Войти
В вычислениях, разделение времени - это разделение вычислительного ресурса между множеством пользователей одновременно с помощью мультипрограммирования и многозадачности.
Его появление как выдающейся модели вычислений 1970-е годы ознаменовали собой крупный технологический сдвиг в истории вычислений. Позволяя множеству пользователей одновременно взаимодействовать с одним компьютером, разделение времени резко снизило стоимость предоставления вычислительных возможностей, позволило отдельным лицам и организациям использовать компьютер без его владения и способствовало интерактивному использованию компьютеров и разработка новых интерактивных приложений.
Первые компьютеры были чрезвычайно дорогими устройствами и очень медленными по сравнению с более поздними модели. Машины, как правило, предназначались для выполнения определенного набора задач и управлялись панелями управления, оператор вручную вводил небольшие программы с помощью переключателей, чтобы загрузить и запустить серию программ. Эти программы могут запускаться часами. По мере роста скорости компьютеров время выполнения уменьшалось, и вскоре время, необходимое для запуска следующей программы, стало проблемой. Новое программное обеспечение и методики пакетной обработки уменьшили эти "мертвые периоды" за счет постановки программ в очередь: были разработаны такие операционные системы, как IBSYS (1960).
Сравнительно недорогие перфокарт или бумажная лента писатели использовались программистами для написания своих программ в автономном режиме. Программы были представлены операционной группе, которая запланировала их запуск. Вывод (обычно распечатанный) был возвращен программисту. Полный процесс может занять несколько дней, в течение которых программист может никогда не увидеть компьютер.
Альтернатива, позволяющая пользователю напрямую управлять компьютером, была слишком дорогой, чтобы ее рассматривать. Это было связано с тем, что пользователи могли длительное время вводить код, пока компьютер оставался бездействующим. Эта ситуация ограничивала интерактивное развитие тем организациям, которые могли позволить себе тратить вычислительные циклы впустую: по большей части крупные университеты. Студенты Стэнфорда сняли короткометражный фильм с юмористической критикой этой ситуации.
Unix разделение времени в Университете Висконсина, 1978 Разделение времени было возникла из осознания того, что, хотя любой отдельный пользователь будет неэффективно использовать компьютер, большая группа пользователей - нет. Это было связано со схемой взаимодействия: обычно отдельный пользователь вводил информационные пакеты, за которыми следовали длинные паузы, но группа пользователей, работающих одновременно, означала, что паузы одного пользователя заполнялись действиями других. При оптимальном размере группы общий процесс может быть очень эффективным. Точно так же небольшие отрезки времени, потраченные на ожидание ввода диска, ленты или сети, могут быть предоставлены другим пользователям.
Утверждается, что эта концепция была впервые описана Джоном Бэкусом на летней сессии 1954 года в Массачусетском технологическом институте, а затем Бобом Бемером в его статье 1957 года «Как сделать рассмотрим компьютер »в журнале« Автоматическое управление ». В статье, опубликованной в декабре 1958 г. У. Ф. Бауэром, он писал, что «компьютеры будут решать ряд проблем одновременно. Организации будут иметь оборудование ввода-вывода, установленное в их собственных помещениях, и будут выигрывать время на компьютере примерно так же, как и компьютер. среднее домохозяйство покупает электроэнергию и воду у коммунальных предприятий ». Кристофер Стрейчи, который стал первым профессором вычислений в Оксфордском университете, в феврале 1959 года подал заявку на патент на разделение времени. Он передал эту идею Дж. CR Licklider на первой конференции ЮНЕСКО по обработке информации в Париже в июне того же года, где он выступил с докладом «Разделение времени в больших быстрых компьютерах».
