Kompyuter injineringi” fakulteti “kompyuter injineringi

CORBA tizimining umumiy tashqil qilinishi.
23 – Amaliy mashg‘ulot.
TAQSIMLANGAN FAYL TIZIMLARI.
Ishning maqsadi:

1. 
   Tarmoq operatsion tizimlari, tuzilish strukturasi va vazifalarini o‘rganish
   
2. 
   Tarmoq operatsion tizimlarida keng qo‘llaniladigan taqsimlangan fayl tizimlarini o‘rganish
   

Nazariy ma’lumot
Ikki turdagi taqsimlangan operatsion tizimlar mavjud. Multiprotsessorli operatsion tizim (multiprocessor operating system) – multiprotsessor resurslarini boshqaradi. Mul’tikompыoterli operatsion tizim (multicomputer operating system) – gomogen (kelib chiqish jihatdan bir xil bo‘lgan) multikompyuterlar uchun ishlab chiqilgan. Taqsimlangan operatsion tizimlar bajaradigan vazifasiga ko‘ra an’anaviy operatsion tizimlardan farq qilmaydi. SHu bois qisqacha keng tarqalgan operatsion tizimlar va ularning fayl tizimlari bilan tanishib chiqamiz.

Multikompyuterli operatsion tizimning umumiy strukturasi.

i80286 protsessorlarga mo‘ljallangan birinchi Windows operatsion tizimi 1985 yilda paydo bo‘ldi. Bu protsessorlar multitopshiriqli rejimda ishlashni tashkil qilish vositalariga ega bo‘lgan , lekin apparatli qo‘llab quvvatlash nihoyatda sust va mukrakkab 16 razryadli himoyalangan rejimda ishlaydigan protsessorlarni qo‘llab quvvatlaydigan Windows OTlaridan voz kechildi. 1985 yilda i80386 mikroprotsessori yaratildi. Bu mikroprotsessor to‘liq multitopshiriqli operatsion tizimlarni qo‘llab quvvatlash imkoniyatlariga ega bo‘lgan.

Birinchi Windows operatsion tizimi ishlab chiqilgandan keyingi bir necha yil davomida Microsoft kompaniyasi OS/2 operatsion tizimini yaratish bo‘yicha ishlarda foal ishtirok etdi. OS/2 OT loyihasida Windows NT operatsion tizimi yaratildi, ya’ni 3.0 versiya. 1990 yilda i80386 protsessorda ishlashga mo‘ljallangan Windows 3.0 tizimi yaratildi. Windows 3.0 tizimidan so‘ng Windows 3.1 tizimi va nihoyat Windows 3.11 for Workgroups tarmoq operatsion tizimi yaratildi. Bu operatsion tizimlarning bari ayrim hususan 32 – razryadli himoyalangan rejimda ishlaydigan mikroprotsessorlaridan foydalanmasligi, kerakli va ishonchlilik ta’minlanilmaganligi, 16 Mbaytdan kattaroq xotiralar bilan ishlay olmasligiga qaramay keng tarqaldi.
Microsoft kompaniyasi 1995 yilda yuqoridagi kamchiliklar bartaraf etilgan birinchi operatsion tizimi Windows 95 keng ommaga taqdim etdi. Windows NT (inglizchada New Technology) — Microsoft korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqilgan operatsion tizim oilasi. Ushbu oilaga kiruvchi operatsion tizimlar quydagi jadvalda keltirilgan.

