Разработки операционных системдля ЭВМ БЭСМ-6 (Презентации)

Разработки операционных системдля ЭВМ БЭСМ-6Появление ко второй половине 60-х годов ЭВМ саппаратной поддержкой многозадачности и управленияпараллельной работой устройств стимулировали созданиедля этих ЭВМ операционных (управляющих) программныхсистем.Первые операционные системы (ОС) в СССР и вдальнейшем все более совершенные операционныесистемы для интенсивно развивающихся вычислительныхкомплексов были созданы в организациях Москвы,имевших высокий научный и конструкторский потенциал в Институте точной механики и вычислительной техники(ИТМ и ВТ) и Институте прикладной математики (ИПМ)Академии наук СССР.Выдающиеся ученые XX века академики СергейАлексеевич Лебедев и Мстислав Всеволодович Келдыш,имена которых в настоящее время носят эти институты,активно способствовали развитию работ по созданию ОСдля ЭВМ.В ИТМ и ВТ группу пионеровразработчиков ОС возглавил Л.

Н.Королев (основные участникиВ. П. Иванников и А. Н. Томилин),в ИПМ М. Р. Шура-Бура (основныеразработчики И. Б. Задыхайло,С. С. Камынин, Э. З. Любимский,В. С. Штаркман, позднее и В. Ф. Тюрин).Существенный вклад в развитиесистемных программных средств былвнесен также группой из лабораториивычислительной техники и автоматизацииОбъединенного института ядерныхисследований (ОИЯИ) в подмосковнойДубне под руководством Н. Н.

Говоруна.Были созданы многозадачные ОС для больших ЭВМБЭСМ-6 и "Весна", многоязыковая мониторная система"Дубна" для БЭСМ-6.Эти ОС обеспечивали параллельное выполнениепроцессов обработки информации и их иерархическуюорганизацию, интерактивный режим работы коллективапользователей ЭВМ и обработку информации в режимереального времени."Диспетчер-68"Большое влияние на развитие ОС для ЭВМ оказалосоздание в 1967 г. в ИТМ и ВТ под руководством Л.

Н.Королева первой ОС для ЭВМ БЭСМ-6, названной позднее"Диспетчер-68". Она обеспечивала совместное управлениеработой устройств ЭВМ, подготовку и решение задач вмультипрограммном режиме.Операционная система выполняла:-мультипрограммное решение задач;-управление одновременной работой всех каналов связи с внешнимизапоминающими устройствами и всех устройств ввода-выводаинформации;-совмещение вычислений во всех задачах с параллельной работойвнешних запоминающих устройств и устройств ввода-вывода;-организацию совместного динамического распределения ресурсовдвухуровневой памяти (оперативной и внешней), базирующуюся назамещении страниц в оперативной памяти;-распределение устройств между задачами;-буферизацию ввода-вывода;-развитую связь с оператором по управлению прохождением задач иработой устройств;-возможность многотерминальной работы в диалоговом режиме.Кроме этих основных функций "Диспетчер-68"обеспечивал вызов трансляторов с языковпрограммирования и автокодов."Диспетчер-68" явился основой последующихоперационных систем для БЭСМ-6: ОС "Дубна"(Н.

Н. Говорун, И. Н. Силин) и ОС "Диспак" (В. Ф. Тюрин) –«дисковой» операционной системы, ориентированной напакетную обработку и эксплуатируемой в дальнейшем набольшинстве ЭВМ БЭСМ-6.Существенное влияние оказал "Диспетчер-68" и наразработку в ИТМ и ВТ операционной системы реальноговремени для БЭСМ-6 ОС НД-70 ("Новый диспетчер-70") ссредствами организации параллельных вычислений(соподчинение задач, аппарат параллельных процессов),режимом работы в реальном времени и возможностьюорганизации многомашинного вычислительного комплекса.Разработкой ОС многомашинного комплексаруководил В.

