OŚRODEK BADAWCZO - ROZWOJOWY INFORMATYKI OPROGRAMOWANIE WlELODOSTJgPU Europejski Program Badawczy Diebolda Zeszyt 50 Warszawa» 1972 :\ :V'? ¿ '• v-'/' * .•"• • j V? ’• . -'T'.V.-- •. ■' - :■ S sww!.'5?.i> •- •• .-V ï à . OŚRODEK BADAWCZO ~ ROZWOJOWY JNEOPJMTYKI OPROGRAMOWANIE WIELODOSTEPU Europejski Program Badawczy DietoIda Wyłącznie do użytku na terenie PRL Zeszyt 50 /Fi 65/ Warszawa 1972 Działowy Ośrodek Informacji Tytuł oryginału: TIME SHARING SOFTWARE Doc. W 65 Tłumaczenie: Inż. Jędrzej Spychalski Redakcja merytoryczna: Dr Stanisław Nelken Opracowanie edytorskie: Janina Strawa Komitet Redakcyjny Redaktor Naczelny: Dr Zdzisław Zapolski Zastępca Redaktora Naczelnego: Dr Stanisław Nelken Sekretarz Redakcji: Janina Jerzykowska Redaktorzy: Inż. Mieczysław Gula Mgr inż. Franciszek Haratym Wydawca: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Informatyki Działowy Ośrodek Informacji Warszawa, ul. Czerniakowska 75/79 tel. 412 184 SPIS TREŚCI Streszczenia ....... *........... str. 5 I. Wprowadzenie .................. .............. ,ł 8 A. Zarys historyczny oraz terminologia.... f* 8 . B. Wnioski końco\ve *................. " 12 C. Zakres i metodologia niniejszego sprawoz­ dania ............... *.... ” 1 0 II. Czy stosować wielodostęp? ................... " 18 A. Zastosowania .................... ” 18 B. Dlaczego właśnie wielodostęp Z ........... " 23 C. Usługi zewnętrzne w zakresie wielodostępu . " 38 D. Systemy wielodostępne wewnętrzne ........... 11 40 E. Lista kontrolna decyzji w zakresie wielodostępu.......................... ,ł 42 III. Aktualna realizacja .................. " 47 A. Taktyki planowania i zarządzania procesorem ,ł 50 B. Zarządzanie pamięcią i zbiorami.......... ,ł 56 C. Zarządzanie terminalem i We/Wy ........ ,ł 70 D. Zarządzanie systemem oraz samozarządzanie • ” 74 17. Obszary problemowe i możliwości ich rozwiązania " 81 A. Efektywne wykorzystanie zasobów ....... " 82 B. Wyjście naprzeciw potrzebom użytkowników .. ” 111 C. Niezawodność ..................... ” 132 D. Poufność .................... " 138 E. Zarządzanie danymi ..................... *’ 143 V. Informacja a wielodostęp ................ " 157 Słowniczek.......................... " 164 Załącznik .......................... " 168 STRESZCZENIE Program Badawczy Diebolda w Stanach Zjednoczonych A.P. przeprowadził ostatnio badanie stanu umiejętności w zakresie wiolodostępu ze szczególnym naciskiem na jego oprogramowanie, jego bieżące możliwości i ograniczenia, oraz przewidywany w najbliższej przyszłości rozwój* Uważa się, że z powodu szyb­ kiego wzrostu zainteresowania wiełodostępom w Anglii oraz na terenie Europy kontynentalnej, wyniki tego badania będą miały duża znaczenie dla europejskich uczestników Programu. W zwią­ zku z tym w niniejszym dokumencie przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych przez Program Badawczy Diebolda w Stanach Zjednoczonych* Wielodostęp /time-sharing/, we wszystkich swoich przejawach, jest najszybciej rosnącym odcinkiem przemysłu komputerowego. W Stanach Zjednoczonych rynek dla tego typu sprzętu powięk­ sza się corocznie o około 75%» Także przeszło połowę przed­ siębiorstw interesujących się przetwarzaniem danych przewi­ duje, że zainstaluje