Файл: Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 65

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4) механизмы

программного обеспечения системы

по­

иска в реальном масштабе времени

(рис. 1-3).

 

 

К а ж д а я из систем предполагает существование

про­

грамм

Генерации

файлов (2.1—2.4)

и их

Исполнителя

1.1. Н а

рисунках

иллюстрируется

элементная природа

каждого блока и

функциональная

независимость, прису­

щ а я системе программированияСледовательно, отдель­ ные 'Компоненты, такие как Супервизор файлов, Декодер

Номпилирующая\

программа

 

пользователя

 

 

^

 

e r ?

 

Fi — * • и

5

-* h

 

 

 

 

-

 

Рис. 1-4. Основная система поиска.

 

справочников,

Интерпретатор

запросов

и др.,

можно опи­

сать отдельными программными блоками . Это позволяет

детально отобразить

их внутреннюю

структуру.

 

 

И з о б р а ж е н н а я

на

рис. 1-4 основная система

поиска

состоит только из блоков 4.2 и 5, Супервизора

файлов

и

Декодера

справочников.

Более

того,

она

м о ж е т

только

отыскивать записи в ЗУ.ПД

без их обновления. Обновле­

ние и

обслуживание

всех

файлов

выполняется

пакетно

программами

2.1—2.4.

Эти программы

записываются

в виде

подпрограмм,

в ы з ы в а е м ы х

основной

компилиру­

ющей

программой,

написанной

пользователем

(как

это

делается в

языках

Ф О Р Т Р А Н

или

К О Б О Л ) .

 

 

 

Я з ы к запросов является частью основной программы

Пользователя.

Поисковые

ключи

передаются

 

Декодеру

справочников

 

с помощью

операнда,

записанного

в

опе­

раторе в ы з о в а подпрограммы . Декодер

(F2)

работает,

используя

оператор произвольного

доступа

к

компилято-

30


ру. Он может

в ы д а в а т ь

основной

программе предвари­

тельную информацию . Эта программа

в

свою

очередь

вызывает

 

Супервизор

 

файлов

д л я

поиска

записей

в Fi .

Адреса можно передать из блока 5 в 4.2

и обратно.

Л о ­

гические в ы р а ж е н и я

ключей

декодируются

основной

про­

граммой

и передаются

по

 

 

 

 

 

 

одному результату

за

раз

 

 

 

 

 

 

в

Декодер

 

 

справочников.

 

 

 

 

 

 

Точно т а к

ж е

выполняют­

 

 

 

 

 

 

ся

 

конечное

обозначение

 

 

 

 

 

 

и

обработка

записей

ос­

 

 

 

 

 

 

новной программой

Поль­

 

 

 

 

 

 

зователя.

 

К а ж д а я

запись

 

 

 

 

 

 

обрабатывается

так,

как

 

 

 

 

 

 

будто

она

разыскивается

 

 

 

 

 

 

в

Промежуточном

 

файле

 

 

 

 

 

 

(Fi).

 

Эта

система

может

\ компилирующая

 

 

обрабатывать

 

запросы

 

 

 

 

программа

 

 

как

в

неоперативном

ре­

 

 

 

 

пользователя

 

 

жиме,

используя ввод

на

 

 

 

 

 

 

перфокартах

или

перфо­

 

 

 

 

 

 

лентах и вывод на печать,

 

 

3

 

 

 

так и оперативно, исполь­

 

 

 

 

 

зуя терминал . А это

зави­

 

 

1

 

 

 

сит

от

программного обе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спечения

и ж е л а н и я

поль­

 

 

 

 

 

 

зователя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

рассмотренной

ос­

 

 

1\

 

 

 

новной системе полностью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

применимы

 

структуры

 

 

5

 

 

 

файлов,

 

которые

будут

 

 

 

 

 

рассматриваться

в

после­

 

 

 

 

 

 

дующих

главах .

 

 

 

 

Рис. 1-5. Работа с расширением

 

 

Рисунок 1-5 является

 

 

интерпретатора

запросов и

един­

модификацией

 

рис.

1-4.

ственным

терминалом.

 

Во-первых,

добавляется

 

 

 

 

 

 

Интерпретатор

запросов

 

(3),

передающий

основную

про­

грамму к Исполнителю

В-В.

Во-вторых, к

блокам 4.2 я 5

можно добавить средство оперативного обновления

(ука­

зано пунктиром) . Тогда Декодер

справочников

станет

подчиненным

по отношению

к Супервизору

файлов.

Так

как

в

системе,

показанной

на рисунке, не была присо­

единена

Программа

В-В,

то

она пока

является

однотер-

минадьной,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3J


Е щ е одна модификация, показанная

на

рис.