П. Иванников.В центрах управления полетами космическихаппаратов на базе ОС НД-70 были созданы и в течениедвадцати лет активно использовались для обеспеченияуправления полетами несколько больших баллистическихи телеметрических программных комплексов реальноговремени.Вслед за НД-70 средства организации параллельныхпроцессов были введены в ОС "Диспак" для ЭВМ БЭСМ-6,что позволило программным комплексам реальноговремени базироваться и на этой ОС.На основе возможностей операционной системыБЭСМ-6 усилиями ряда ведущих научноисследовательских и производственных организаций спривлечением крупных математических сил СССР быласоздана первая в стране поставляемая промышленностьюполная система математического обеспечения ЭВМ(ОС, системы программирования, библиотеки программ).Операционная система ИПМ1967 г.

И. Б. Задыхайло, С. С. Камынин и Э. З. Любимскийпредложили операционную систему ИПМ АН СССР длямашины БЭСМ-6 (ОС ИПМ). Эта система была реализованаколлективом программистов из ИПМ и ряда другихинститутов под руководством Э. З. Любимского.При разработке ОС ИПМ авторы широко использовалипринятые в обществе механизмы взаимодействия дляорганизации взаимосвязи между задачами и процессами.Все задачи рассматривались как члены коллектива(community), которые могут вступать друг с другом вразличные отношения от совершенной изоляции дополного разделения всех ресурсов.Каждый ресурс (память, файл, устройство) имелсвоего хозяина, который мог его отдавать илисдавать в аренду любой другой задаче,оговаривая соответствующие праваиспользования, в том числе и право дальнейшейпередачи в аренду.

При этом хозяин могзакрывать, а мог и не закрывать от себяарендуемый ресурс, что поддерживалосьшироким спектром средств синхронизациипроцессов.Обмен сообщениями между задачамиобладал всеми особенностями почтовыхотправлений, включая уведомление о вручении.Каждая задача могла открывать до восьмипроцессов, в том числе два специальныхвысокоприоритетных процесса для обработкисообщений и внутренних прерываний(аварийных ситуаций).Для управления процессами использовалсяаппарат событий, а также прямые командыоткрытия, закрытия, прерывания и пуска.

Однизадачи могли вызывать другие, выстраиваятаким образом деревья подчиненияпроизвольной глубины.При вызове подчиненной задачи можно былоопределить режим управления, при которомглавной задаче в любой момент оказывалисьдоступными любые ресурсы подчиненной иуправление ее процессами.Если подчиненная задача не выполнялаобработку своей аварийной ситуации, то главнаяполучала соответствующее сообщение и моглапредпринять необходимые действия.Эти возможности использовались приразработке таких задач-посредников, как,например, отладчик в режиме диалога.Мониторная система "Дубна"Первый транслятор с языка Фортран для БЭСМ-6 былразработан в 1969 г.

Н. Н. Говоруном, В. П. Шириковым идругими в ОИЯИ в Дубне. Этот транслятор затем былвключен в Мониторную систему "Дубна".Многоязыковая Мониторная система "Дубна" дляБЭСМ-6 (1970 г.) обеспечивала управление заданиями,создание и использование многоуровневых библиотекпрограмм.В систему входила библиотека программ общегоназначения, совместимая с библиотекой Европейскогоцентра ядерных исследований CERN.Мониторная система "Дубна"использовалась как с собственнойОС "Дубна" (с эффективнымиалгоритмами замещения страницоперативной памяти, динамическойсменой приоритетов задач,развитым аппаратом служебныхзадач и нерезидентных блоков), так ис другими ОС для БЭСМ-6.В Мониторную систему "Дубна" входили следующие компоненты:•транслятор (ассемблер) с автокода Мадлен на язык загрузки;•транслятор с языка Фортран на язык загрузки;•статический и динамический загрузчики;•библиотекарь и общие библиотеки стандартных программ;•редактор текстовой информации;•системные программы ввода-вывода.•••В дальнейшем в состав Мониторной системы быливключены другие трансляторы и системы:Алгол-ГДР;Фортран-ГДР;Форекс - оптимизирующий транслятор с языка, близкого кФортрану 77;транслятор с языка Паскаль;•• ГРАФОР - пакет графических программ;Мониторная система "Дубна" была созданаколлективом сотрудников ОИЯИ с участием специалистовиз Института атомной энергии им.

