Режимы работы вычислительной системы

При последовательном выполнении вычислительных процессов в один момент времени обрабатывается только одна программа пользователя. Этот режим работы называется однопрограммным.

При параллельном или одновременном типе вычислительного процесса активными могут быть несколько вычислительных процессов. Такой режим работы вычислительной системы называется мультипрограммным. В мультипрограммном режиме в интервале времени, в котором одна программа (один вычислительный процесс) освободила ресурс, другая программа может его занять.

На рисунке 1 показаны два режима организации процессов: в однопрограммном и мультипрограммном режимах соответственно.

Каждый вычислительный процесс, показанный на данном рисунке, состоит из последовательности следующих подпроцессов: считывания данных из внешней (дисковой) памяти (а), обработки данных (б), записи данных во внешнюю память (в), передачи данных в канал ввода-вывода (г), передачи данных из канала ввода-вывода внешним абонентам (д). Указанные подпроцессы требуют выделения ресурсов, процессорного времени (ПР), дисковой (ДП) и оперативной памяти (ОП), каналов доступа к памяти и каналу ввода-вывода (КВВ).

При однопрограммном режиме процессы выполняются последовательно, каждый из процессов занимает меньшее время, чем при мультипрограммной организации. Однако, в сумме по двум процессам, время выполнения оказывается большим из-за вынужденных «простоев» ресурсов.

Рисунок 1. Режимы организации процессов

Применение мультипрограммного режима, как следует из рисунка, уменьшает время выполнения всех процессов в совокупности за счет сокращения «простоев» ресурсов загрузкой параллельного процесса. Вместе с тем длительность выполнения каждого процесса в отдельности будет больше из-за невозможности мгновенного выделения ресурсов при переключении с процесса на процесс.

Наряду с мультипрограммным режимом существует понятие мультизадачный режим. Различие в этих терминах заключается в следующем. Как мультипрограммный так и мультизадачный режимы обеспечивают параллельное выполнение нескольких процессов. Механизм организации параллельной работы в мультипрограммном режиме обеспечивает сама ОС. В мультизадачном режиме эту функцию выполняет программист.