Файл: Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем. Состав и свойство вычислительных систем..pdf

Современные ЭВМ наряду со средствами, облегчающими написание и отладку программ, оснащаются также программными комплексами, обеспечивающими эффективное использование самих ЭВМ путем организации автоматического прохождения задач (управление заданиями), управления данными, динамическим распределением памяти, внешних устройств (управления ресурсами). Совокупность этих программных средств называется операционной системой. Операционные системы стали важной неотъемлемой частью ЭВМ. Без операционной системы не будет возможности для функционирования ЭВМ, ведь управление работой внешних устройств, обмен информацией, организация взаимодействия отдельных элементов ЭВМ в значительной мере осуществляют программы, которые входят в операционную систему. Под управлением операционной системы функционируют трансляторы с алгоритмических языков, системы программ, облегчающих программирование и отладку (в том числе и в диалоговом режиме), а также которые обеспечивают работу с графической информацией.

Операционные системы предоставляют средства для работы с большими массивами данных, для ведения, создания баз данных и различного рода информационно-поисковых систем. Операционная система обеспечивает использование ЭВМ в составе многомашинных комплексов, в сетях ЭВМ. Кроме языковых средств, которые облегчают программирование, пользователю также предоставляется возможность управлять работой операционной системы с помощью управляющих операторов (перфокарт), вводимых в ЭВМ вместе с программой.

В зависимости от режима работы, который обеспечивается операционной системой, существует три типа использования ЭВМ.

1) Пакетная обработка программ заключается в автоматическом прохождении (решении) потоков задач на ЭВМ, в том числе и в мультипрограммном режиме. Примерами операционных систем, которые обеспечивают такой режим работы, являются операционная система ЕС и ДОС ЕС для машин единой серии и машин фирмы ИБМ; системы ДУБНА и ОСДИСПАК для БЭСМ-6 система NOS/BE для машин фирмы Control Data.

2) Режим разделения времени дает возможность одновременного обслуживания многих пользователей, которые работают с терминалов, связанных с ЭВМ, в том числе находящихся на больших расстояниях от нее. В качестве примеров операционных систем, которые обеспечивают работу в таком режиме, можно назвать одну из ранних экспериментальных систем MULTICS и систему TSS/360 для машин ИБМ. В крупных вычислительных системах режим разделения времени, обычно, обеспечивается операционными системами, одновременно ведущих счет и в режиме пакетной обработки. Взаимодействие с операционной системой, при этом, происходит с помощью специальных подсистем, которые работают под управлением основной операционной системы. В NOS/BE это – система Intercom, в ОС ДУБНА - мультитайп, в ОС ДИСПАК - система ДИМОН, в ОС ЕС - ДУУВЗ и СРВ.

При работе с терминалов на ЭВМ, ведущей счет в пакетном режиме, пользователям предоставляются в режиме разделения времени только средства для набора, редактирования программ и их запуска на счет. Трансляция программ и счет проходят в обычном режиме пакетной обработки, как правило, с высшим приоритетом. Пользователи имеют возможность просмотра результатов прохождения задач и, если есть такая необходимость, могут заново их отредактировать и вновь запустить на счет. У программы так же есть возможность обращаться к терминалу и в реальном времени, как к внешнему устройству ЭВМ, для ввода-вывода информации в режиме диалога.

Системы режима разделения времени очень часто оснащаются трансляторами, которые работают в режиме интерпретации, в тот момент как отдельная инструкция преобразуется в коды ЭВМ и выполняется сразу же после ее набора на терминале.

3) Операционные системы в реальном времени обеспечивают функционирование ЭВМ на линии с внешним оборудованием, посылающие в произвольные моменты времени в ЭВМ информацию, которая требует оперативной обработки в момент ее поступления. Операционные системы данного типа имеют сое предназначение в управлении экспериментальными и технологическими, установками, которые на данный момент работают на линии с ЭВМ. Достаточно часто в роли операционной системы в реальном времени выступают, соответствующим образом, доработанные операционные системы пакетного режима. ЭВМ, которые предназначены для работы на линии с оборудованием (управляющие ЭВМ), имеют технические и программные средства, которые облегчают создание программ и их функционирование в реальном времени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На сегодняшний день, нет еще четкого понятия и терминологии математического обеспечения и системного программирования.

Раньше в состав операционной системы включались трансляторы, на сегодняшний момент большинство исследователей относят их к прикладным программам, которые работают под управлением операционных систем. Разными учеными название компонент операционных систем, а часто и разбиение операционных систем на отдельные компоненты делается по-разному. Это связано, главным образом, с быстрым развитием этой области науки и непрерывным появлением новых понятий.

Кроме рассмотренного выше математического и информационного обеспечения, ЭВМ общего назначения (операционные системы и прикладные пакеты общего назначения), существует и активно создается математическое обеспечение, которое нацелено на решение конкретных проблем в различных отраслях науки, техники и народного хозяйства. Программные проблемно-ориентированные комплексы создаются с использованием языковых средств и других возможностей, которые предоставляются операционными системами ЭВМ.

В основном, для управления и съема информации с экспериментальных установок, в крупных институтах ядерной физики и физики высоких энергий, широко используются десятки (а иногда более сотни) ЭВМ разного класса Для каждой такой установки созданы специальные операционные системы реального времени или разделения времени. Специализированные операционные системы обеспечивают работу не только ЭВМ, но и сложных электронно-механических систем. Огромные комплексы программ, которые управляются этими операционными системами, контролируют правильность работы аппаратуры, съем информации, ее обработку, сжатие, а так же накопление. Экспериментатору предоставляется широкий спектр средств диалогового-графического взаимодействия с системой.

Одна из частей системы работает в автоматическом режиме опознавания событий и их изображений. Кроме специальных операционных систем, в состав математического обеспечения экспериментов входят огромные комплексы программ, которые предназначены для обработки экспериментальной информации.

Не только для ядерной физики, а так же и для многих других отраслей науки и техники создавались большие проблемно-ориентированные комплексы программ. Среди них комплексы программ для обработки информации в молекулярной биологии и кристаллофизике, электро- (ЭПАК) и сейсморазведке(СЕИСПАК) полезных ископаемых, программные комплексы для автоматизации проектирования, для автоматизированных систем управления(АСУ) в народном хозяйстве и многие другие.

Обычно, создание программы для решения той или другой задачи, которая использует проблемно-ориентированную систему, заключается в подготовке ее описания на языке, который является управляющим, входным языком системы и построенным на основе определений и понятий, использующихся в данной области науки, техники.