tego rodzaju systemy już w roku 1971. Niniejsze sprawozdani© Programu Badawczego Diebolda, szcze­ gólni© się koncentrując na zagadnieniach oprogramowania,śle­ dzi bieżące zastosowania wielodostępu, jego stosowność oraz uzasadnienie, aktualny stan wiedzy w tym zakresie, oraz pow­ stając© trendy rozwojowe. Największy nacisk położono na ob­ szary problemowo, powiązane z nimi prace badawczo, oraz na możliwe rozwiązania. Zastosowanie wielodostępu spotyka się z coraz większym zain­ teresowaniem w przemyśle, kształceniu i świecie gospodarczym. Użytkownicy tłumaczą zastosowanie wielodostępu wygodą, elas­ tycznością i szybką reakcją, jak również niezadowoleniem z tradycyjnych metod przetwarzania danych. Jako krytyczne czyn­ niki podkreśla się także korzyści ekonomiczne oraz usprawnie­ nia w realizacji. Niektórzy z użytkowników deklarują, że na­ pisanie i sprawdzenie programu może być na przykład wykonane pięć do dziesięciu razy szybciej niż przy przetwarzaniu par- tiowym. W związku z wprowadzaniom wielodostępu powstają problemy w zakresie sprzętu jak i oprogramowania, a mianowicie: efekty­ wne /wydajne/ wykorzystanie zasobów, wyjście naprzeciw po­ trzebom użytkownika, niezawodność, dyskrecja / aby informa­ cje nie dostały się w niepowołane ręce/, oraz kierowanie przepływem danych. Obecnie jednym z największych problemów jest zarządzanie pamięcią. Tutaj duży wpływ na strukturę da­ nych, sterowanie dostępem, politykę planowania przetwarzania i alokacji pamięci wywierają hierarchiczne ograniczenia zmie­ nnej szybkości przetwarzania, wielkości oraz czasów dostępu# Jedno z wielkich przedsiębiorstw zaprojektowało i opracowało specjalną logikę adresowania dla eksploatowanego systemu z pamięcią bębnową, mającą na celu zupełną eliminację opóźnień w dostępie. Przesyłanie danych rozpoczyna się natychmiast, bez względu na pozycję kątową bębna, do lub z odpowiednio za­ indeksowanego miejsca pamięci, przy zastosowaniu automatycz­ nej logiki tzw, noY/ijania” /wrap-around logie/. Tego rodzaju ulepszenia w sprzęcie torują drogę lepszemu projektowaniu i wdrażaniu oprogramowania. Technika ”stronicowania” /paging/ - 7 ~ - segmentacji pamięci jeszcze ciągle jest przedmiotem gorą­ cych dyskusji« A jednak mimo to wykazuje ona największy po­ tencjał poważnego wzrostu aż do momentu, kiedy nadejdzie e- ra bardzo dużych i bardzo szybkich pamięci centralnych - co z kolei może zapoczątkować nową rewolucję. Jednym z najwięk­ szych problemów dnia jutrzejszego będzie kierowanie przepły­ wem danych: pamięci asocjacyjne oraz dynamiczne struktury da­ nych mogą być kluczem do efektywnego i dogodnego zarządzania wspólnie użytkowanych zbiorów. Coraz więcej wielkich jed­ nostek gospodarczych uświadamia sobie potrzebę próbowania znalezienia sposobu zapewnienia płaszczyzny styku między ba­ zą danych a systemami wielodostępnymi. Nabycie możliwości wielodostępu można sklasyfikować według trzech etapów: /1/ zapisanie się do odpłatnej sieci usługo­ wej, /2/ własne opracowanie systemu na handlowo dostępnym sprzęcie, oraz /o/ zaprojektowanie i opracowanie specjalnego systemu sprzętu i oprogramowania na własny użytek. Proces po­ dejmowania decyzji w tych trzech etapach polega na określeniu, czy w ogóle istnieje