Операционные среды, системы и оболочки: Учебное пособие [Ю. Б. Гриценко] (pdf) читать постранично, страница - 6

выполнение отдельной программы с ее данными на последовательном процессоре
[3]. В концепции, которая получила наибольшее распространение
в 70-е годы, под задачей (task) понимается совокупность связанных между собой и образующих единое целое программных модулей и данных, требующая ресурсов вычислительной системы
для своей реализации. В последующие годы задачей стали называть единицу работы, для выполнения которой предоставляется
центральный процессор. Вычислительный процесс может включать в себя несколько задач. Концептуально процессор рассматривается в двух аспектах: во-первых, он является носителем
данных и, во-вторых, он (одновременно) выполняет операции,
связанные с их обработкой.
В качестве примеров можно назвать следующие процессы
(задачи): выполнение прикладных программ пользователей, утилит и других системных обрабатывающих программ. Процессами могут быть редактирование какого-либо текста, трансляция
исходной программы, ее компоновка, исполнение. Причем
трансляция какой-либо исходной программы является одним
процессом, а трансляция следующей исходной программы –
другим процессом, хотя транслятор, как объединение программных модулей, здесь выступает как одна и та же программа, но данные, которые он обрабатывает, являются разными.
Определение концепции процесса преследует цель выработать механизмы распределения и управления ресурсами. Поня-

17

тие ресурса вычислительного процесса при рассмотрении операционных систем является не менее важным. Термин «ресурс»
обычно применяется по отношению к неоднократно используемым, относительно стабильным и «дефицитным» объектам, которые запрашиваются, используются и освобождаются процессами в период их активности. Другими словами, ресурсом является любой объект, который может распределяться внутри системы [2]. Ресурсы могут быть разделяемыми, когда несколько
процессов могут их использовать одновременно (в один и тот же
момент времени) или параллельно (в течение некоторого интервала времени процессы используют ресурс попеременно), а могут быть и неделимыми (рис. 1.1).
РЕСУРСЫ

Делимые

Используемые
одновременно

Неделимые

Используемые
параллельно
Рис. 1.1 − Классификация ресурсов

При разработке первых систем программирования под понятием «ресурсы» понимали процессорное время, память, каналы ввода/вывода и периферийные устройства [4]. Однако скоро
понятие ресурса стало более универсальным и общим. Различного рода программные и информационные ресурсы также могут быть определены для системы как объекты, которые могут
разделяться и распределяться, и доступ к которым необходимо
соответствующим образом контролировать. В настоящее время
понятие ресурса превратилось в абстрактную структуру с целым
рядом атрибутов, характеризующих способы доступа к этой
структуре и ее физическое представление в системе. Более того,
к ресурсам стали относиться и такие объекты, как сообщения и
синхросигналы, которыми обмениваются задачи.

18

В первых вычислительных системах любая программа могла выполняться только после полного завершения предыдущей.
Поскольку такие вычислительные системы были построены в
соответствии с принципами, изложенными в известной работе
фон Неймана, все подсистемы и устройства компьютера функционировали исключительно под управлением центрального
процессора. Центральный процессор осуществлял и выполнение
вычислений, и управление операциями ввода/вывода данных.
Соответственно, пока осуществлялся обмен данными между
оперативной памятью и внешними устройствами, процессор не
мог выполнять вычисления. Введение в состав вычислительной
машины специальных контроллеров позволило совместить во
времени (распараллелить) операции вывода полученных данных
и последующие вычисления на центральном процессоре. Однако по-прежнему процессор продолжал часто и подолгу простаивать, дожидаясь завершения очередной операции ввода/вывода.
Поэтому было предложено организовать так называемый мультипрограммный (мультизадачный) режим работы вычислительной системы. Суть его заключается в том, что пока одна
программа (один вычислительный процесс или задача) ожидает
завершения очередной операции ввода/вывода, другая программа (а точнее, другая задача) может быть поставлена на решение.
Мультипрограммирование – это режим обработки данных, при котором ресурсы вычислительной системы выделяются каждому процессу из группы процессов обработки данных,
находящихся в вычислительной системе, на интервалы времени,
длительность и очередность предоставления которых определяется управляющей программой этой системы с целью обеспечения одновременной работы в интерактивном режиме. При мультипрограммировании повышается пропускная способность системы, но время выполнения отдельного процесса никогда не превышает времени выполнения данного процесса в