И. В. Курчатова и странучастниц ОИЯИ (ГДР, ВНР, КНДР).В дальнейшем развитии системы приняли участиетакже сотрудники ИК АН УССР, ИАПУ ДВНЦ АН СССР, ИФВЭи других организаций.Проводились также исследования и разработкидиалоговых систем, связанных, главным образом, смашиной БЭСМ-6 (системы Пульт, Димон, Мультидоступ идр. предоставляли пользователям возможностиредактирования текстов программ и запуска задач впакетную обработку).В 70-х годах под руководством Л. Н. Королеваи В.

П. Иванникова (основные участникиразработки И. Б. Бурдонов, А. Ю. Бяков,А. С. Косачев, С. Д. Кузнецов, В. И. Максаков,А. Н. Томилин) впервые была созданараспределенная ОС многомашинного комплекса,обеспечивающая сетевое взаимодействиевычислительных процессов в ЭВМ комплекса, атакже с процессами в глобальных сетях ЭВМ ииспользование внешних устройств всех ЭВМ влюбых вычислительных процессах,выполняющихся в комплексе.Была фактически обеспечена работа"конвейера ЭВМ", предназначенного дляобработки в режиме реального времени большихпотоков информации о полетах космическихаппаратов.Все эти разработки, в особенности для ЭВМБЭСМ-6, которая более десяти лет оставаласьсамой высокопроизводительной машиной встране, и для многомашинного вычислительногокомплекса реального времени АС-6, во многомопределили дальнейшие направления и характерисследований в отечественном системномпрограммировании.За время эксплуатации нескольких сотенБЭСМ-6 была накоплена уникальная библиотекапрограмм, которая стала беспрецедентныминтеллектуальным богатством страны.На представительныхвсесоюзных конференциях попрограммированию, состоявшихся в1968 г.

в Киеве и в 1970 г. вНовосибирске, широко обсуждалисьтеоретические и практическиедостижения в области создания ииспользования отечественных ОСнаряду с другими аспектамисистемного и прикладногопрограммирования.В ряде московских вузов с 60-х годовактивно готовились кадры поспециальности "Прикладная математика",включавшей и программирование.Большое значение имело открытие в1970 г.

факультета вычислительнойматематики и кибернетики в МГУ, которымруководил академик Андрей НиколаевичТихонов. Специализированные в областисистемного программирования кафедрывозглавили Л.Н. Королев, Н.П. Трифонов,М.Р. Шура-Бура.Был создан журнал Программирование"(главными редакторами его были Н.

П.Бусленко, Н. Н. Говорун; в настоящеевремя им является В. П. Иванников).Московскими учеными написан рядкниг по ЭВМ, программированию,математическому и программномуобеспечению ЭВМ и вычислительныхкомплексов, в которых отражены вопросыорганизации ОС ЭВМ ("Структуры ЭВМ иих математическое обеспечение" Л. Н.Королева, учебник "Программирование"Э. З. Любимского, Н. П. Трифонова и В. В.Мартынюка и другие монографии).Си и UNIX: немного историиОперационная система UNIX была создана в концешестидесятых годов не на пустом месте - в течениевсего этого десятилетия велись интенсивныеразработки языков.Все шестидесятые годы лучшие умы создавали то,чем мы сейчас пользуемся.Тогда родились интерактивный режим и режимразделения времени, были изучены способыуправления страничной памятью, механизмы защитыинформации, планирование заданий, принципыпостроения файловых систем и т.