Структура СОД дает общее представление о составе технических средств и связей между ними. Дополнительные сведения о технических средствах даются в форме спецификации, где для каждого элемента структуры и каждого типа связей между элементами указывается: наименование элемента, приведенное на структурной схеме; тип устройства, соответствующего элементу структурной схемы; технические характеристики устройства или средства связи (производительность, емкость памяти, пропускная способность).

МПД1

МПД2

/КС1 КС2 КС3

КС4

КС5 КС6 КС7

КС8

Рис. 1.8. Двухмашинный вычислительный комплекс. и - процессор; ОП - оперативная память; МК -мультиплексный -канал; КНМД - контроллер НМД; КНМЛ - контроллер НМЛ; КД - контроллер дисплеев; МПД - мультиплексор передачи данных; КС - канал связи; Д - дисплей

В связи с процессами обработки данных технические средства рассматриваются как совокупность ресурсов двух типов: устройств и памяти. Устройство - ресурс, используемый для преобразования и ввода - вывода данных, разделяемый между процессами (задачами) во времени. Примеры устройств - процессоры, каналы ввода - вывода, периферийные устройства (ввода - вывода и внешние запоминающие) и каналы передачи данных. В каждый момент времени устройство используется одним процессом, реализуя соответствующие операции: преобразование или ввод - вывод данных. Основная характеристика устройства -производительность, определяемая числом операций, выполняемых в секунду, или пропускная способности определяемая количеством единиц информации (байтов), передаваемых в секунду. Память - ресурс, используемый для хранения данных и разделяемый между процессами по объему к времени. Примеры - оперативная память и накопители на магнитных дисках. Основная характеристика памяти - емкость, определяемая предельным количеством информации, размещаемой в памяти. В одной памяти одновременно могут размещаться данные, относящиеся к нескольким процессам. Накопитель на магнитных дисках содержит два ресурса, являясь одновременно памятью определенной емкости и устройством, обслуживающим операции ввода - вывода данных.

Таким образом, состав технических средств определяет номенклатуру ресурсов, используемых для хранения, ввода - вывода и преобразования данных. Конфигурация связей между устройствами определяет пути передачи данных в системе и порядок доступа процессов к устройствам и данным, хранимым в памяти.

Программное обеспечение. Технические средства СОД реализуют элементарные операции вводе - выводе и обработки данных. Требуемый набор функций, определяемых назначением СОД, обеспечивается совокупностью программ - программным обеспечении СОД.

Программное обеспечение СОД строится по многоуровневому, иерархическому, принципу. Основные процессы обработки данных описываются в терминах операций над математическими и логическими элементами данных, вводимых проблемно и процедурно-ориентированными языками программирования. Эти операции с помощью программных средств более низких уровней интерпретируются как более простые операции, в конце концов, сводятся к операциям, реализуемым техническими средствами СОД.

пользователи

Т

т

прикладное программное обеспечение

Операционная система

системные обрабатывающие данные

системное программное обеспечение

задание

супервизор

технические средства

Уровень 6

5

Рис. 1.9. Многоуровневая организация СОД

Пример многоуровневой реализации функций в СОД приведен на рис. 1.9. Технические средства СОД обеспечивают реализацию элементарных функций - операций ввода, хранения, преобразования и вывода данных, которые выполняются с помощью схем и средств микропрограммного управления. Функции, реализуемые техническими средствами, относятся к первому, низшему, уровню иерархии. Функции более высоких уровней сложности обеспечиваются программным обеспечением СОД, включающим в себя операционную систему и прикладное программное обеспечение.

Операционная система (ОС) - совокупность программ, предназначенных для управления работой СОД и реализации наиболее массовых процедур взаимодействия с пользователями, ввода - вывода, хранения и преобразования данных. Управление работой СОД сводится к управлению процессами и ресурсами, обеспечивающему эффективное использование оборудования СОД я требуемое качество обслуживания пользователей. Функции управления работой СОД реализуются управляющими программами ОС, включающими в свой состав супервизор, программы управления заданиями и данными. Супервизор контролирует состояние всех технических средств и процессов (задач) и управляет ими, обеспечивая необходимый режим обработки данных, путем распределения процессов в пространстве и времени. Супервизор выделяет задачам области (разделы)

4

3

2

1

памяти и устройства ввода - вывода, инициирует выполнение процессором программы, начинает операции ввода - вывода и обрабатывает сигналы прерывания, отмечающие окончание операций ввода - вывода и особые ситуации, возникающие при выполнении программ и работе устройств.

Программы управления заданиями обеспечивают ввод и интерпретацию команд операторов, управляющих работой СОД, и заданий, формируешь пользователями СОД. Операторы с помощью специальных команд воздействуют на порядок функционирования и получают информацию о текущем состоянии СОД. Эти программы интерпретируют задания в виде соответствующих действий и обеспечивают их необходимыми ресурсами - разделами оперативной и внешней памяти, устройствами ввода - вывода, наборами данных и др. Задания, обеспеченные ресурсами, необходимыми для их выполнения, образуют задачи. Управление задачами реализуется супервизором. Для обращения к программам управления заданиями применяется язык управления заданиями, в терминах которого пользователи и операторы, управляющие работой системы, записывают задания на выполнение работ в системе.

Программы управления данными обеспечивают доступ к наборам данных и организацию работы устройств ввода - вывода. Средства управления данными настраивают программы на работу с конкретными наборами данных и устройствами, в которых хранятся наборы, и за счет этого создают возможность при программировании задач манипулировать с данными как с логическими объектами, не связанными с конкретными устройствами. Таким образом, управление данными сводится к сопряжению программ с наборами данных и устройствами, а использование этих устройств контролируется и координируется супервизором. Функции, реализуемые управляющими программами ОС, относятся ко второму и третьему уровню функций системы (см. рис. 1.9).

Функции ОС расширяются за счёт средств системного программного обеспечения -программных средств телеобработки, управления базами данных, сетевой обработки и др. Системное программное обеспечение является основой для построения прикладного программного обеспечения и предоставляет пользователю средства, необходимые для работы со специальными устройствами (например, с аппаратурой передачи данных и удаленными терминалами) или для специальной обработки данных. Функции, реализуемые средствами системного программного обеспечения, относятся к четвертому уровню иерархия.

К пятому уровню относятся функции, выполняемые системными обрабатывающими программами ОС. Эти программы включают в себя: трансляторы с языков программирования: редакторы связей, обеспечивающие сборку программных модулей в программы с заданной структурой; средства отладки программ и перемещения наборов данных с одних носителей на другие и т. д. Функции, обеспечиваемые трансляторами; представляются в виде языков программирования: машинно-, процедурно- и проблемно-ориентированных языков, языков генерация программ ввода - вывода и др.

Прикладное программное обеспечение - совокупность прикладных программ, реализующих функции обработки данных связанные с конкретной областью применения системы. В системах автоматизации проектирования радиоэлектронной аппаратуры прикладные программы обеспечивают анализ электронных схем, размещение электронных элементов по конструктивным единицам, разводку соединений на печатных платах и т. д.: в автоматизированных системах управления производством - календарное и оперативное планирование производства на предприятии и а низовых производственных подразделениях, учет и анализ производственной деятельности и т. д. Состав прикладных программ определяется назначением системы.

К программным средствам СОД примыкают наборы данных, рассматриваемых как особая составляющая - информационное обеспечение СОД. Наборы данных - совокупность логически связанных элементов данных, организованных по определенным правилам и снабженных описанием, доступным системе программирования (средствам управления