Transcript ระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง (Multiprogramming System) Memory Layout for a Simple Batch System 1

ระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง (Multiprogramming System)
Memory Layout for a Simple Batch System
Multiprogrammed Batch Systems
1
ระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง (Multiprogramming System)
• หมายถึงระบบที่เครื่ องคอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลได้
มากกว่า 1 งานพร้อม ๆ กัน
• ดังนั้นผูใ้ ช้เครื่ องคอมพิวเตอร์กส็ ามารถที่จะทางานพร้อม ๆ กันได้
โดยไม่ตอ้ งรอ
• แต่อย่างไรก็ตามเทคนิคที่ใช้ในระยะแรกก็เป็ นแบบ
Multiprogrammed Batch Systems คือหน่วยประมวลผลก็จะยัง
ทางานทีละงานเรี ยงกันไป
• CPU จะประมวลผลเฉพาะงานที่บรรจุอยูใ่ นหน่วยความจาเท่านั้น
2
ระบบแบ่ งเวลา (Time-Sharing System)
• หมายถึงระบบมัลติโปรแกรมมิ่งที่มีการแบ่งเวลาการทางานให้กบั งานแต่
ละงาน
• โดยที่แต่ละงานจะมีการสลับเข้า/ออกระหว่างหน่วยความจากับดิสก์
• สาเหตุที่งานจะต้องถูกสลับออกไปเก็บไว้ที่ดิสก์
– งานนั้นจาเป็ นต้องติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก ซึ่ งไม่จาเป็ นต้องใช้ CPU
– งานนั้นหมดเวลาในการครอบครอง CPU
• OS จะต้องควบคุมการจัดเวลา CPU, ควบคุมการนางานเข้า/ออกจาก
หน่วยความจา
3
ระบบมัลติโปรเซสเซอร์ (Multiprocessor System)
• ระบบส่ วนมากจะใช้ CPU เพียงตัวเดียว แต่สาหรับระบบมัลติ
โปรเซสเซอร์หมายถึงระบบที่มีการใช้ CPU มากกว่า 1 ตัว
• ข้อดี
– เพิ่มประสิ ทธิภาพของเอาต์พตุ
– ประหยัดค่าใช้จ่ายเมื่อเปรี ยบเทียบกับระบบ CPU เดี่ยวหลายระบบ
– เพิม่ ความน่าเชื่อถือของระบบ
• OS จะมีความซับซ้อนมากกว่าระบบมัลติโปรแกรมมิ่งแบบ CPU
1 ตัว
4
ระบบแบบกระจาย (Distributed System)
• หมายถึงระบบที่มีการนาเครื่ องคอมพิวเตอร์มาต่อกันเป็ นเครื อข่าย
แล้วกระจายการทางานในแต่ละงานไปให้กบั เครื่ องคอมพิวเตอร์ที่
อยูใ่ นเครื อข่ายร่ วมกันประมวลผล
• ตัวอย่างระบบแบบกระจาย
– ระบบ Peer-to-Peer
– ระบบ Client-Server
5
ระบบ Peer-to-Peer
• เป็ นระบบแบบกระจาย โดยมีเครื่ องคอมพิวเตอร์ต่อเชื่อมอยูบ่ น
เครื อข่าย โดยที่เครื่ องคอมพิวเตอร์ทุกตัวสามารถกาหนดการเชื่อมต่อ
เองได้โดยไม่ตอ้ งมีตวั กลางทาหน้าที่ควบคุม
เครื่ อง 1
เครื่ อง 2
เครื่ อง 3
เครื่ อง 4
6
ระบบ Client-Server
• เป็ นระบบแบบกระจาย โดยมีเครื่ องคอมพิวเตอร์ 2 แบบ