1969 yilda UNIX operatsion tizimi Massachusetsiya texnologiyalari instituti, Bell Labs tadqiqot laboratoriyasi va General Electric korporatsiyalari hamkorlikda MULTICS (Multiplexed Infor­mation and Computing Service – ma’lumotlar uzatish multipleksorlangan kanaliga axborot – hisoblash xizmati) loyihasini ishlab chiqishga kirishdilar. Uning ishlab chiqaruvchilari o‘z oldiga ajratilgan vaqtli umumiy topshiriqli katta va murakkab tizimlarni yaratish maqsadini qo‘ydilar. Loyiha ishtirokchilari ichidan tez orada Bell Labs laborotoriyasi o‘z maxsulotini yaratdi, shundan so‘ng uning hodimlari Ken Tompson (Ken Thompson) va Denis Ritchi (Dennis Ritchie) PDP-7 minikompyuterlar uchun mo‘ljallangan MULTICS tizimining qisqartirilgan variantini yaratdilar. Bu tizim UNICS (UNiplexed Information and Computing Service – sodda axborot va hisoblash xizmati) deb ataldi. Keyinchalik UNICS bir necha marotaba nomlari qisqartirilib UNIX ko‘rinishida yoziladigan bo‘ldi. UNIX boshqa mutaxasislar e’tiborini o‘ziga qaratdi, ushbu OT ni ishlab chiquvchi mutaxasislar guruhi ko‘paydi va tizim nisbatan zamonaviyroq PDP-11 hisoblash mashinasiga (1970 yillarda keng tarqalgan kichik EHMlaga) o‘tkazildi. Boshqa operatsion tizimlarga qaraganda UNIX ko‘plab afzalliklarga ega bo‘lgan.

UNIX dastlab, tizimni tushunish va foydalanish bo‘yicha juda sodda va kichik bo‘lgan. Uning birinchi versiyasi birfoydalanuvchili bo‘lgan, tez orada kengaytirildi va ko‘pfoydalanuvchili kirishni qo‘llab quvvatlaydigan bo‘ldi.
Bugungi kunda ko‘plab hisoblash mashinalari (HM) uchun UNIX versiyalari mavjud – shaxsiy kompyuterdan tortib to super HM larigacha. UNIX uchun umumiy bo‘lgan xususiyatlar quyda keltirilgan:

• 
  Ruxsat etilmagan kirishdan ma’lumotlarni himoya qilish vositali ko‘pfoydalanuvchili rejim,
  
• 
  Ko‘ptopshiriqli algoritmlardan foydalanishga asoslangan ajaritilgan vaqtli multidasturli rejimni joriy qilish,
  
• 
  “fayl” tushunchasidan keng foydalanish asosida kiritish – chiqarish operatsiyalarini bir xillashtirish,
  
• 
  Fayllarni joylashtirish uchun foydalaniladigan, fizik vositalar sonidan mustaqil katalogning yagona daraxtini ko‘rsatuvchi ierarxik fayl tizimi,
  
• 
  Jarayonlarni birgalikda ishlash vositalarining turli xilligi,
  

UNIX OT- bir vaqtda ko‘p jarayonni va ko‘p foydalanuvchini qo‘llab quvvatlash maqsadida ishlab chiqilgan interaktiv tizim. U dasturiy ta’minotni ishlab chiqish bilan shug‘ulanadigan katta tajribaga ega foydalanuvchilar uchun dasturchilar tomnidan dasturchilarga mo‘ljallangan OT hisoblanadi. Aksariyat dasturchilar umumiy tizimni yaratish bilan shug‘ulanadilar, shu sababli UNIX OT da axborotlardan birgalikda foydalanishni boshqarish va birgalikda ishlashga imkon beradigan ko‘plab vositalarga ega. SHak – shubhasiz Linux OT bularni ko‘plarini o‘ziga meros qilib olgan, xato birinchi versiyasi shaxsiy kompyuterlar uchun mo‘ljallangan bo‘lsa ham.

Yadro apparat ta’minoti bilan bevosita ishlaydi va kiritish – chiqarish qurilmalari va xotirani boshqarish bloki bilan birgalikda ishlashni, hamda protsessorga kirishni boshqarishni ta’minlaydi. Yadro quyi pog‘onasi (10.2 - rasm) to‘xtalishlarni qayta ishlash va quyi pog‘onada dispet­cherizatsiya mexanizmlaridan iborat. Dispet­cherizatsiya to‘xtalish paydo bo‘lganda ishlatiladi. SHu sababli quyi pog‘ona kodi ishlayapgan jarayon bajarilishini to‘xtatadi, uni yadro jarayonidagi struktura holatini saqlaydi va tegishli drayverni ishga tushiradi. Jarayonlarni dispet­cherizatsiyalash shuningdek yadro biror bir operatsiyani yakunlaganda va foydalanuvchi jarayonini qaytadan ishga tushirganda ham ishlatiladi. Dispet­cherizatsiyalash kodi assembler tilida yozilgan va loyihalashtiruvchi dastur protseduralaridan alohida taqdim etiladi.