1-6,

включает Программу

В-В (6)

с З У П Д (Ts), т а к что

мож ­

но обслуживать несколько терминалов .

Эта

модифика ­

ция может т а к ж е

включать

в себя

библиотеку

при-

Операционная

система

12

I

Первая

исполнительная,

область

запросов

2

Рнс. 1-6. Работа с единственным заданием при многих терми-. налах.

кладных

программ

(блок 7 и F7)

и использовать

Тран­

зитный

файл

(Fe)

д л я дополнительной обработки.

Мно­

гие системы хранения и поиска

информации

подобны

рассмотренной

системе, так как р а б о т а с распределением

времени

является

.максимальным

требованием,

предъяв ­

л я е м ы м

к этой системе. Д л я этого

необходим более

мощ­

ный процессор и существенно усложненные исполнитель­ ные программы .


ГЛАВА ВТОРАЯ

З А П О М И Н А Ю Щ И Е УСТРОЙСТВА ПРЯМОГО ДОСТУПА

З а п о м и н а ю щ и е устройства прямого доступа ( З У П Д ) — общее название периферийных устройств, приблизитель­

ный

вид

характеристики доступа

к которым

показан на

рис.

2-1.

Н а этом ж е рисунке д л я

сравнения

приведены

аналогичные характеристики д л я устройств памяти на

магнитной ленте

и оперативной

памяти. Ш к а л а

по оси

времени здесь не

в ы д е р ж а н а , но

приближенно ее

можно

Расстояние между последобательшми адресами

Рис. 2-1. Сравнение характеристик доступа для ЗУПД, магнитной ленты и оперативной памяти.

считать логарифмической. Время доступа в оперативной памяти не зависит от расстояния м е ж д у адресами после­

довательных обращений

и л е ж и т в диапазоне 1 —

10 мксек. Характеристика

времени доступа к магнитной

ленте в пределах одной катушки очень близка к линей­ ной. (На катушке умещается приблизительно 15 млн.

байтов

или 3—4 млн. слов.) Д л я

лентопротяжного меха­

низма со скоростью 90 килобайт/сек

наклон этой

прямой

составляет обычно

около Ю - 5 сек/байт.

Отличие

З У П Д

состоит

в том, что

линейные участки его

характеристики

доступа

разделены

вертикальными скачками,

количества

и высота которых

определяются

механической

конструк­

цией устройства. По существу,

З У П Д можно

классифи­

цировать в зависимости от числа

и высоты этих изломов

характеристик (табл. 2-1). Д л я

З У П Д необходимо

т а к ж е

переопределить понятие расстояния м е ж д у адресами, что будет сделано ниже.

3—88

33


 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2-1

Классификация запоминающих устройств прямого доступа

Количество

.

Примерная

 

 

 

 

 

изломов

Наклон

линейной

 

 

 

 

высота изло­

Тип

устройства

 

характерис­

 

часто,

сх/байт

 

 

ма, мсек

 

 

 

тики

 

 

 

 

 

 

0

 

3 , 2 - Ю - 6 — 1 0 - 1 0 - °

Диски с

фиксированными

 

 

 

 

 

головками ила барабан

3

 

50

3 , 2 - Ю - 6 — 1 0 - Ю - 6

Диски с

подвижными

 

 

150

 

 

головками

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

9*

 

100

2-10-*

Магнитные карты и

Cell,

 

 

175

 

 

полоски (IBM Data

 

 

500

 

 

RCA Mass Storage, NCR

 

 

95

 

 

cram)

 

 

 

 

175

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

 

375

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

450

 

 

 

 

 

 

 

550

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

*Конкретные числа указаны для ЗУ на магнитных полосках фирмы IBM .

Основное различие между запоминающим устройст­ вом прямого доступа и памятью на магнитной ленте со­

стоит во времени обращения . В З У П Д можно обратиться к символу или последовательности символов и начать их пересылку в центральный процессор за время от не­ скольких десятков до нескольких сотен миллисекунд в зависимости от типа используемого оборудования . В па­

мяти на

магнитной ленте в отличие от З У П Д

не преду­

смотрено

произвольного доступа к информации . Вся ин­

ф о р м а ц и я просматривается подряд от начала

катушки

независимо от того, нужна ли она д л я работы

машины .

Поскольку полная прокрутка катушки занимает пример­

но 5 мин, то среднее время поиска

записи, расположен ­

ной в произвольном месте на

ленте,

составляет

пример­

но д в е с половиной минуты,

если

начинать от

начала

ленты, и одну треть от 5 мин,

т. е. 12/,ч мин, если начинать

34