Внедрение системы, способной Воспользоваться этим было изначально сложно. Пакетная обработка данных была фактически методологической разработкой на вершине самых ранних систем. Поскольку компьютеры по-прежнему запускали отдельные программы для отдельных пользователей в любое время, основным изменением пакетной обработки было время задержки между одной программой и другой. Совсем другое дело - разработка системы, поддерживающей одновременно нескольких пользователей. «Состояние» каждого пользователя и их программ должно быть сохранено в машине, а затем быстро переключаться между ними. Это занимало компьютерные циклы, и на медленных машинах той эпохи это было проблемой. Однако по мере того, как компьютеры быстро улучшались в скорости, и особенно в размере основной памяти, в которой сохранялись состояния пользователей, накладные расходы разделения времени, условно говоря, постоянно уменьшались.
Первый проект по внедрению разделения времени пользовательских программ был инициирован Джоном Маккарти в Массачусетском технологическом институте в 1959 году, первоначально планировался на модифицированном IBM 704, а позже дополнительно модифицированный IBM 709 (один из первых компьютеров, достаточно мощный для разделения времени). Один из результатов проекта, известный как Совместимая система разделения времени или CTSS, был продемонстрирован в ноябре 1961 года. CTSS имеет хорошие претензии на роль первой системы разделения времени и использовалась до 1973 года. Еще одним претендентом на первую продемонстрированную систему разделения времени был PLATO II, созданный Дональдом Битцером на публичной демонстрации в Роберт Аллертон Парк недалеко от Университета Иллинойса. в начале 1961 года. Но это была система специального назначения. Битцер уже давно сказал, что проект PLATO получил бы патент на разделение времени, если бы только Университет Иллинойса не потерял патент в течение двух лет. JOSS начал службу разделения времени в январе 1964 года.
Первой коммерчески успешной системой разделения времени была Дартмутская система разделения времени.
На протяжении конца 1960-х и 1970-х годов компьютерные терминалы были мультиплексированы на большие институциональные мэйнфреймы (централизованные вычислительные системы ), которые во многих реализациях последовательно опрашивали терминалы, чтобы узнать, доступны ли какие-либо дополнительные данные или потребовалось ли действие пользователем компьютера. В более поздних технологиях межсоединений использовались прерывания, и в некоторых из них использовались технологии параллельной передачи данных, такие как стандарт IEEE 488. Как правило, компьютерные терминалы использовались на территории колледжей почти в тех же местах, что и настольные компьютеры или персональные компьютеры, которые используются сегодня. В первые дни появления персональных компьютеров многие из них фактически использовались как особо умные терминалы для систем с разделением времени.
Создатели Dartmouth Time Sharing System писали в 1968 году, что «любое время отклика, которое в среднем превышает 10 секунд, разрушает иллюзию наличия собственного компьютера». И наоборот, пользователи с разделением времени думали, что их терминал был компьютером.
С появлением микрокомпьютеров в начале 1980-х разделение времени стало менее значимым, поскольку отдельные микропроцессоры были достаточно дешевыми, чтобы один человек мог иметь все Процессорное время, предназначенное исключительно для их нужд, даже в режиме ожидания.
Однако Интернет вернул популярность общей концепции разделения времени. Дорогие корпоративные серверные фермы стоимостью в миллионы могут обслуживать тысячи клиентов, использующих одни и те же общие ресурсы. Как и в случае с ранними последовательными терминалами, веб-сайты в основном работают в режиме всплесков активности, за которыми следуют периоды простоя. Такой характер пакетной передачи позволяет использовать услугу сразу для многих клиентов, обычно без заметных задержек связи, если только серверы не начинают сильно загружаться.
Genesis
В 1960-х годах несколько компаний начали предоставлять услуги разделения времени в качестве сервисных бюро. В ранних системах использовались машины Teletype Model 33 KSR или ASR или Teletype Model 35 KSR или ASR в ASCII средах и терминалы на базе пишущей машинки IBM Selectric (особенно IBM 2741 ) с двумя разными семибитными кодами. Они будут подключаться к центральному компьютеру с помощью коммутируемого доступа модема Bell 103A или акустически связанных модемов, работающих со скоростью 10–15 символов в секунду.. Более поздние терминалы и модемы поддерживали 30–120 символов в секунду. Система с разделением времени обеспечит полную операционную среду, включая различные процессоры языков программирования, различные программные пакеты, хранилище файлов, массовую печать и автономное хранилище. С пользователей взимается арендная плата за терминал, плата за часы подключения, плата за секунды процессорного времени и плата за килобайт-месяцы дискового хранилища.