So‘ng yadro tizim ostini uchta asosiy komponentga ajratamiz. YAdroning katta bir qismini egalagan kiritish chiqarish komponenti qurilmalarni birgalikda ishashiga, hamda tarmoq operatsiyalarini va tashqi qurilmalarning kiritish – chiqarish operatsiyalarini bajarishga javob beradi.
Linux yadrosining boshqa bir komponentlari, ya’ni jarayonlarni va xotirani boshqarish komponetlari jarayon va xotirani boshqarish vazifasini bajaradi. Xotirani boshqarish vazifasiga: virtual xotirani fizik ifodalashga xizmat qilish; murojat qilinganiga unchalik ko‘p vaqt bo‘lmagan sahifa keshini qo‘llab quvvatlash va sahifani o‘rnini almashtirish strategiyasini amalga oshirish; ma’lumotli va kodli yangi sahifalarni xotiraga (talab etilishi bo‘yicha) etkazib berish kiradi.
Jarayonni boshqarish komponenti – jarayonlarni yaratadi va tugatadi. Unga navbatda qanday jarayon (oqim) ishlashini tanlovchi jarayonlarni loyihalashtirish ham kiradi.
Operatsion tizimningi muhim vazifalaridan biri foydalanuvchiga diskda saqlanyapgan ma’lumotlar bilan qulay ishlash vositalarini taqdim etish hisoblanadi. Buning uchun OT foydalanuvchi mantiqiy modeliga mos tushuvchi ba’zi ma’lumotlarni saqlovchi fizik strukturani o‘zgartiradi – tizim katolog va fayllar ierarxik tashkil qilinadi.
Fayl – bu yozish mumkin bo‘lgan tashqi xotira qismidagi nom va ularni ma’lumot deb hisoblash mumkin, hamda bu qismda ma’lumotlar va atributlar to‘plami saqlanadi.
Fayl tizimi (FT) – bu operatsion tizimning bir qismi va quydagilarni o‘z ichiga oladi.

• 
  Diskdagi barcha fayllar majmuini;
  
• 
  Fayllarni boshqarish uchun foydalaniladigan ma’lumotlar strukturasi to‘plami, masalan diskda bo‘sh va band joylarni taqsimlash jadvali, fayl katologi kabi.
  
• 
  Faylni izlash, nomlash, yozish, o‘qish, yo‘q qilish va yaratish kabi fayl bilan bog‘liq turli xil operatsiyalarni amalga oshiruvchi dasturiy tizim vositalar to‘plami.
  

Fayl tizimi faylni taqdim etuvchi ba’zi mavhum ob’ekt ishlarini bajarishda sodda operatsiyalar to‘plamidan iborat dasturlardan foydalanadi. SHu sababli dasturchilarga diskdagi ma’lumotlarni joylashuvi, ma’lumotlarni buferlash va boshqa uzoq vaqt xotirada saqlovchi qurilmada ma’ulmotlarni uzatish bilan bog‘liq past pog‘ona muammolarini to‘liq bilishi shart emas. Bu funksiyalarning barini fayl tizimi o‘z ichiga oladi. Fayl tizimi diskli xotirani taqsimlaydi, faylni nomlaydi, tashqi xotiradagi tegishli manzilda fayl nomini tasvirlaydi, ma’lumotlarga kirishni ta’minlaydi, qismlarni qo‘llab quvvatlaydi, faylni himoya qiladi va qayta tiklaydi.
Bunday ko‘rinishda fayl tizimi oraliq qatlam rolini bajaradi, uzoq vaqt saqlanadigan ma’lumotlarni fizik tashkil etilishining barcha murakkabliklarini himoyalaydi va bu saqlanuvchiga nisbatan sodda mantiqiy modelli dasturni fayl yaratuvchisiga taqdim etadi, shuningdek unga murakkab fayllar uchun qulay bo‘lgan buyruqlardan foydalanishni taqdim etadi.
FT ning eng sodda ko‘rinishi bu bir foydalanuvchili va bir dasturli OT lar, masalan MS-DOS. Bir foydalanuvchili va bir dasturli OT FT ning asosiy funksiyasi quydagi masalalarni hal etish hisoblanadi:

