Общая характеристика операционных систем с разделением времени, особенности ОС с режимом разделения времени. Сетевые и распределенные ОС

Логическим расширением системы мультипрограммирования стали системы с разделением времени. В этих системах использовались центральные ЭВМ, к которой было подключено определенно количество терминалов (вне машинного зала).

Внутренний механизм работы подобных систем заключается в следующем: процессное время делится на отдельные фрагменты (кванты). Длительность составляет несколько десятков миллисекунд. Организован механизм предоставления одного кванта времени процессора отдельному заданию пользователя. Поскольку кванты времени малы, у пользователя возникало ощущение, что он единственный работает с ЭВМ. За счет этого осуществлялась «параллельная» работа нескольких десятков пользователей за одним компьютером.

Таким образом, процессор переключается в системе реального времени не только в процессе ввода-вывода, но и просто по завершении кванта времени.

Поскольку все задания пользователей должны находиться в ОЗУ, то с увеличением числа пользователей возникает ситуация, когда места в памяти не хватает. С целью устранения этой проблемы была внедрена идея неполного нахождения исполняемой программы в ОП.

Основная часть программы находится на диске и фрагмент, который необходимо в данный момент выполнить, может быть загружен в ОП, а ненужный выкачан обратно на диск.

Это реализуется с помощью механизма виртуальной памяти. Основным достоинством такого механизма является создание иллюзии неограниченной ОП ЭВМ.

Механизм разделения времени оказал большое влияние на эффективность разработки ПО за счет сокращения сроков отладки программ. Хотя следует иметь в виду, что для задач сложного вычислительного характера режим разделения времени менее эффективный, чем пакетный, поскольку частое переключение процессора между выполняемыми программами требует затрат времени.

Особенности ОС с режимом разделения времени:

1. Хранение заданий в памяти или на диске

2. Откачка и подкачка (swapping). Загрузка заданий с диска в память и их выгрузка из памяти на диск.

3. Поддержка диалогового взаимодействия между пользователем и системой

4. Предоставление диалогового доступа к данным и коду пользовательской программы

Режим разделения времени, наряду с пакетным режимом, был основным в ОС 1960-х-1970-х годах (в СССР в 1980-х).

4. Четвертый период развития ЭВМ. Появились ПК, классические, распределенные и сетевые системы. Основным технологическим элементом стали сверхбольшие интегральные схемы. Произошло резкое удешевление компьютерной техники. За счет развития коммуникационных возможностей техники широкое распространение получили компьютерные сети.

ОС персональных компьютеров первоначально были упрощены, поскольку за ПК работал 1 пользователь. Пример: MSDOS. Позднее за счет возрастания мощности процессора появилась возможность реализации многозадачного режима, последующие наращивания многоядерности и многопроцессорности привели к тому, что в ОС ПК были реализованы многие механизмы ОС main fram (мейн-фреймов). Обычно эти ОС ПК стали называться локальными ОС. При объединении компьютеров в сеть, локальные ОС дополнялись некоторыми сетевыми механизмами взаимодействия. Пользователь имел возможность доступа к локальным ресурсам не только своего компьютера, но и других компьютеров сети.

Распределенные сети имеют свою собственную архитектуру, которая базируется на большом количестве числа процессоров и больших объемов памяти, которые по-разному предоставляются процессором. ОС распределенных систем достаточно специфичны с учетом самой структуры распределенной системы. Конкретный пользователь видит в ней определенный ресурс в виде определенной иерархической структуры без идентификаций реального ее местоположения (частный вариант: кластерные системы).