Multiprogrammeringi Danmark 1967-75

Søren LauesenIT-University of Copenhagen

E-mail: slauesen@itu.dkhttp://www.itu.dk/people/slauesen/

December 2009

2. Interrupt - multiprogrammering

Testes efter hver ordre.Ved interrupt: Gem registre. Hop til monitor. Vælg et passende program. Fortsæt med det. Programmerne kører tilsyneladende samtidig.

Fx disktransport slut, tidssignal hver 20 ms.

(Lauesen: Forelæsningsnoter 1969)

3. Udelelighed

Typiske løsninger i processtyring: Og hvad så?Kig hver 20 ms.Eller spær for alle interrupts imens.

Dijkstra's løsning 1965:Wait(semaphore).Se og opdater.Signal(semaphore).

(Lauesen: Forelæsningsnoter 1969)

Priser ca. 1968 omregnet til nutidskroner ca. 2009:En computer: 4.000.000 nutidskronerEn computertime: 6.000 nutidskroner

4. Formål med multiprogrammering

Formål:1. Udnyt disk-ventetid, etc. til at udføre et andet program.2. Reagér på fysiske hændelser, fx temperatur for høj.3. Time-sharing: mange brugere skiftes til en bid af kagen.

Ordre fra Niels Ivar Bech, ca. 1968:Lav noget genialt af den slags. Så sørger jeg for at vi sælger det.

Danmark

1956: Dask (5 kB, add instr: 56 s)1962: GIER (5 kB, add instr: 40 s)1968: RC4000 (48-96kB, add instr: 4 s)

Prototype: Overvågning af ammoniakfabrik i Pulawy.

1970: Monitor til RC4000. I praksis kørte kun ét program ad gangen.

1972: Boss2. Multiprogrammering, processtyring og time-sharing samtidig.

1974: Principperne brugt på BBC til styring af el-nettet.

5. Det historiske forløb

USA1946: ENIAC1960: IBM 1400, PDP 1

1969: Unix (Thompson & Ritchie)

1970: Unix kører med to brugere.

1973: Unix omskrevet til C.

1978: Overført til VAX- computeren.

6. Compiler-gruppen, maj 1968

7. RC 4000 monitoren - proces-begrebet

Begrebsmæssigt fundament mangledePulawy-systemet: periodiske processer og simpel interruptspærring.

Vi skulle:1. Dele cpu-tid (multiprogrammering)2. Allokere og beskytte lager mod programmeringsfejl3. Allokere og beskytte disk, printer, tape, mv.

Proces = Thread + beskyttet lagerområde

(Brinch Hansen: Monitor manual, 1971)

(Brinch Hansen: Monitor manual, 1971)

8. RC 4000 monitoren - proceshierarkiet

Skal allokeringsstrategien indbygges?Jamen så . . .Og hvis nu . . . ?Alle ideer kunne skydes i sænk.

Idé:Lad os uddelegere det til under-processer.

9. Lav lige sådan et under-operativsystem

Brølere i RC 4000Message-answer: en dyr subroutine med et par simple parametre - ingen buffere, fx.

Startede programmer kan ikke flyttes.

Processer kan ikke dele data.

Disk strategi kan ikke delegeres - og en fil har fast længde bestemt ved oprettelsen.

Et operativsystem i Algol er 5 gange længere end assembler. (Prøvet i Boss 1).

(Lauesen: Forelæsningsnoter 1976)

10. Boss 2 - efter nogle Monitor-ændringer

(Lauesen: Comm.ACM, July 1975)

11. Inde i Boss 2: corutiner i stedet for processer

Kø-semaforerDijsktra's consumer-producer algoritme.Lagerdeling muliggør lange buffere.

Program-segmenter på disk (paging). Reentrant kode.Ca. 50 terminaler.Ca. 100 "processer" (corutiner).Bevisligt deadlock-frit.

(Lauesen: Comm.ACM, July 1975)

12. Boss 2: udviklingsprocessen

Projektstart: 1970, augustKravspec 1: 1970, oktober

TidsplanKravspec 2: 1970, novemberCorutiner, semaforer, pager virker: 1971, februarDrift: 1971, juli

MetrikkerLOC: 7.000 (=algol compiler)Personmåneder: 35LOC/p.måned: 200

26.000115226

Faktisk1971, januar 1971, maj1972, august

Testsession, 4 programmører P1-P4 - alt styret manueltBackup af driftssystem + load Boss: 3 minP1: Indlæs rettelser, compile, kør test, print testlog: 1 minP2, P3, P4: Samme: 3 minReserve, typisk til 2 ekstra forsøg: 6 minBackup af Boss, load driftssystem 2 minSamlet tid 15 min

Afleveringsprøve,Kemisk institut, ÅU.1972, september,3 ugers blandet drift, højst 4 driftsstop

13. Installationen på Kemisk Institut, sept 1972

Samlet lager:96 k bytes

(Lauesen: Data nr. 2-3/73)

14. Lagerforbrug, Kemisk Institut

(Lauesen: Data nr. 2-3/73)

15. BBC, el-overvågning, vision okt 1973

(Jørgen Green: Indactic 33/20 System specification)

16. Skærmbilleder - semigrafisk med 8 farver

(Jørgen Green: Indactic 33/20 System specification)

17. Specialbygget tastatur

(Jørgen Green: Indactic 33/20 System specification)

18. Intern struktur, BBC, dec 1973

(Lauesen: Internal structure of Indactic 33/20, sept 1974)

19. Historier under udviklingen

PDP-11: Vidunderlig at programmere, veldokumenteret, også disk-interface.Men: Strømsvigts-interrupt kan ikke disables. Hvad gør man så i en diskdriver:

set start sector, set length, set mem.addr, set operation, go

Strømmen kan slukkes nårsomhelst og vores system genstarter på 3 s når man tænder.Men: Nogle gange går det ned når man genstarter.

Ca. 1200 indikationer (meldinger) fra driften om året. Fint. Vores system henter overlays, opdaterer skærmbilleder og logger på 1 s. No problem.Men: Der kommer en efterårsstorm og en højspændingsmast vælter.

I løbet af 1974-75 sælges mange anlæg alle med skræddersyede tilføjelser.Men: Sælgerne begynder at sælge kunde A's tilføjelse til kunde B. Det havde ingen tænkt på.

20. Skærbæk-værket, 1976, efter ca. 1 års drift

21. RC4000 Filsystem, Monitor 3 (1972)

(Lauesen: Forelæsningsnoter 1976)

22. RC4000 Filkatalog (1972)

(Lauesen: Forelæsningsnoter 1976)

23. Lagerforbrug, BBC-system

24. Datavisning, BBC-system

(Lauesen: Internal structure of Indactic 33/20, sept 1974)