Časové dělení

Time-sharing je způsob distribuce výpočetních zdrojů mezi mnoho uživatelů pomocí multiprogramování  a multitaskingu [ 1] . Vznik tohoto konceptu na počátku 60. let a aktivní vývoj v 70. letech vedly k významnému technologickému průlomu v historii výpočetní techniky .

Tím, že sdílení času umožnilo mnoha uživatelům komunikovat s jedním počítačem současně, výrazně snížilo náklady na poskytování výpočetního výkonu a umožnilo organizacím i jednotlivcům používat počítač, aniž by si jej museli kupovat. Také rozdělení času přispělo k vývoji nových interaktivních programů.

Historie

Dávkové zpracování

První počítače byly velmi drahé a pomalé zařízení. Obvykle byly navrženy tak, aby vykonávaly určitou sadu úkolů a byly ovládány z operátorského panelu, který ručně zadával krátké programy změnou polohy přepínačů na panelu. Tyto programy mohou běžet hodiny nebo dokonce týdny. Když ale rychlost počítačů začala růst, prostoje stroje v souvislosti se zavedením dalšího programu se staly nepřijatelné. Metodika dávkového zpracování vznikla s cílem snížit prostoje stroje při zadávání programu. Při dávkovém zpracování, jakmile jeden program skončil provádění, počítač načetl další.

Pro podporu procesu dávkového zpracování používali programátoři děrné štítky nebo děrné pásky . Jednalo se o levná zařízení, která umožňovala vytvářet programy offline. Po napsání programu byl předán operátorům stroje, kteří se zabývali plánováním času jeho spuštění. Důležité programy byly spuštěny jako první, méně důležité programy po všech ostatních. Po konečném provedení programu se výsledek jeho práce obvykle vrátil programátorovi v tištěné podobě. Celý proces mohl trvat dlouhou dobu, během které programátor počítač vůbec neviděl.

Alternativa nechat uživatele ovládat počítač přímo byla obvykle příliš drahá, než aby bylo možné vůbec uvažovat. Tato situace omezovala interaktivní vývoj pouze na ty organizace, které si mohly dovolit plýtvat výpočetními cykly: šlo většinou o velké univerzity.

Sdílení času

Koncept „time-sharing“ vznikl jako výsledek poznání, že ačkoli každý jednotlivý uživatel používá počítač neefektivně, skupina uživatelů společně je mnohem efektivnější. Je to dáno samotnou formou interakce: uživatel zadává informace znak po znaku, mezi stisky kláves je pauza, během níž může počítač provést tisíce operací, ale pokud současně pracuje skupina uživatelů, pauzy jeden uživatel může být naplněn činností ostatních. Pokud zvolíte optimální velikost skupiny, výrazně se zvýší efektivita využití počítače. Podobně lze uživatelům přidělit časové intervaly, které počítač stráví čekáním na přečtení přenosu z disku, pásky nebo sítě.

Ve srovnání s dávkovým zpracováním je implementace systému, který využívá výhody sdílení času, obtížná. Dávkové zpracování bylo jednoduše formou organizace práce s ranými počítačovými systémy. Počítače nadále spouštěly vždy jeden program pro jednoho uživatele a jediné, co se změnilo v dávkovém zpracování, bylo zkrácení doby mezi spuštěním programu. Návrh systému, který by podporoval současnou práci mnoha uživatelů, se od tohoto zásadně lišil. Kontexty („stavy“) každého uživatele a jeho programů musely být uloženy ve stroji a musely být rychle nahrazeny jinými. Přepínání kontextu vyžadovalo značný počet cyklů procesoru a bylo velkým problémem pro pomalé stroje té doby. S tím, jak se však rychlost počítačů rychle zvyšovala , a co je důležitější, v množství paměti, která mohla pojmout uživatelské stavy, se režie sdílení času odpovídajícím způsobem snížila.

Předpokládá se, že tento koncept byl poprvé popsán Johnem Backusem během letního zasedání v roce 1954 na Massachusetts Institute of Technology [2] později Bobem Boehmerem počátkem roku 1957 v článku „Jak uvažovat o počítači“ pro časopis Automatic Control Magazine. . První projekt implementace systému sdílení času zahájil John McCarthy koncem roku 1957 na upraveném IBM 704 a později na upraveném IBM 7090 . Ačkoli opustil svou práci pro projekt MAC a další, jeden z jeho výsledků, známý jako Compatible Time-Sharing System nebo CTSS, byl prokázán v listopadu 1961. CTSS je považován za první systém sdílení času. Byl používán až do roku 1973. Dalším uchazečem o první demonstraci systému sdílení času byl systém PLATO II Donalda Blitzera , který byl veřejně předveden v Robert Allerton Park na University of Illinois na začátku roku 1961. Blitzer řekl, že projekt PLATO by získal patent na sdílení času, kdyby jen University of Illinois věděla, jak zpracovat patentové přihlášky rychleji. Prvním komerčně úspěšným systémem sdílení času byl Dartmouth Time Sharing System .

Vývoj

Během období od konce 60. let do konce 70. let byly počítačové terminály připojeny k velkým sálovým počítačům organizací (Centralized Computing Systems), které v mnoha implementacích postupně dotazovaly terminály, aby zjistily, zda existují nějaká další data nebo akce požadované uživatelem počítače. . V budoucnu se místo dotazování na terminály začala používat přerušení a pro komunikaci se používaly technologie paralelního přenosu dat, jako je standard IEEE 488 . Počítačové terminály byly zpravidla umístěny na vysokých školách a byly využívány stejně jako dnes stolní (osobní) počítače. Na samém počátku éry osobních počítačů byly mnohé z nich skutečně využívány jako terminály pro systémy sdílení času.

S rozvojem mikropočítačů na počátku 80. let se sdílení času dostalo do pozadí, protože jednotlivé mikroprocesory byly dostatečně levné, aby jedna osoba mohla ovládat veškerý čas procesoru, i když je nečinný. Internet však přinesl zpět koncept sdílení času. Drahé podnikové serverové farmy v hodnotě mnoha milionů dolarů poskytují tisícům uživatelů přístup ke stejným sdíleným zdrojům. Stejně jako rané sériové terminály se weby většinou zabývají výbuchy aktivity, po nichž následují období výpadků. Tato "burst" povaha umožňuje mnoha návštěvníkům stránek používat službu současně, takže žádný z nich nezaznamená žádné zpoždění přenosu dat, dokud zatížení serveru nebude příliš vysoké.

Pozoruhodné systémy sdílení času

• Allen-Babcock RUSH (vzdálení uživatelé sdíleného hardwaru) Systém sdílení času na hardwaru IBM S/360 [3] → Tymshare
• Unix AT&T Bell Labs → UC Berkeley BSD Unix
• BBN PDP-1 Time-sharing System → Massachusetts General Hospital PDP-1D → MUMPS
• BBN TENEX → DEC TOPS-20 , Foonly FOONEX, MAXC OS v PARC , Stanford Low Overhead Timesharing System (LOTS)
• Berkeley Timesharing System na UC Berkeley Project Genie → Scientific Data Systems SDS 940 ( Tymshare , BBN , SRI , Community Memory) → BCC 500 → MAXC v PARC
• Burroughs Time-sharing MCP → HP 3000 MPE
• Cambridge Multiple Access System byl vyvinut pro Titan , prototyp počítače Atlas 2 postavený Ferranti pro University of Cambridge . [4] Toto byl první systém sdílení času vyvinutý mimo Spojené státy, který ovlivnil pozdější vývoj UNIXu .
• CDC MACE, APEX → Kronos → NOS → NOS/VE
• CompuServe , také označovaný jako Compu-Serv, CIS.
• Compu-Time, Inc., [5] na Honeywell 400/4000, začala v roce 1968 ve Ft Lauderdale na Floridě, v roce 1970 se přestěhovala do Daytona Beach.
• Dartmouth Time Sharing System (DTSS) → GE Time-sharing → GEnie
• DEC PDP-6 Time-sharing Monitor → TOPS-10 → TSS-8 , RSTS-11 , RSX-11 → VAX/VMS
• HP 2000 Time-Shared BASIC
• IBM CALL/360 , CALL/OS - pomocí IBM 360/50
• IBM CP-40 → CP-67 → CP-370 → CP/CMS → VM/CMS
• IBM TSO pro OS/MVT → pro OS/VS2 → pro MVS → pro z/OS
• IBM TSS/360 → TSS/370
• International Timesharing Corporation na duálních systémech CDC 3300 . [5]
• MIT CTSS → MULTICS (MIT/ GE /Bell Labs) → Unix
• MIT Time-sharingový systém pro DEC PDP-1 → ITS
• McGill University MUSIC → IBM MUSIC/SP
• Michigan Terminal System , na IBM S/360-67 , S/370 a nástupcích.
• Michigan State University CDC ROZSAH / HUSTLER systém
• Národní CSS VP/CSS na řadě IBM 360 ; původně založené na IBM CP/CMS .
• Oregon State University OS-3, na řadě CDC 3000 .
• Základní počítač PRIMOS
• RAND JOSS → JOSS-2 → JOSS-3
• RCA TSOS → Univac / Unisys VMOS → VS/9
• Služba v oblasti informatiky a analýzy (SIA) na CDC 6600 Kronos .
• System Development Corporation Time-sharing System, na AN/FSQ-32 .
• Stanford ORVYL a WYLBUR na IBM S/360-67 .
• Stanford PDP-1 Time-sharing System → SAIL → WAITS
• Time Sharing Ltd. (TSL) [6] na systémech DEC PDP-10 → Automatické zpracování dat (ADP), první komerční systém přidělování času v Evropě a první duální (odolný vůči chybám) systém přidělování času.
• Tymshare SDS-940 → Tymcom X → Tymcom XX
• UC Berkeley CAL-TSS, na CDC 6400 .
• XDS UTS → CP-V → Honeywell CP-6

