Перечислите особенности, достоинства и недостатки режима реального времени.

Режим реального времени (РВ) характеризуется тем, что

· компьютер средствами ОС осуществляет контроль и управление внешними объектами в темпе поступления данных от каждого объекта управления;

· природа объекта управления может накладывать определенные временные ограничения на обработку таких данных (управление станком или спутником, плавкой стали, стрельбой по нескольким движущимся целям, контроль критического состояния больного). Во всех случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена определенная программа управления объектом, иначе может произойти нежелательное событие.

В режиме РВ требуется:

· мгновенный (без задержек) запуск задачи на решение. Значит, место расположения файла задачи должно быть известно заранее, а все необходимые ресурсы выделены или свободны;

· быстрая (без «чужих» прерываний) отработка важной задачи в соответствии с ее специально установленным высоким приоритетом;

· гарантии, что задача будет отработана до требуемого срока.

А если таких задач много, усложняется организация, так как могут потребоваться круговая (карусельная) диспетчеризация и динамическое периодическое изменение приоритетов отдельных задач.

 

2. Каков критерий эффективности ВС, ОС которой работает в режиме реального времени?

Критерием эффективности здесь является способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (и управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство – реактивностью. Требования ко времени реакции зависят от специфики управляемого объекта: для контроллера робота – менее 1 мс, при моделировании полета – 40 мс.

В системах РВ мультипрограммная смесь представляет фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется по прерываниям от объекта или по плановому расписанию. Способность аппаратуры компьютера и ОС к быстрому ответу зависит в основном от скорости переключения с одной задачи на другую и, в частности, от скорости обработки сигналов прерывания.

Разработчики ОС РВ не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот обычно закладывают запас вычислительной мощности на случай пиковой нагрузки

3. Постройте диаграммы работы 3 программ (A: 2 – 9 – 1, B: 1 – 12 – 3, C: 4 – 11 – 2) и загрузки процессора для режима разделения времени при значениях Δt_m = 3 и Δt_m = 4.

4. В каком режиме (мультипрограммном пакетном или разделения времени) пропускная способность процессора в общем случае выше и почему?

Пропускная способность процессора в режиме РДВ ниже, чем в мультипрограммном пакетном. Ее снижают более частые переключения процессора с задачи на задачу, а также то, что на выполнение принимается любая задача, а не та, которая выполняется параллельно с УВВ. Поэтому критерием эффективности здесь является удобство и эффективность работы пользователя, а не пропускная способность

5. Каков критерий эффективности ВС, ОС которой работает в режиме разделения времени?

Это обстоятельство позволило строить на основе метода разделения времени диалоговые многопользовательские режимы работы ЭВМ с помощью дисплеев. Так, если n = 10, то Δt^раб= 10 * 200мс = 2 с. Такие задержки сравнимы с реактивностью человека (1–3 с.) и не являются ощутимыми. Заметим, что на каждом Δt_m ОС выполняет функции обычной мультипрограммной пакетной ОС.

6. В чем суть многозадачного режима и какие варианты его реализации известны?

Многозадачный режим: одновременное, параллельное существование и выполнение нескольких задач (заданий, процессов, потоков) с развитыми средствами переключения с одной задачи на другую. Реализованы различные варианты многозадачного режима, основанные на режимах РДВ и мультипрограммном пакетном:

· с вытесняющей многозадачностью (pre-emptive, time-sliced, истинной, независимой), основанной на квантовании времени;

· с кооперативной многозадачностью (cooperative, совместной, не вытесняющей);

· многопоточный режим (multi-threaded, с внутренней вытесняющей многозадачностью).

7. Какие функции ОС являются базовыми и почему?

Пользователи

7. Управление пользователями (администрирование)
6. Управление задачами
4. Управление связями	5. Управление вводом-выво-дом (логический уровень)
2. Управление процессами	3. Управление ресурсами
1. Управление оборудованием (физический уровень)

Аппаратура компьютера