Микропроцессорные средства и системы 1987 №3 1986 г.

Подвальный С. Л., Кравец О. Я., Михин Ю. А. - школьный вычислительный комплекс.


КАК УЧИТЬ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

УДК 081.32

С. Л. Подвальный, О. Я. Кравец, Ю. А. Михин

школьный вычислительный
комплекс

Многопользовательскую одноязы-
ковую интерактивную систему раз-
деления времени, разработанную для
микроЭВМ типа «Электроника 60»,
можно использовать автономно для
обучения программированию на
Бейсике и в качестве нижнего уров-
ня локальной сети. Это позволяет
эмулировать практически все ресур-
сы ЭВМ верхнего уровня и приме-
нять различные многопользователь-
ские обучающие программы (для
школ, ПТУ, УПК страны).

Достоинство предлагаемого ком-
плекса — отказ от дорогих и нена-
дежных периферийных устройств для
системных целей. В предлагаемом
комплексе использовано серийное обо-
рудование, поэтому основное внима-
ние здесь уделяется программному
обеспечению.

Адаптивная многотерминальная ин-
терпретирующая система (АМИС)
обеспечивает загрузку в память под-
лежащих выполнению пользователь-
ских программ, выполнение двух и
более программ на одном процессо-
ре, гарантию ответа, защиту про-
граммы и ее данных от влияния дру-
гих программ и пользователей, а так-
же восстановление своего состояния
при некатастрофических сбоях.

В качестве системного носителя
применено репрограммируемое ПЗУ,
позволяющее отказаться от накопи-
телей на магнитных дисках для хра-
нения ОС и поднять надежность
системы в целом. Стратегия выбора
работы обеспечивает максимальное
увеличение пропускной способности
системы [1] для распределения па-
мяти с несколькими непрерывными
разделами, число и размер которых
фиксируются после генерации АМИС
в процессе начального диалога. В лю-
бой момент времени функционирует
несколько заданий (каждое в своем
виртуальном процессоре), исполняе-
мых либо физическим процессором,
либо готовых к исполнению вирту-
альным процессором.

Планировщик (высокоприоритетный
процесс) выбирает готовый к выпол-
нению процесс, обрабатывая собы-
тия, поступившие от подсистемы
анализа команд, и выделяет ему
виртуальный процессор. Диспетчер
активизирует очередное задание, на-
ходящееся в состоянии готовности, и
реализует стратегию предоставления
всем пользователям одинаковых ус-
луг с минимизацией среднего време-
ни реакции системы [2j,

АМИС содержит единственную оче-
редь процессов. Применена цикличе-
ская (20 мс) дисциплина перерас-
пределения процессора. Если зада-
ние находится в заблокированном со-
стоянии, когда подошла его очередь,
то оно переставляется в конец оче-
реди и не активизируется, пока не
произойдет заблокировавшее его со-
бытие. Такое решение придает про-
граммному обеспечению (ПО) адап-
тивный характер.

Все процессы системы независимы
и используют независимые множест-
ва переменных. Задачи между со-
бой могут связываться только че-
рез устройство ввода-вывода (УВВ)
или полудуплексный почтовый ящик,
управляемый инвертируемым двоич-
ным семафором. Каждому термина-
лу соответствует собственный про-
цесс. Обмен между ними эквивален-
тен обмену между терминалами. Пе-
редаваться могут пользовательские
программы и данные.

Для предотвращения конфликтов
используется числовой семафор. Ра-
бота УВВ обслуживается супервизо-
ром по дисциплине очереди FIFO.
При этом каналы к УВВ выделяют-
ся и освобождаются динамически с
появлением и удовлетворением за-
явки на использование УВВ.

Система запускается через свой
монитор, производящий необходимые
инициализации и запуск интерактив-
ной подсистемы ввода, или через це-
почки НАЧАЛЬНЫЙ ЗАГРУЗЧИК-
АБСОЛЮТНЫЙ ЗАГРУЗЧИК—МО-
НИТОР (при вводе ОС с внешнего
несистемного носителя). Для АМИС
не требуется никаких периферийных

Рис. 1. Структура технических

средств школьного комплекса:
М2 — центральный процессор; ПЗ — ОЗУ
1ЬК слов (до 2); ПП2 — ПИЗУ 4К слов;
И12 — интерфейс последовательный двул-
кянальный (до 9); Д—дисплей (до 18);
ВЗ — интерфейс фотосчитывателя ФС;
В21 — интерфейс перфоратора ПЛ; И7—
интерфейс печатающего устройства УПП

Рис. 1. Структура технических

средств школьного комплекса:
М2 — центральный процессор; ПЗ — ОЗУ
1ЬК слов (до 2); ПП2 — ПИЗУ 4К слов;
И12 — интерфейс последовательный двул-
кянальный (до 9); Д—дисплей (до 18);
ВЗ — интерфейс фотосчитывателя ФС;
В21 — интерфейс перфоратора ПЛ; И7—
интерфейс печатающего устройства УПП

устройств, инициаторами обращений
к ним являются пользовательские
программы.