Poznámky

1. ↑ DEC TIMESHARING (1965), Peter Clark, The DEC Professional, VOLUME 1, Number 1
2. ↑ Backus, John, Computer Advanced Coding Techniques Archived 29. září 2018 na Wayback Machine , MIT 1954, strana 16-2. První známý popis počítačového sdílení času.
3. ↑ „Stručný popis opatření na ochranu soukromí v systému RUSH Time-Sharing System“ Archivováno 5. března 2016 na Wayback Machine , JD Babcock, sborník konference AFIPS, Spring Joint Computer Conference, sv. 30, 1967, str. 301-302.
4. ↑ Hartley, D.F. (1968), Systém vícenásobného přístupu Cambridge: uživatelská referenční příručka , Cambridge: Cambridge Univ. Press, ISBN 978-0901224002 
5. ↑ 1 2 Auerbachův průvodce sdílením času  . — Auerbach Publishers, Inc., 1973.
6. ↑ „Sdílení času“ Archivováno 5. března 2016 na Wayback Machine , James Miller. Staženo 30. listopadu 2013.

Literatura

• J. Bertin, M. Ritu, J. Rougier. Obsluha počítače s časovým dělením / ed. S.S. Lavrov; za. od fr. V A. Rybachenkov a V.I. Filippová. - 2. vyd. — M .: Nauka, 1972. — 207 s.
• G.N. Solovjov, V.D. Nikitin. Operační systémy počítačů. - M . : Vyšší škola, 1989. - 255 s. — ISBN 5-06-000131-8 .

Odkazy

• Nelson, Theodor (1974). Computer Lib: Počítačům můžete a musíte rozumět nyní ; Dream Machines : „Nové svobody prostřednictvím počítačových obrazovek – zpráva o menšinách“. vlastním nákladem. ISBN 0-89347-002-3 . str. 56-57.
• "Time Sharing Supervisor Programs" , poznámky porovnávající supervizní programy CP-67 , TSS/360 , Michigan Terminal System (MTS) a Multics od Michaela T. Alexandera, Advanced Topics in Systems Programming (1970, revidováno 1971), Univerzita Michigan Engineering Summer Conference.
• „Počítačový nástroj jako tržiště počítačových služeb“ , magisterská práce Roberta Frankstona z MIT, 1973.
• Reminiscence on the Theory of Time-sharing od Johna McCarthyho , 1983.
• Origins of timesharing od Boba Bemera .
• "40 years of Multics, 1969-2009" , rozhovor s profesorem Fernandem J. Corbató o historii Multics a původu time-sharingu, 2009.
• „Sálové počítače: ctnosti sdílení“ , Revolution: The First 2000 Years of Computing, Výstava Computer History Museum, leden 2011.
• „Sálové počítače: Timesharing jako podnikání“ , Revolution: The First 2000 Years of Computing, Výstava Computer History Museum, leden 2011.

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)
V bibliografických katalozích	J9U : 987007536562005171 LCCN : sh85135434