Общие системы, используемые для разделения времени, включали SDS 940, PDP-10 и IBM 360. Компании, предоставляющие эту услугу, включали GEISCO GE, дочернюю компанию IBM, The Service Bureau Corporation, Tymshare (основана в 1966 году), National CSS (основана в 1967 году и куплена Dun Bradstreet в 1979 году), Dial Data (куплена Tymshare в 1968 году), Bolt, Beranek, and Newman (BBN) и Time Sharing Ltd. в Великобритании. К 1968 г. только Национальные институты здравоохранения (NIH) США насчитывалось 32 таких сервисных бюро. В руководстве Auerbach Guide to Timesharing (1973) перечислено 125 различных сервисов разделения времени с использованием оборудования из Burroughs, CDC, DEC, HP, Honeywell, IBM, RCA, Univac и XDS.
В 1975 году было сказано об одном из крупнейших супермини-компьютеров. производители: «Самый большой рынок конечных пользователей в настоящее время - это разделение времени». Для DEC, которая какое-то время была второй по величине компьютерной компанией (после IBM), это также было верно: их PDP-10 и IBM 360/67 широко использовались коммерческими службами разделения времени, такими как as CompuServe, On-Line Systems (OLS), Rapidata and Time Sharing Ltd.
Появление персональных компьютеров ознаменовало начало упадка разделения времени. Экономика была такова, что компьютерное время из дорогостоящего ресурса, которым нужно было делиться, превратилось в настолько дешевое, что компьютеры можно было оставлять без дела в течение длительного времени, чтобы быть доступными по мере необходимости.
Хотя многие службы разделения времени просто закрылись, Rapidata продолжила свое существование и стала частью National Data Corporation. В 1982 году он все еще представлял достаточный интерес, чтобы быть в центре внимания «Руководства пользователя по программам статистики: система разделения времени Rapidata». Даже когда выручка упала на 66% и у National Data впоследствии возникли собственные проблемы, были предприняты попытки сохранить этот бизнес с разделением времени.
Начиная с 1964 года, операционная система Multics была разработана как вычислительная утилита, созданная по образцу электрических или телефонных утилит. В 1970-х годах первоначальное хранилище гипертекста Теда Нельсона "Xanadu " было задумано как такая услуга. По мере роста компьютерной индустрии казалось, что не произойдет такой консолидации вычислительных ресурсов, как системы с разделением времени. Однако в 1990-х эта концепция была возрождена в несколько измененной форме под лозунгом облачных вычислений.
Разделение времени было первым случаем, когда несколько процессов, принадлежащих разным пользователям, были выполняются на одной машине, и эти процессы могут мешать друг другу. Например, один процесс может изменить общие ресурсы, на которые полагается другой процесс, например переменную, хранящуюся в памяти. Когда только один пользователь использовал систему, это могло бы привести к неправильному выводу, но с несколькими пользователями это могло означать, что другие пользователи могли видеть информацию, которую они не должны были видеть.
Чтобы этого не произошло, операционной системе необходимо было применить набор политик, определяющих, какие привилегии были у каждого процесса. Например, операционная система может запретить доступ к определенной переменной определенному процессу.
Первая международная конференция по компьютерной безопасности в Лондоне в 1971 году была вызвана прежде всего индустрией разделения времени и ее клиентами.
Значительное раннее разделение времени системы:
| CTSS | ||
| >IBM M44 / 44X | ||
| >>CP-40 / CMS → CP [-67] / CMS | → VM / 370 → Версии VM / SE → Версии VM / SP → Версии VM / XA → VM / ESA → z / VM | |
| → VP / CSS | ||
| >TSS / 360 | ||
| >TSO для MVT → для OS / VS2 → для MVS →... → для z / OS | ||
| >>MULTICS и многих других разделение времени платформы | ||
