должна быть спроектирована так, чтобы уменьшить существующие взаимозависимости между собственными компонентами

10. Опишите особенности симметричной архитектуры мультипроцессорной системы.

11. Опешите особенности ассиметричной архитектуры мультипроцессорной системы

Ответы на вопросы 10-11 возможно оформить в виде таблицы:

	Симметричная система	Несимметричная система
Тип архитектуры	Симметричная архитектура мультипроцессорной системы предполагает однородность всех процессоров и единообразие включения процессоров в общую схему мультипроцессорной системы. Традиционные симметричные мультипроцессорные конфигурации разделяют одну большую память между всеми процессорами.	В асимметричной архитектуре разные процессоры могут отличаться как своими характеристиками (производительностью, надежностью, системой команд и т. д., вплоть до модели микропроцессора), так и функциональной ролью, которая поручается им в системе.
Способ организации вычислительного процесса	Симметричное мультипроцессирование реализуется общей для всех процессоров операционной системой. При симметричной организации все процессоры равноправно участвуют и в управлении вычислительным процессом, и в выполнении прикладных задач.	Функционирование системы по принципу «ведущий-ведомый» предполагает выделение одного из процессоров в качестве «ведущего», на котором работает операционная система и который управляет всеми остальными «ведомыми» процессорами. То есть ведущий процессор берет на себя функции распределения задач и ресурсов, а ведомые процессоры работают только как обрабатывающие устройства и никаких действий по организации работы вычислительной системы не выполняют.

Вывод: Проведена работа по ознакомлению со способами организации мультипрограммирования (многозадачности) и мультипроцессорной обработки в различных видах операционных систем.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: