Aikajako

Aikajako on tapa  jakaa laskentaresurssit monien käyttäjien kesken käyttämällä moniohjelmointia ja moniajoa [1] . Tämän konseptin ilmaantuminen 1960 - luvun alussa ja aktiivinen kehitys 1970 - luvulla johtivat merkittävään teknologiseen läpimurtoon tietojenkäsittelyn historiassa .

Koska useat käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa yhden tietokoneen kanssa samanaikaisesti, ajan jakaminen on vähentänyt huomattavasti laskentatehon tarjoamisen kustannuksia, mikä mahdollistaa organisaatioiden ja yksityishenkilöiden käyttää tietokonetta ilman sen ostamista. Myös ajanjako vaikutti uusien interaktiivisten ohjelmien kehittämiseen.

Historia

Eräkäsittely

Ensimmäiset tietokoneet olivat erittäin kalliita ja hitaita laitteita. Yleensä ne suunniteltiin suorittamaan tiettyjä tehtäviä ja niitä ohjattiin käyttöpaneelista, joka syötti manuaalisesti lyhyitä ohjelmia muuttamalla paneelin kytkimien asentoa. Nämä ohjelmat voivat kestää tunteja tai jopa viikkoja. Mutta kun tietokoneiden nopeus alkoi kasvaa, koneen joutoaika seuraavan ohjelman käyttöönoton yhteydessä tuli mahdottomaksi. Eräkäsittelymenetelmä syntyi tavoitteena vähentää koneen seisokkeja ohjelman tullessa. Eräkäsittelyssä heti kun yksi ohjelma oli suoritettu loppuun, tietokone latasi seuraavan.

Eräkäsittelyprosessin tukemiseksi ohjelmoijat käyttivät rei'itettyjen korttien rei'imiä tai rei'iteippiä . Nämä olivat edullisia laitteita, jotka mahdollistivat ohjelmien luomisen offline-tilassa. Ohjelman kirjoittamisen jälkeen se siirrettiin koneen käyttäjille, jotka suunnittelivat sen käynnistysajankohtaa. Tärkeät ohjelmat käynnistettiin ensin, vähemmän tärkeät ohjelmat kaikkien muiden jälkeen. Kun ohjelma lopulta suoritettiin, sen työn tulos palautettiin yleensä ohjelmoijalle painettuna. Koko prosessi saattoi kestää kauan, jonka aikana ohjelmoija ei nähnyt tietokonetta ollenkaan.

Vaihtoehto antaa käyttäjän hallita tietokonetta suoraan oli yleensä liian kallis edes harkittavaksi. Tämä tilanne rajoitti vuorovaikutteisen kehityksen vain niihin organisaatioihin, joilla oli varaa hukata laskentasykliä: nämä olivat enimmäkseen suuria yliopistoja.

Time Sharing

"Ajanjaon" käsite syntyi sen oivalluksen seurauksena, että vaikka jokainen yksittäinen käyttäjä käyttää tietokonetta tehottomasti, käyttäjäryhmä yhdessä on paljon tehokkaampi. Tämä johtuu vuorovaikutuksen muodosta: käyttäjä syöttää tietoa merkki merkiltä, ​​näppäinpainallusten välissä on tauko, jonka aikana tietokone voi suorittaa tuhansia toimintoja, mutta jos ryhmä käyttäjiä työskentelee samanaikaisesti, yksi käyttäjä voi täyttyä muiden toiminnasta. Jos valitset optimaalisen ryhmäkoon, tietokoneen käytön tehokkuus paranee merkittävästi. Vastaavasti käyttäjille voidaan antaa aikavälejä, jotka tietokone käyttää odottaessaan levyn, nauhan tai verkon siirtoa luettavaksi.

Eräkäsittelyyn verrattuna aikajakoa hyödyntävän järjestelmän toteuttaminen on vaikeaa. Eräkäsittely oli yksinkertaisesti eräänlainen työskentely varhaisten tietokonejärjestelmien kanssa. Tietokoneet jatkoivat yhden ohjelman suorittamista yhdelle käyttäjälle kerrallaan, ja eräkäsittely muutti vain ohjelman käynnistysten välisen ajan lyhenemistä. Monien käyttäjien samanaikaista työtä tukevan järjestelmän suunnittelu erosi tästä olennaisesti. Jokaisen käyttäjän ja hänen ohjelmiensa kontekstit ("tilat") piti tallentaa koneeseen, ja ne on voitava nopeasti korvata muilla. Kontekstin vaihtaminen vaati huomattavan määrän prosessorijaksoja , ja se oli suuri ongelma tuon aikakauden hitaille koneille. Kuitenkin, kun tietokoneiden nopeus lisääntyi nopeasti ja mikä vielä tärkeämpää, muistin määrä, johon käyttäjän tilat mahtuivat, aikajakokulut pienenivät vastaavasti.

Käsitteen uskotaan kuvailevan ensin John Backusin kesäistunnossa 1954 Massachusetts Institute of Technologyssa [2] myöhemmin Bob Boehmerin alkuvuodesta 1957 artikkelissa "Kuinka harkita tietokonetta" Automatic Control Magazinessa. . John McCarthy aloitti ensimmäisen projektin aikajakojärjestelmän toteuttamiseksi vuoden 1957 lopulla modifioidulla IBM 704 :llä ja myöhemmin muokatulla IBM 7090: llä . Vaikka hän lopetti työnsä MAC-projektin ja muiden takia, yksi hänen tuloksistaan, joka tunnetaan nimellä Compatible Time-Sharing System tai CTSS, osoitettiin marraskuussa 1961. CTSS:n väitetään olevan ensimmäinen aikajakojärjestelmä. Se oli käytössä vuoteen 1973 asti. Toinen haastaja aikajakojärjestelmän ensimmäiseen esittelyyn oli Donald Blitzerin PLATO II -järjestelmä , joka esiteltiin julkisesti Robert Allerton Parkissa Illinoisin yliopistossa vuoden 1961 alussa. Blitzer sanoi, että PLATO-projekti olisi saanut aikajakopatentin, jos Illinoisin yliopisto olisi osannut käsitellä patenttihakemukset nopeammin. Ensimmäinen kaupallisesti menestynyt ajanjakojärjestelmä oli Dartmouth Time Sharing System .

Kehitys

1960-luvun lopulta 1970-luvun lopulle tietokonepäätteet olivat yhteydessä organisaatioiden suuriin keskuskoneisiin (Centralized Computing Systems), jotka monissa toteutuksissa kyselyt päätelaitteilta peräkkäin nähdäkseen, oliko tietokoneen käyttäjän pyytämiä lisätietoja tai toimenpiteitä. . Tulevaisuudessa päätelaitteiden kyselyn sijaan alettiin käyttää keskeytyksiä ja viestintään rinnakkaisia ​​tiedonsiirtotekniikoita, kuten IEEE 488 -standardia . Pääsääntöisesti tietokonepäätteet sijaitsivat korkeakouluissa ja niitä käytettiin samalla tavalla kuin pöytätietokoneita (henkilökohtaisia) tietokoneita nykyään. Henkilökohtaisten tietokoneiden aikakauden alussa monia niistä käytettiin itse asiassa aikajakojärjestelmien päätteinä.

Mikrotietokoneiden kehityksen myötä 1980-luvun alussa aikajako jäi taka-alalle, koska yksittäiset mikroprosessorit olivat tarpeeksi halpoja, jotta yksi henkilö pystyi yksin hallitsemaan koko prosessorin aikaa, jopa käyttämättömänä. Internet on kuitenkin tuonut takaisin aikaosuuden käsitteen. Kalliit monen miljoonan dollarin yrityspalvelinfarmit antavat tuhansille käyttäjille pääsyn samoihin jaettuihin resursseihin. Kuten varhaiset sarjapäätteet, sivustot käsittelevät enimmäkseen toiminnan purkauksia, joita seuraa seisokkeja. Tämän "purskeen" luonteen ansiosta monet sivuston kävijät voivat käyttää palvelua yhtä aikaa, jolloin kukaan heistä ei huomaa tiedonsiirtoviiveitä ennen kuin palvelimen kuormitus nousee liian korkeaksi.

Merkittävät ajanjakojärjestelmät

• Allen-Babcock RUSH (jaetun laitteiston etäkäyttäjät) aikajakojärjestelmä IBM S/360 -laitteistossa [3] → Tymshare
• AT&T Bell Labs Unix → UC Berkeley BSD Unix
• BBN PDP-1 Ajanjakojärjestelmä → Massachusetts General Hospital PDP-1D → MUMPS
• BBN TENEX → DEC TOPS-20 , Foonly FOONEX, MAXC OS PARCissa , Stanford Low Overhead Timesharing System (LOTS)
• Berkeley Timesharing System UC Berkeley Project Genie → Scientific Data Systems SDS 940 ( Tymshare , BBN , SRI , Community Memory) → BCC 500 → MAXC PARCissa
• Burroughs Time-sharing MCP → HP 3000 MPE
• Cambridge Multiple Access System kehitettiin Titanille , prototyyppi Atlas 2 -tietokoneelle, jonka Ferranti rakensi Cambridgen yliopistolle . [4] Tämä oli ensimmäinen Yhdysvaltojen ulkopuolella kehitetty aikajakojärjestelmä, joka vaikutti UNIXin myöhempään kehitykseen .
• CDC MACE, APEX → Kronos → NOS → NOS/VE
• CompuServe , myös nimellä Compu-Serv, CIS.
• Compu-Time, Inc., [5] Honeywell 400/4000 : lla, aloitti toimintansa vuonna 1968 Ft Lauderdalessa, Floridassa, muutti Daytona Beachille vuonna 1970.
• Dartmouth Time Sharing System (DTSS) → GE Time-sharing → GEnie
• DEC PDP-6 Aikajakomonitori → TOPS-10 → TSS-8 , RSTS-11 , RSX-11 → VAX/VMS
• HP 2000 aikajaettu PERUS
• IBM CALL/360 , CALL/OS - käyttämällä IBM 360/50:tä
• IBM CP-40 → CP-67 → CP-370 → CP/CMS → VM/CMS
• IBM TSO for OS/MVT → for OS/VS2 → for MVS → for z/OS
• IBM TSS/360 → TSS/370
• International Timesharing Corporation kahdessa CDC 3300 -järjestelmässä. [5]
• MIT CTSS → MULTICS (MIT/ GE /Bell Labs) → Unix
• MIT -ajanjakojärjestelmä DEC PDP-1 :lle → ITS
• McGill University MUSIC → IBM MUSIC/SP
• Michigan Terminal System , IBM S/360-67 , S/370 ja seuraajat.
• Michigan State University CDC SOVELTAMISALA / HUSTLER-järjestelmä
• National CSS VP/CSS , IBM 360 - sarjassa ; perustui alun perin IBM:n CP/CMS :ään .
• Oregon State University OS-3, CDC 3000 -sarjassa.
• Prime Computer PRIMOS
• RAND JOSS → JOSS-2 → JOSS-3
• RCA TSOS → Univac / Unisys VMOS → VS/9
• Service in Informatics and Analysis (SIA) , CDC 6600 Kronos .
• System Development Corporation Time-sharing System, AN/FSQ-32 .
• Stanford ORVYL ja WYLBUR , IBM S/360-67 .
• Stanford PDP-1 Time-sharing System → SAIL → WAITS
• Time Sharing Oy. (TSL) [6] DEC PDP-10 -järjestelmissä → Automatic Data Processing (ADP), ensimmäinen kaupallinen ajanvarausjärjestelmä Euroopassa ja ensimmäinen kaksois (vikasietoinen) ajanvarausjärjestelmä.
• Tymshare SDS-940 → Tymcom X → Tymcom XX
• UC Berkeley CAL-TSS, CDC 6400 :ssa .
• XDS UTS → CP-V → Honeywell CP-6

Muistiinpanot

1. ↑ DEC TIMESHARING (1965), kirjoittanut Peter Clark, The DEC Professional, NIDE 1, numero 1
2. ↑ Backus, John, Computer Advanced Coding Techniques Arkistoitu 29. syyskuuta 2018 Wayback Machinessa , MIT 1954, sivu 16-2. Ensimmäinen tunnettu kuvaus tietokoneen aikajaosta.
3. ↑ "A Brief Description of Privacy Measures in the RUSH Time-Sharing System" Arkistoitu 5. maaliskuuta 2016 paikassa Wayback Machine , JD Babcock, AFIPS Conference Proceedings, Spring Joint Computer Conference, Vol. 30, 1967, s. 301-302.
4. ↑ Hartley, D.F. (1968), Cambridgen monikäyttöjärjestelmä: käyttäjän käsikirja , Cambridge: Cambridge Univ. Lehdistö, ISBN 978-0901224002 
5. ↑ 1 2 Auerbachin opas  ajanjakoon . — Auerbach Publishers, Inc., 1973.
6. ↑ "Time Sharing" Arkistoitu 5. maaliskuuta 2016 paikassa Wayback Machine , James Miller. Haettu 30. marraskuuta 2013.

Kirjallisuus

• J. Bertin, M. Ritu, J. Rougier. Tietokoneen käyttö aikajaolla / toim. S.S. Lavrov; per. alkaen fr. IN JA. Rybachenkov ja V.I. Filippova. - 2. painos - M .: Nauka, 1972. - 207 s.
• G.N. Solovjov, V.D. Nikitin. Tietokoneiden käyttöjärjestelmät. - M . : Korkeakoulu, 1989. - 255 s. — ISBN 5-06-000131-8 .

Linkit

• Nelson, Theodor (1974). Computer Lib: Voit ja sinun täytyy ymmärtää tietokoneet nyt ; Dream Machines : "Uudet vapaudet tietokoneiden näyttöjen kautta – vähemmistöraportti". itse julkaissut. ISBN 0-89347-002-3 . s. 56-57.
• "Time Sharing Supervisor Programs" , muistiinpanot, joissa vertaillaan CP-67 :n , TSS/360 :n, Michigan Terminal Systemin (MTS) ja Multicsin supervisor-ohjelmia, kirjoittanut Michael T. Alexander, Advanced Topics in Systems Programming (1970, tarkistettu 1971), yliopisto Michigan Engineering Summer Conferencesta.
• "The Computer Utility as A Marketplace for Computer Services" , Robert Frankstonin MIT-yliopisto, 1973.
• John McCarthyn muistoja aikajaon teoriasta , 1983.
• Bob Bemerin aikaosuuden alkuperä .
• "40 vuotta Multicsia, 1969-2009" , professori Fernando J. Corbatón haastattelu Multicin historiasta ja aikajaon alkuperästä, 2009.
• "Mainframe Computers: The Virtues of Sharing" , Revolution: The First 2000 Years of Computing, Computer History Museum -näyttely, tammikuu 2011.
• "Mainframe Computers: Timesharing as a Business" , Revolution: The First 2000 Years of Computing, Computer History Museum -näyttely, tammikuu 2011.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	J9U : 987007536562005171 LCCN : sh85135434