[科普中国]-分时处理

多个用户（或部门）在定时分配的基础上共用一个信息处理系统的信息处理方式。

背景早期的信息处理系统中，计算机只为一个用户服务。批处理虽能有效地提高机器的利用率，但用户把作业交给系统后便失去了对作业控制和修改的能力，而且通常要经几小时甚至几天才能得到所需要的结果。用户希望能通过自己的终端直接享用计算机资源，因而出现了分时的思想。由于计算机的高速度，它可以在分时共享的基础上高效率地为多个用户服务1。

系统介绍分时处理系统是一个计算机系统（见图），它包括许多独立的、相对低速的、可以同时使用的联机终端设备（见联机处理），每个终端都可以直接访问中央处理机。中央处理机由一个时钟控制，按一定的时间从一个终端切换到另一个终端。它在指定的时间片内完成每个作业的一部分，保存中间处理的结果，然后转向另一个终端，如此循环直至工作全部结束。安排给每个用户的时间片是很短的，例如大约1/40秒，但是由于计算机的速度很高，在这段时间内它还是能完成很多的操作处理。用户之间的切换极其频繁，可使用户觉得好像在单独使用一个信息处理系统。用户彼此之间独立地操作，不会发生混淆或破坏现象。通常对各用户的作业还可赋予一定的优先权，作业按优先权排成队列。优先权高的作业可能获得较多的或较长的时间片。

提供服务分时系统与那些为一个部门的专用目的而设计的系统不同,它力图为多个部门提供服务,处理较广范围的商务和科学作业。因此它的主存储器容量很大，中央处理机的通用性好，以支持所有复杂的程序设计和控制功能。分时处理有大量用户的信息存在同一个文件系统中，所以保密性更为重要，需要采取必要的措施(见数据安全)2。

系统使用分时处理是商用计算服务的基本方式。商用计算公司向各类顾客出售处理时间，提供多种服务，使顾客只需要关心他自己建立的应用系统，而不必考虑数据库管理和数据通信等问题。顾客可通过远程终端与计算机系统相连，并按终端与中央处理机连接的时间以及占用中央处理机的时间付费。各类学校可利用分时处理向广大学生提供上机的机会。商业部门和工业部门在它们的日常工作中也需要信息处理系统具有分时处理的能力。

单片机分时系统的设计单片机系统往往是一个嵌入式的控制系统，因此目前绝大部分的单片机系统还是一实时系统。能够真正体现分时系统的设计思想的往往是那些多路重复检测控制系统。即便是在这些多路重复检测控制系统中，它的实时性也是非常重要的。也就是说，在单片机系统中应用了分时系统设计思想，但其及时性应首先进行考虑。

随着单片机性能的提高，单片机系统设计中的一些硬件功能软件化是大势所趋。但同时，一日千里的芯片技术也为低成本的硬件完成高性能的功能提供可能。让一种功能到底是通过硬件实现还是通过软件来实现不能一概而论，只能是通过系统设计让整个系统的性能价格比最高才是每个单片机系统设计者孜孜追求的目标。

在单片机分时系统的硬件设计中，由于对系统的及时性的要求不能降低，而大多数单片机的处理速度相对而言是较慢的。因此，在接口硬件的设计上应采用一些能将信息量保持的器件，如触发器、锁存器。同时要求这些器件应该是三态门输出，因为是多路分时系统，当CPU没有访问到时，器件输出呈现高阻，以利于总线对其他器件的访问。还有，一些用软件比较费时的操作应转给硬件完成。如LED动态显示，没有必要一定用intel?8155或intel?8255硬件接口让软件时时为显示数字而煞费苦心，完全可以用intel?8279或MAX7218及MAX7219这些可编程外围器件来完成，使显示既漂亮又简单。当然，到底哪些功能留给硬件完成，哪些功能留给软件完成，应根据系统的不同而具体设计。总之，应总体考虑，追求最高的性能价格比3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学