Mavzu: Operatsion tizimlarni kurish prinsiplar modullilik, vertuallik, generatsiya reja

Zamonzviy operatsion tizimlar ilovalari
Operatsion tizimlarning asosiy vazifalari. Operatsion tizimlarning asosiy vazifalari – foydalanuvchining EXM bilan muloqatini soddalashtirishdir. Bundan tashqari, OS ning muxim vazifasi- tizimli programma taminotining elementlari bo`lgan translyator, yuklagichlar va monitorlar uchun qulay interfes yaratishdir. Tizimli programma taminoti (TPT) apparat vositalari ustiga qurilgan usqurtma bo`lib, u foydalanuvchini mashina bilan ishlashini o`ng`ay qiladi. EXM samaradorligini oshirish uchun OS EHM ning resurslarini boshqarishdek murakkab jarayonlarni amalga oshiradi.
OSning asosiy vazifasi quyidagi sxemada keltirilgan:
OS bilan foydalanuvchi o`rtasidan muloqat malum bir boshqaruv tilida amalga oshiriladi (RUN P). OS ning foydalanuvchi uchun qulaylik nuqtai-nazaridan ko`p ishlatiladigan xizmatlar uchun standart servis programmalariga ega. Masalan, READ (F) bunda mashina darajasida o`qish-yozishni amalga oshirishni OS o`z zimmasiga oladi. Bunday xizmatchi programmalar yechimdan masalalarning operatsion qamrovining bir qismi sifatida qaralishi mumkin. Garchi OS faqat programma taminoti ko`rinishi amalga oshirilgan deb xisoblansa ham, amallarning malum birlari mikro-programmalar to`plami ko`rinishida programma –apparat vositalari orqali amalga oshirilgan .

Foydalanuvchi interfeysi. OS tomonidan beriladigan interfeys turli toifa odamlarga EXM bilan muloqatni o`ng`ay qilishga qaratilgan. Foydalanuvchi uchun buyruqlar tili mavjud bo`lib, uning eng soddasi menyudir. Murakkab tizimlarda OS muloqatning bir necha turi bo`lishi mumkin. Mutaxassis bo`lmagan foydalanuvchilarga EHMda ishlash uchun soda buyruqlar tili yaratilgan. Mutaxassis programma tuzuvchilar uchun masalalarni boshqarish tili deb nomlanuvchi kuchli va murakkab til mavjud. Bulardan tashqari operatorlar uchun maxsus tillar mavjud bo`lib, ular bu orqali masalalar bajarilishini to`xtatish, holatini aniqlashi va tashqi tasirlarni boshqarishlari mumkin. OS va foydalanuvchi interfeysini qo`llash uchun OS standart servis programmalariga ega bo`lishi kerak. Masalan, SHEXM da klaviaturadan o`qish, ma`lumotlarni ekranga chiqarish programmalari, murakkab EXMlarda masofadagi terminal ishini taminlash, chop qilish qurilmasini boshqarish, lokal tarmoq va EXM lar o`rtasidagi bog`lanishni taminlash programmalari.

Nisbatan takomillashgan OS da OS funksiyalariga murojaat maxsus mashina buyruqlari-supervizorni chiqarish (SVC-Super Visor Call) orqali amalga oshiriladi. Bu buyruqni bajarilishi uzilishni chaqiradi va natijada boshqaruv standart servis programmaga uzatiladi. SVC bilan birga beriladigan kod OS so`rov turini (funksiyani) aniqlaydi. Uzilish chaqirilganda markaziy protsessor foydalanuvchi rejimidan supervizor rejimiga o`tadi. Bu holatda OS buyruqlaridan va vositalaridan foydalaniladi. OS ko`p tashkil qiluvchilari shu rejimda ishlaydi. Foydalanuvchi rejimida OS funksiyalari, markaziy protsessorning himoya bayroqlari o`zgartirishi yoki boshqa rejimiga o`tkazishi mumkin emas.

