5-Ma’ruza. Operatsion tizim arxitekturasi (yadro, buyruqlar protsessori, kiritish-chiqarish tizimi, fayl tizimi), ko’protsessorli ishlov berish, paketli ishlov berish funktsiyalashtirish

6-rasm. Qattiq disk qurilmasi
Rasmdan ko’rinib turibdiki, silindr – bu turli magnit disklarda bir xil raqamlangan, vertikal ustma-ust joylashgan sektorlar guruhi hisoblanadi.
Tizimning xotirasi tezkorligi, qiymati va ma’lumotlarni saqlab qolishi (turg’unligi) bo’yicha ierarxik tashkil etilgan. Ixtiyoriy ko’rinishdagi xotira bilan ishlashni optimallashtirish uchun tezroq ishlaydigan xotira tizimida joylashgan va sekin ishlaydigan xotiraning ko’p ishlatiladigan elementlarini saqlab turuvchi assotsiativ xotira (kesh – cache) qo’llaniladi. Shu nuqtai nazardan qaraganda tezkor (asosiy) xotirani tashqi xotira qurilmalari uchun kesh-xotira sifatida qarash mumkin. Kesh-xotira – bu, (manzil, qiymat) juftliklarining assotsiativ ro’yxati hisoblanadi, unda qurilma qidiruvi kalit sifatida manzillar bo’yicha amalga oshiriladi. Shunday qilib, sekin ishlovchi tashqi xotiraga kirishdan oldin, avval kesh xotirasida ko'rsatilgan manzil bo'yicha qidiruv amalga oshiriladi va agar u muvaffaqiyatga olib kelmasa, tashqi xotiraga standart kirish amalga oshiriladi. Keshlash printsipi juda muhim va tashqi xotira bilan ishlashni sezilarli darajada tezlashtirishga imkon beradi. Biroq, bu keshni boshqarish bo'yicha maxsus siyosatni amalga oshirishni talab qiladi, chunki keshlash xotira iyerarxiyasida qo'shimcha bosqichni keltirib chiqaradi va turli xil xotira bosqichlarida bir vaqtning o'zida saqlanadigan ma'lumotlarning izchilligini talab qiladi. Uskuna va operatsion tizim barcha turdagi xotiralar uchun ko'rsatma (komanda)lar keshi, ma'lumotlar keshi, qattiq disk keshi va boshqalarni qo'llab-quvvatlaydi.
Xotira uskunalari ierarxiyasi 7-rasmda (soddalashtirilgan ko’rinishda) tasvirlangan.

7-rasm. Xotira qurilmalari ierarxiyasi
Eng tezkor xotira turlari ierarxiyaning yuqorisida joylashgan, eng sekin ishlaydigan xotira qurilmalari esa quyi qismda joylashtirilgan. Sxemaga asosiy izoh berish talab etilmaydi. Eng ko’p qo’llaniladigan tashqi xotira qurilmalari quyidagi ko’rinishlarga ega:
· flesh-xotira (fleshka) – moduli USB-port orqali ulanadigan ixcham o’lchamdagi tashqi xotira. Parametrlari: hajmi - 128 gigabayt va undan yuqori; almashish tezligi USB 2.0 porti bo’yicha: sekundigi 240 – 260 megabit ni tashkil qiladi.;
· tashqi qattiq disk (ZIV drive va boshq.) – hajmi: 1 terabayt va undan yuqori; USB port orqali ishlaydi;
· BluRay – disklari – kompakt-disklarning yangi ko’rinish, katta hajmga ega (bir tomoni – 25 gigabayt, ikki tomoni – 50 gigabayt). Taqqoslash uchun standart DVD disk hajmi 4.7 gigabaytni tashkil qiladi.
Xotira va protsessor uchun uskunani himoya qilish
Tizim resurslari (xotira, protsessor, tashqi qurilmalar)ning bir nechta dasturlar hamkorlikda foydalanishini ta’minlash maqsadida, foydalanuvchi dasturlarining noto’g’ri ishlatilishi natijasi uskunalar va operatsion tizimga ta’sir qilmasligi ta’minlanishi talab etiladi. Buning uchun hech bo’lmaganda dasturlarning bajarilishining ikkita rejimi qo’llanilishi zarur bo’ladi – foydalanuvchilar dasturining bajarilishini ta’minlash uchun foydalanuvchi (imtiyozsiz) rejim (user mode)  va operatsion tizim modullari uchun tizimli (imtiyozli, yadro rejimi - system mode, monitor mode). Ikkita rejimda ishlash g'oyasi shundan iboratki, imtiyozli rejimda bajarilgan operatsion tizim modullari tizim resurslarini taqsimlash va taqsimlashni amalga oshirishi mumkin, xususiy holda yangi manzillar hosil qilinadi, xatolar yoki qasddan qilingan hujumlar natijasida foydalanuvchi dasturlari yaratgan manzillar, oddiy rejimda bajarilganda, operatsion tizimning xotirasiga yoki boshqa resurslariga kira olmaydi, ularni o'zgartirmaydi va shu bilan ularning yaxlitligi ta’minlanadi. Uskunadagi buyruqlarni bajarilishining joriy rejimini aniqlash uchun rejim biti tizim rejimi uchun 0 ga, foydalanuvchi rejimi uchun 1 ga o'rnatiladi. Uzilish yoki uskuna ishlamay qolganda avtomatik ravishda tizimli rejimga o’tadi. Ba’zi imtiyozga ega bo’lgan – tizim resurslari va holatini (masalan, protsessor holati registri) o’zgartiruvchi komandalar faqat tizimli rejimda bajarilishi kerak. Bu odatdagi foydalanuvchi komandalarining bajarilishi vaqtida tasodifiy holatlar yoki qasddan qilingan hujumlardan tizim resurslarining ishdan chiqish holatlarining oldini olish maqsadida amalga oshiriladi.
Kiritish-chiqarish himoyasi uchun barcha I/O buyruqlari imtiyozli hisoblanadi. Tizim rejimida foydalanuvchi dasturi hech qachon boshqaruvni qo'lga kiritmasligini va xususan, uzilish vektoriga yangi manzilni yozib bo'lmasligini ta'minlash kerak, u yuqorida aytib o'tilganidek, uzilishlar bilan ishlash tartib-qoidalarining manzillarini o'z ichiga oladi.
Kiritish-chiqarishning bajarilishi uchun tizimli chaqiruvni qo’llash 8-rasmda tasvirlangan.