ОС разделения времени и многопользовательские ОС

В однозадачном режиме работы процессор периодически выну­жден простаивать в ожидании окончания операций ввода и вывода, поскольку устройства ввода-вывода работают значительно медлен­нее процессора.

Желание программистов использовать время простоя процессо­ра привело к появлению многозадачных ОС.

Предпосылками к появлению таких систем явились:

- увеличение объёма ОП, что позволило загружать в память од­новременно несколько задач;

- появление системы прерываний (в частности прерываний по окончанию операций ввода-вывода и прерываний таймера);

- появление каналов ввода-вывода, осуществляющих прямой до­ступ к ОП, минуя процессор.

Если теперь какая-либо задача блокировалась до окончания опе­рации ввода-вывода, то процессор мог переключиться на выполнение другой задачи, и процессорное время использовалось более эффек­тивно.

Многозадачный режим работы может быть реализован с приме­нением разных стратегий планирования, что влияет на выбор для выполнения на процессоре очередной задачи, из стоящих в очереди. Все стратегии планирования, кроме того, делятся на прерываемые и непрерываемые.

Для пакетных ОС удобнее применять непрерываемые стратегии.

Для ОС, в которых важно время отклика задачи, в частно­сти, для ОС, в которых предусмотрен интерактивный режим работы пользователей, применяются стратегии с прерываниями, получившие обобщённое название планирования с разделением времени.

Основная идея стратегии планирования с разделением времени заключается в том, что каждой работающей в системе задаче выделя­ется свой квант времени, по истечение которого она обязана передать управление следующей задаче в очереди. Таким образом каждая работающая в системе задача периодически получает возможность выполняться на процессоре, и у пользователей складывается впечат­ление, что их задачи постоянно готовы воспринимать их команды. Для реализации такой стратегии в системе необходимо наличие си­стемного таймера и прерывания по таймеру.

В зависимости от стоящих перед системой целей, очередная зада­ча выбирается из очереди готовых задач либо произвольным образом, либо в порядке общей очереди, либо в соответствии с присвоенным ей приоритетом.

При правильной организации планирования ОС разделения вре­мени обеспечивает всем пользователям, работающим в системе, ра­зумные времена ответов на их запросы.

Из-за необходимости постоянного переключения между задача­ми режим разделения времени менее эффективно использует ресур­сы ЭВМ для решения задач, чем режим пакетной обработки. Но разработчики ОС идут на это сознательно, поскольку в данном слу­чае преследуется цель повышения эффективности работы не самого компьютера, а человека, взаимодействующего с компьютером.