OSning mashinaga bog`liq xususiyatlari OSning asosiy (muhim) vazifalaridan biri EHM resurslarini boshqarishdir. Aksariyat resurslar bevosita apparat qurilmalariga, ya`ni operativ xotira, o`qish-yozish qurilmalari, markaziy protsessorga bog`liqdir. Shundan kelib chiqib aytish mumkinki, OS ko`p funksiyalari bevosita EHM arxitekturasi bilan aniqlanadi. Misol uchun, SO`Mda operativ xotirani boshqarish uzilishlari, supervizorni chaqirish programmalari yo`q va u bitta foydalanuvchi bilan ishlashga moslashgan. SO`M/qV da aksincha xotira katta va unda multiprogrammali OSdan foydalanish maqsadga muvofiqdir va resurslarni taqsimlash imkoniyatini beradi. quyida biz SO`M/qV misolida EHM resurslarini boshqarish muammosini ko`ramiz, ayrim hollarda ma`lum bir xossalar shu turdagi boshqa mashinalarga ham ko`chirilishi mumkin.
Uzilishlarni qayta-ishlash. Uzilish (Interrypt)-bu signal bo`lib, u EHMni buyruqlar oqimini oddiy tartibda bajarishida o`zgarish qilishga majbur etadi. Bu signallar o`qish-yozish amallari bajarilishi yoki oldindan berilgan vaqt intervali tugaganda, nolga bo`lish hollarida yuzaga keladi. quyidagi rasmda uzilishga javoban bo`ladigan hodisalar ketma-ketligi ko`rsatilgan.
Faraz qilaylik, uzilish signali kelgan paytda A programma bajarilayotgan bo`lsin. Natijada boshqaruv avtomatik ravishda uzilishlarni qayta ishlash blokiga beriladi, bu blok OSning bir qismidir. Bu blok uzilish shartiga javob berishga mo`ljallangan. Yuqorida qayd qilingan holatda uzilishni chaqirish A programmaga umuman bog`liq bo`lmasligi mumkin. Bu signal o`qish-yozish amalini tugagan boshqa programma tomonidan chaqirilgan bo`lishi mumkin. Umuman, A programmani qaysi joyda va qachon uzilishni aytib bo`lmaydi, boshqacha aytganda, uzilish asinxron ravishda ruy beradi. Uzilgan programmani keyinchalik to`g`ri ishlashini apparat va tizimli programma vositalari kuzatib boradi. Uzilish holatida programma bajarilishiga vaqtdan boshqa hech nima ta`sir qilmaydi. quyidagi rasmda SO`M/qV uchun uzilishlarning to`rtta sinfi keltirilgan.

1-sinf. SVC uzilishlari-markaziy protsessor tomonidan supervizorni chaqirishda yuzaga keladi. Bu buyruq programma tomonidan OS funksiyalarini chaqirish uchun ishlatiladi.
2-sinf. Programma uzilishli bo`lib u nolga bo`lish, noto`g`ri mashina buyrug`ini bajarishga urinish va boshqa sabablari bo`yicha yuzaga kelishi mumkin.
3-sinf. Taymer bo`yicha uzilishlar markaziy protsessorning interval taymeri tomonidan chaqiriladi. Uzilish taymer registriga ega bo`lib, imtiyozli SVC buyrug`i orqali qandaydir boshlang`ich qiymatga ega bo`ladi va har bir millisekundan keyin bittaga kamayadi. Registr qiymati 0 bo`lganda taymer bo`yicha uzilish ro`y beradi. Interval taymeridan OS foydalanuvchi programmasi EHM boshqaruvida qancha vaqt qolish kerakligi aniqlashda ishlatiladi.
4-sinf. O`qish-yozish uzilishlarini o`qish-yozish kanali yoki qurilmalari chaqiradi. Bu uzilishlarga sabab o`qish-yozish amaliga murajaatdir. Bu uzilishlar orqali o`qish-yozish amalini normal yoki xato bilan tuguganligini bilish mumkin. Uzilish ro`y berganida markziy protsessor holati saqlanib qoladi va boshqaruvchi standart programmalarga beriladi. Har bir sinf uzilishlari uchun mos uzlishlar ishlash sohasi ajrtiladi. Misol uchun taymer bo`yicha uzilish sohasi 160chi adresdan boshlanadi. Taymer bo`yicha uzilish ro`y berganda, barcha registrlarning qiymatlari shu sohada saqlanadi. Sohaning birinchi ikkita so`ziga oldindan kiritilgan qiymatlarni Sw holat so`zi va Rs buyruq hisoblagich registrlariga yozadi. Registrlar qiymatini yozish va saqlash mashinaning apparat vositalari bilan avtomatik ravishda amalga oshiriladi. Rs registriga yangi qiymat yozish avtomatik ravishda boshqaruvchi mos buyruqqa (adresi ko`rsatilgan) berishni yuzaga keltiradi. Bu adres taymer bo`yicha uzilishni qayta ishlash standart programmasining boshlanish adresidir. Sw markaziy protsessorning yangi holatini aniqlaydi. Uzilishni qayta-ishlash standart programmasi bajarilishi tugallangandan so`ng, bu programma oxirgi buyruq sifatida protsessor holatini yuklash buyrug`ini (LPS-Load Processor Status) va natijada boshqaruv uzilgan programmaga beriladi. Sw-holat so`zi uzilishni qayta ishlash uchun zarur ma`lumaotlarning bir qismini o`z ichiga oladi. quyidagi rasmda Sw registrning razryadlar bo`yicha tuzilish keltirilgan.