zapotrzebowanie na wielodostęp, następ­ nie określeniu /na podstawie rozważenia finansowej strony za­ gadnienia, wielkości zapotrzebowania i innych czynników/ czy zadawalający będzie system dzierżawiony z sieci usługowej, czy też wymagany jest system własny. Sprzedawcę tego rodzaju usług dobiera się na zasadzie najlepszego dopasowania dostę­ pnych usług do Istniejących potrzeb. Większość użytkowników postawiło wniosek, że obecnie praktykowane wdrażanie wielo­ dostępu na uniwersalnych systemach sprzętu nie zapewnia wy­ dajnego działania wielodostępu właśnie z powodu tej uniwer­ salności sprzętu. Takie wnioski w niewielu przypadkach do­ prowadziły do trzeciego etapu uzyskania systemu wielodostęp­ nego, to jest do budowy specjalnego sprzętu i oprogramowania. I. WPROWADZENIE A* ZARYS HISTORYCZNY ORAZ TERMINOLOGIA Początki komputerów wielodostępnych datują się już od ro- ku 1940, kiedy to zaczęto eksploatować trójkonsolowy system opracowany przez Bell Telephone dla zagadnień, związanych z filtrami elektrycznymi. W połowie lat pięćdziesiątych pows­ tały wielodostępne wojskowe systemy dowodzenia i kierowania, jak na przykład SAGE. Termin wielodostęp /w jęz. ang.: time - sharing/ w tłumaczeniu dosłownym:"podział czasu" lub "udział w czasie" - domyślnie - w czasie pracy komputera/ po raz pier­ wszy użyto w początkach lat sześćdziesiątych dla opisania do­ świadczalnych systemów uniwersalnego przeznaczenia, wykorzys­ tywanych do rozwiązywania różnych problemów; szczególnie cho­ dzi tu c takie systemy jak CTSS /Compatible Time-Sharing Sys­ tem dla Projektu MAC w Massachusetts Institute of Technology/, JOSS /Johnniac Open-Shop System w przedsiębiorstwie RAND/, oraz TSS /Time-Sharing System w przedsiębiorstwie System De­ velopment Corporation/. Inne systemy wielodostępne zostały opracowane przez uniwersytety i organizacje prywatne. Działo się tak aż niemal do połowy dziesięciolecia , kiedy to producen­ ci komputerów poniewczasie zauważyli potencjalny rynek zbytu i.rozpoczęli opracowywanie własnych projektów w tym zakresie, lub nabyli systemy opracowane w sposób odosobniony celem ich dalszego rozpowszechnienia. Obecnie rynek zbytu dla systemów wielodostępnych zwiększa się w skali rocznej o około 75% . Wywiady zbiorowe, przeprowadzone przez takie organizacje jak _ 9 - Stowarzyszenie Organizacji Usług Przetwarzania Danych /Asso­ ciation of Data Processing Service Organisations - ADAPSO/, wykazały, że około 60% przedsiębiorstw zainteresowanych prze­ twarzaniem danych przewiduje w roku 1971 zainstalowanie sys­ temu wielodostępnego* To niezwykłe tempo rozwoju spowodowane jest trzema czyn­ nikami s 1. oszczędnościami uzyskiwanymi dzięki jednoczesności pra­ cy wielu uży tko\vników, mających łatwy dostęp do kompu­ tera, na który niewielu z nich mogłoby sobie pozwolić indywidualnie; 2* pozornie natychmiastowy czas dostępu oraz wskrzeszenie ciągłego wzajemnego oddziaływania między człowiekiem a maszyną, co w dużym stopniu zaniknęło przy eksploata­ cji w ośrodkach zamkniętych; 3. coraz większe zwracanie uwagi na lepsze wykorzystanie zasobów, których nie ma pod dostatkiem - zarówno lu­ dzi jak i maszyn. Jednakże przed przemysłem nie przestawały się piętrzyć coraz większe trudności.