• 
  Faylni nomlash;
  
• 
  Ilovalar uchun dasturiy interfeys;
  
• 
  Ma’lumotlar saqlaydigan fizik tashkil etuvchisida fayl tizimining mantiqiy modelini tasvirlash;
  
• 
  Manbadagi to‘xtalishlarga, apparat va dasturiy vositalar xatoliklariga fayl tizimining bardoshlilik.
  

FT masalasi bir foydalanuvchi ishlashiga mo‘ljallangan, lekin unga bir vaqtning o‘zida bir nechta jarayonlarni ishga tushirishga imkon beradigan bir foydalanuvchili multidasturli OT operatsiyalarini murakablashtiradi. YAngi topshiriqni qo‘shish masalasini bajarishda faylga bir nechta jarayonlar kirishiga ruxsat berilishi kerak. Bu holatda fayl resurslarga ajratiladi, demak fayl tizimi ushbu resurslar bilan bog‘liq barcha muammolarni hal etishi kerak bo‘lgan.
Bir foydalanuvchili multidasturli FT da faylni va uning qismlarini bloklash, quvib o‘tishni oldini olish, tupikni rad etish, nusxalarni moslashtirish va boshqalarni ko‘rib chiqishi mumkin.
Ko‘p foydalanuvchili FT da yana bir muhim masala bu – bir foydalanuvchining fayliga boshqa bir foydalanuvchini ruxsat etilmagan kirishinidan himoyalash. FT funksiyasi yana bir murakkab ta’rafi OT tarmoq tarkibida ishlashi.
Foydalanuvchi belgili nom bo‘yicha faylga murojat etadi. Biroq inson xotirasida ob’ekt qiymatlarini saqlab qolish cheklangan, ya’ni foydalanuvchi nom bo‘yicha murojat qilishi mumkin. Nom joylarini ierarxik tashkil qilish bu chegaralarni kengaytirish imkoniyatini beradi. Aynan shu sababli ko‘plab fayl tizimlari nisbatan quyi pog‘ona katologi nisbatan yuqori pog‘ona katologi tarkibiga kirishi mumkin bo‘lgan pog‘onalarni tashkil etish hisobiga ierarxik strukturaga ega bo‘ladi, shu sababli ierarxik struktura xususiy holatlarda barcha fayllar bitta katolog ichiga kirganda bir pog‘onali tashkil etish bo‘ladi. (7.5, a - rasm). Ierarxik katologni tavsiflovchi graf daraxtli (7.5,b - rasm) yoki tarmoqli ko‘rinishda (7.5, v - rasm) bo‘lishi mumkin. Katolog agar faqat bitta katalogga kirishga ruxsat berilgan bo‘lsa daraxtli, agar fayl bir nechta katologlarda joylashgan bo‘lsa tarmoqli bo‘ladi.
Masalan MS-DOS va Windows da katologlar daraxtsimon Unix da esa tarmoq ko‘rinishda ifodalanadi.
Bunday tashkil etilish foydalanuvchini barcha fayllar nomlarini eslab qolish zaruratidan ozod qiladi, unga shu yoki boshqa fayllarni qaysi guruhda saqlanishi mumkinligini bilish etarli bo‘ladi. YA’ni uni katologlar ketma ketligini ko‘rib izlab topish uchun. Ierarxik struktura ko‘p foydalanuvchili tizimlar uchun ham qulay: har bir foydalanuvchi o‘zining katologi yoki katolog daraxti shoxlarida o‘zining fayllarini joylashtiradi .
Quyida FAT fayl tizimi osti formatlanganda mantiqiy qismlar tarkibi keltirilgan (7.15 – rasm).

•