Методика определения и устранения неисправностей ЭВМ

В режиме косвенного доступа пользователь не имеет прямого контакта с ЭВМ. Этот режим был предшественником многопрограммных режимов в ЭВМ высокой и средней производительности, он имел целью обеспечить более полную загрузку процессора за счет сокращения непроизводительных его простоев. В настоящее время он практически не используется, так как время работы процессоров в современных ЭВМ не является главным ресурсом системы, но принципы построения этого режима позволяют лучше уяснить сущность многопрограммной обработки.

Суть режима состоит в следующем.

Из подготовленных заданий пользователей  составляется пакет заданий. Процессор обслуживает программы пользователей строго в порядке их следования в пакете. Процесс выполнения очередной программы не прерывается до полного ее завершения. Только после этого процессор как ресурс отдается в монопольное владение следующей очередной программе. Как видно, доступ пользователя к ресурсам ЭВМ осуществляется косвенно средствами ОС, организующими автоматический переход от обслуживания одного задания пользователя к другому. Благодаря этому режим часто называют последовательной пакетной обработкой. При нем обеспечивается параллельная работа устройств ввода-вывода и процессора. Это позволяет значительно повысить производительность ЭВМ за счет сокращения простоев.

Режим косвенного доступа имеет  существенный недостаток. Он не позволяет  полностью исключить случаи простоя  процессора или непроизводительного  его использования. Всякий раз, когда  очередная программа, вызванная  в процессор, предварительно не обеспечена данными, процессор вынужден простаивать. При этом резко снижается эффективность использования ЭВМ. Этот случай отражен на примере выполнения задания В. Неэффективно работает ЭВМ и тогда, когда обрабатываемые программы захватывают процессор на длительное время. В этих случаях остальные программы пакета остаются без обслуживания. Особо опасны ситуации, в которых текущая программа не выходит на завершение (например, "испортилась" после сбоя во время решения или некорректно сформирована пользователем). В этом режиме у ЭВМ отсутствуют средства разрешения подобных конфликтов, и требуется вмешательство оператора.

Многопрограммный режим  работы ЭВМ позволяет одновременно обслуживать несколько программ пользователей. Реализация режима требует соблюдения следующих непременных условий:

* независимости подготовки заданий  пользователями;

* разделения ресурсов ЭВМ в  пространстве и времени;

* автоматического управления вычислениями.

Независимость подготовки заданий  пользователями обеспечивается развитыми  средствами САП. Используя имеющиеся  языки программирования, пользователи не должны учитывать ситуации, в  которых может произойти одновременное  их обращение к одним и тем  же ресурсам ЭВМ. Они могут использовать даже одинаковые идентификаторы, обращаться к одним и тем же библиотекам  программ и массивам данных, задействовать  одни и те же устройства и т.д. Очереди  к общим ресурсам должны обслуживаться  средствами ОС, не создавая взаимных помех  пользователям.

Автоматическое управление вычислительным процессом в многопрограммном режиме выполняется центральной программой управления задачами. Сущность управления сводится к управлению ресурсами. При  этом ОС составляет таблицы управления, выделяет ресурсы, запускает их в  работу и корректирует таблицы.

Различные формы многопрограммных (мультипрограммных) режимов работы различаются в основном значимостью различного рода ресурсов и правилами перехода от обслуживания одной программы пользователя к другой. Эти правила отличаются условиями прерывания текущей программы и условиями выбора новой программы из очереди, которой передается управление.

Различают следующие виды многопрограммной работы: классическое мультипрограммирование, режим разделения времени, режим  реального времени и целый  ряд производных от них.

Режим классического мультипрограммирования, или пакетной обработки, применительно к однопроцессорным ЭВМ является основой для построения всех других видов многопрограммной работы. Режим имеет целью обеспечить минимальное время обработки пакета заданий и максимально загрузить процессор.

Пакет заданий упорядочивается  в соответствии с приоритетами заданий, и обслуживание программ ведется  в порядке очередности. Обычно процессор  обслуживает наиболее приоритетную программу. Как только ее решение  завершается, процессор переключается  на следующую по приоритетности программу. В этом режим во многом похож на режим косвенного доступа. В режиме мультипрограммирования имеется существенное отличие. Если при обслуживании наиболее приоритетной программы создается  ситуация, что вычисления не могут  быть продолжены (например, требуется  ввести дополнительные данные), то прерывание обслуживания сопровождается передачей  управления следующей по приоритетности программе. Но как только условия, препятствующие продолжению наиболее приоритетной задачи, отпадут, процессор вновь  возвращается к продолжению решения  ранее прерванной программы.