– เครื่ องคอมพิวเตอร์ที่ทาหน้าที่ให้บริ การ (Server)
– เครื่ องคอมพิวเตอร์ที่ทาหน้าที่ขอรับบริ การ (Client)
– ระหว่างเครื่ อง Server และ Client ต้องมีการต่อเชื่อมกันอยูบ่ นเครื อข่าย
7
เหตุผลในการสร้ างระบบแบบกระจาย
• เพื่อให้สามารถใช้ทรัพยากรร่ วมกัน เช่น เครื่ องพิมพ์ ไฟล์ขอ้ มูล
ดิสก์ และอุปกรณ์อื่น ๆ (Share Resource)
• เพื่อเพิ่มความเร็ วในการประมวลผล (Speed)
• เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ (Reliablity)
• เพื่อการติดต่อแลกเปลี่ยนข่าวสาร (Communication)
8
ระบบงานแบตซ์
• คอมพิวเตอร์จะทางานได้ครั้งละ 1 งาน
• การสัง่ งานคอมพิวเตอร์ทาได้โดยการรวมงานที่
คล้ายกันเป็ นกลุ่ม แล้วส่ งให้เครื่ องคอมพิวเตอร์
ประมวลผล
• โดยจัดเรี ยงตามความสาคัญและตามลักษณะของ
โปรแกรมจัดเป็ นกลุ่มงานแล้วส่ งให้คอมพิวเตอร์
ประมวลผล
9
ระบบบัฟเฟอร์
• การทางานเพื่อขยายขีดความสามารถของระบบ ทาให้หน่วย
รับ – แสดงผลสามารถทางานไปพร้อม ๆ กันกับการ
ประมวลผลของ CPU
• ในขณะที่ประมวลผลคาสัง่ ที่ถูกโหลดเข้าซี พียนู ้ นั จะมีการ
โหลดข้อมูลเข้าไปเก็บในหน่วยความจาก่อน เมื่อถึงเวลา
ประมวลผลจะสามารถทางานได้ทนั ที และโหลดข้อมูล
ต่อไปเข้ามาแทนที่
• หน่วยความจาที่ทาหน้าที่เก็บข้อมูลที่เตรี ยมพร้อมนี้เรี ยกว่า
10
บัฟเฟอร์ (Buffer)
ระบบสพูลลิง่
• เป็ นมัลติโปรแกรมมิ่งพื้นฐาน ทาให้ซีพียทู างานเต็ม
ประสิ ทธิภาพ เพราะทาให้สามารถทางานได้ 2 งานพร้อมกัน
• งานแรกคือประมวลผลในส่ วนของซีพียู
• งานที่สองคือการรับ – แสดงผลข้อมูล
• ซึ่งต่างกับ buffer ที่ซีพียู และหน่วยรับ – แสดงผลทางาน
ร่ วมกัน
• ส่ วนสพูลลิ่งสามารถเลือกการประมวลผลตามลาดับ
11
ก่อนหลังได้ โดยคานึงถึง priority เป็ นสาคัญ
ระบบเรียลไทม์
• ระบบเวลาจริ ง หมายถึง การตอบสนองทันที เช่น ระบบ
ควบคุมโรงงานอุตสาหกรรม ระบบแขนกล ระบบภาพทาง
การแพทย์ ระบบหัวฉี ดในรถยนต์
• Real – time แบ่งได้ 2 ระบบ
• Hard real – time system เป็ นระบบที่ถูกรับรองว่าจะได้รับ
การตอบสนองตรงเวลา และหยุดรอไม่ได้
• Soft real – time system เป็ นระบบที่สามารถรอให้งานอื่นทา
ให้เสร็ จก่อนได้
12
ระบบคู่ขนาน
• คือ ระบบมัลติโปรเซสเซอร์ ที่มีซีพียมู ากกว่า 1 ตัว ในการ
ติดต่อสื่ อสาร และมีการแชร์เมโมรี ในการติดต่อสื่ อสารจะ
ผ่านทางช่องติดต่อ(ส่ งข้อมูล)
• เช่น ถ้ามีโปรเซสเซอร์ 10 ตัว แล้วเสี ยไป 1 ตัว ที่เหลือก็ยงั คง
ทางานได้ แต่อาจช้าลงหน่อย สิ่ งนี้เป็ นการช่วยระดับของ
ความอยูร่ อดของฮาร์ดแวร์
13