Режим реального времени

Это такой режим, когда время реакции ЭВМ соизмеримо с темпом субъекта взаимодействия ЭВМ (с оператором, программистом, со станком, с самолетом, ракетой и т.д.). Режим реального времени представляет собой основной режим современных универсальных ЭВМ. Все они снабжены устройствами связи с человеком: клавиатурой, дисплеем, мышкой, принтером и другими устройствами.

На ЭВМ, не имеющих ОС (ранние ЭВМ), был непосредственный доступ программиста или оператора к пульту машины. Он сам вводил программу, запуская ее в непрерывном или однотактовом режиме и наблюдая за выводом результатов по мере их получения. Это было эффективно пока программирование велось на машинном языке. Фактически пользователь имел ее в полном распоряжении и вел с ней диалог через кнопки и высвечивающееся содержимое регистров. Он работал в режиме on-line с ЭВМ.

Такой режим эффективен, пока время реакции человека (загрузка колоды ПК или ПЛ, работа с кнопками пульта, удар по клавише ПМ или просто время обдумывания дальнейшего плана) невелико по сравнению с временем реакции ЭВМ. Для первых ЭВМ время запуска задачи составляло 5 мин, счет 2 часа, только 4% машинного времени пропадало. С ростом производительности ЦП время подготовки осталось 5 мин, счет той же задачи уменьшился до 30 с, и оказывалось, что весь день тратится оператором, а не ЭВМ. По мере того как эта разница времени реакции ЭВМ и пользователя увеличивалась, режим работы on-line заменялся режимом пакетной обработки. Эффективность использования дорогостоящей ЭВМ увеличивалась, но время получения конечного результата возросло из-за невозможности диалога "человек-машина".

Например, прогон трансляции с языка Фортран занимал 1 мин. Результат с сообщениями об ошибках после ввода выдавался через несколько минут. Для внесения малейшего изменения необходимо было отперфорировать поправку текста программы и ожидать ввода следующего пакета. Если ошибки выявлялись на более поздних стадиях (логические ошибки), то исполнение программы задерживалось еще больше.

Позже человек опять был допущен к ЭВМ, но не через пульт управления, а через терминал. Ввод данных стал возможным через клавиатуру, результаты по мере их получения выдавались на экран дисплея. В случае ошибок человек переходил в режим редактирования, вносил исправления, заново запускал задание. Выбор режимов решения задачи также осуществлялся через диалог. Такой режим назван "реальное время" (Real Time).

Для недорогих ЭВМ (ПЭВМ) время простоя ЦП на протяжении диалога с человеком обходится дешево, поэтому с этим мирятся. Для средних и больших ЭВМ, чтобы ЦП не простаивал, подсоединяют несколько терминалов, т.е. используют мультипрограммный режим в реальном времени. Пока с одним пользователем происходит диалог, для других идет обработка запросов. Кроме этого, каждый может со своего терминала запустить задачу, не требующую диалога.

ОС для работы в реальном времени много сложней, чем для пакетного режима. Это связано с наличием следующих механизмов:

- регистрации информации в момент ее передачи в ЭВМ, для чего ЦП должен прервать выполнение текущей программы (ввод с клавиатуры);

- определения срочности обработки поступившего сообщения по сравнению с выполняемыми работами;

- приостановки программ, ожидающих ответа человека, и запуска готовых к выполнению программ в соответствии с их приоритетом;

- диалога ОС с человеком.

Примером систем реального времени могут служить MS DOS (однопользовательский однопрограммный режим) и WINDOWS (многопрограммный однопользовательский режим).

Разновидностью систем реального времени являются системы разделения времени и виртуальные вычислительные системы.

Дата добавления: 2015-10-02