АМИС реализована на основе мик-
роЭВМ «Электроника 60М» с про-
цессором М2. Терминалы подключа-
ются к единому каналу обмена инфор-
мацией через устройства последова-
тельного обмена (рис. 1). Такая ми-
нимальная конфигурация может быть
докомплексирована различными УВВ.

Для работы АМИС используется
вся оперативная память • ЭВМ (ми-
нимум 4К слов, диспетчер памяти
не поддерживается), объем которой
вместе со степенью сложности ре-
шаемых задач определяет оптималь-
ное число пользователей, задаваемое
при генерации ОС (генерация на
заданное число терминалов при хра-
нении системы на РПЗУ происходит
в течение 1,5 с). Авторы рекоменду-
ют применять вариант генерации на
6...8 мест, хотя ПО и технические
средства позволяют обслуживать до
18 терминалов.

Опыт практической работы с
АМИС различных категорий пользо-
вателей (школьники, студенты, пре-
подаватели) показал, что в течение
двухчасового занятия каждый из них
в среднем запускает 5.,.7 заданий на
выполнение. В зависимости от слож-
ности решаемых задач и числа N
одновременно работающих пользова-

Рис. 2. Зависимость коэффициента
увеличения времени решения задача
многопользовательском режиме от чис-
ла терминалов при различных време-
нах однотерминального обслуживания

Рис. 2. Зависимость коэффициента
увеличения времени решения задача
многопользовательском режиме от чис-
ла терминалов при различных време-
нах однотерминального обслуживания

телейг реальное среднее время ответа
тм увеличивается п-о сравнению со
временем однопрограммного выпол-
нения т0. Их отношение Kz —тм0
может служить характеристикой за-
грузки системы и позволяет решать
вопрос о генерации АМИС на необ-
ходимое число терминалов (без воз-
никновения психологического диском-
форта пользователей). Результаты,
позволяющие оптимально выбирать
вариант генерации АМИС, приведе-
ны на рис. 2.

Другой характеристикой работы
системы является степень (%) ис-
пользования центрального процессо-
ра, которая зависит от числа терми-
налов N и среднего времени одно-
программного выполнения т0 (см.
таблицу).

Длительная эксплуатация системы
[3] подтвердила эффективность реа-
лизации описанных решений при
обучении школьников, учителей, сту-
дентов и преподавателей института.

Таблица

N

с

GO j

120 |

180 j

240

300

360 |

420

480 |

540

600

4

11,1

21,4

30,9

39,5

47,3

54,1

60,2

65,4

70,©

74,0

6

16,6

31,9

15,5

57,2

66,9

74,7

80,8

85,5

89,1

91,8

8

22,1

42,0

59,0

72,4

82,1

88,7

93,0

95,7

97,3

98,3

10

27,5

51,9

71,2

34,1

92,1

96,2

98,2

99,1

99,6

99,8

12

33,0

61,3

81,5

92,5

97,3

99,0

99,7

99,9

99,9

100

14

38,3

70,0

89,4

97,1

99,3

99,8

99,9

100

100

100

16

43,7

77,9

94,7

99,1

99,9

100

100

100

100

100

18

46,9

84,7

97,8

98,8

100

100

100

100

100

100

ЛИТЕРАТУРА

1. К е й л и н г е р т П. Элементы опе-
рационных систем. — М.: Мир,
1985.—295 с.

2. Феррари Д. Оценка производи-

тельности вычислительных сис-
тем.—М.: Мир, 1981.—576 с.

3. Подвальный С. Л., К р а в е ц
О. Я., Михин Ю. А. Многотер-
минальная интерпретирующая сис-

тема для микроЭВМ «Электрони-
ка 60» // Приборы и системы уп-
равления. — 1985—№ П. —С. 31,

Статья поступила 11 марта 1986 г.




СОДЕРЖАНИЕ:


  Оставте Ваш отзыв:

  НИК/ИМЯ
  ПОЧТА (шифруется)
  КОД



Темы: Игры, Программное обеспечение, Пресса, Аппаратное обеспечение, Сеть, Демосцена, Люди, Программирование

Похожие статьи:
Читатель-читателю - О железе, софте и прочем компьютера Profi...
О разном - Мысли Nuts о системном софте для спектрума.
Экранные эффекты - плавное "затухание" экрана из Сommando Tracer.

В этот день...   2 июля