Operatsion tizim arxitekturasi va qurish printsiplari. Modullik, maxsus rejim, virtuallashtirish, mobililik, mutanosiblik, ochiqlik, xisoblashlarni ximoyalash printsiplari. Mikroyadorli operatsion tizimlar

Klient-server va mikroyadro modeli

Klient-server modeli – OT ni strukturalashtirishga yana bir yondashishdir. Keng ma’noda klient-server modeli, biror-bir servis (xizmat) istehmolchisi- mijoz (klient) – dastur komponentasi, va bu servisni ta’minlovchi – server-dastur komponentasi mavjudligini taqazo (nazarda tutadi) etadi.

Klient va server o`rtasidagi o`zaro aloqa shunday standartlashtiriladiki, server har xil usullar bilan amalga oshirilgan va, balki ishlab chiquvchi korxonalari turli bo`lgan klientlarga xizmat qilishi mumkin. Bunda asosiy shart, ular so`rovlarni serverga tushunarli usulda berishlari kerak.
Odatda ayirboshlash (obmen) sababchisi (initsiator) klient hisoblanadi, u kutish holatidagi serverga xizmat ko`rsatishni so`rab so`rovnoma yuboradi. Bitta dastur komponenti ba’zi xizmatga nisbatan server bo`lishi mumkin.
Bu model muvaffaqiyatli tarzda nafaqat OT larini qurishda, balki dasturiy ta’minotning barcha ko`rinishlarida (urovnyax) qo`llaniladi, faqat ba’zi hollarda tor-maxsus ma’noga egadir.


5.2-rasm. OT klient server strukturasi.
OT ni strukturalashtirish g`oyasiga nisbatan olganda g`oya shundan iboratki, bunda uni bir nechta jarayonlarga-serverlarga bo`linadi, ularning har biri alohida servis funktsiyalar majmuasini bajaradi – m-n, xotirani boshqarish, jarayonlarni yaratish yoki rejalashtirish. Har bir server foydalanuvchi rejimida bajariladi. OT ni boshqa kom`onentasi yoki amaliy dastur, servisni so`rab serverga xabar jo`natadi. OT yadrosi (mikroyadro) imtiyozli rejimda ishlagan holda, kerakli serverga xabar yetkazadi, server operatsiyani bajaradi, undan so`ng yadro, boshqa xabar bilan klientga natijani jo`natadi.
Bunda mikroyadrodan foydalanish, OT funktsiyalarini vertikal taqsimlanishini gorizontal taqsimlanishiga almashtirdi.
Mikroyadrodan yuqorida joylashgan komponentalar, mikroyadro orqali yuboriladigan xabarlardan foydalansa ham bir-biri bilan bevosita aloqa qiladilar. Mikroyadro yo`naltiruvchi rolini o`ynaydi. U xabarni tekshiradi, serverlar va klientlarga jo`natadi va apparaturaga murojaat imkonini beradi.
Bu nazariy model klient-server tizimini mukammal tavsifidir, unda yadro faqat xabar uzatish vositalaridan iboratdir.
Haqiqatda esa, OT strukturasida amalga oshirilgan klient-server modeli turli variantlari, bir-biridan yadro rejimida bajaradigan ishlari xajmi bilan tubdan farq qilish mumkin.
Mikroyadro OT asosida yotadigan, eng muhim funktsiyalarni amalga oshiradi. Bu nisbatan muhim bo`lmagan tizim xizmat va ilovalar uchun bazisdir.
Masala aynan shundan iboratki, tizimli funktsiyalardan qaysi birini ahamiyatsiz deb hisoblab mos ravishda, yadroga qo`shmaslikdir, bu masala ko`p vaqtdan beri mikroyadro g`oyasi tarafdorlari orasida ko`pgina bahslarga sabab bo`lmoqda. Umumiy holda, OT ning an’anaviy tarzda ajralmas hisoblanadigan qismlari-fayl tizimlari, oynalarni boshqarish va xavfsizlikni ta’minlash – yadro bilan va o`zaro aloqa qiladigan periferik modullar bo`lib qolmoqda.
Bajariladigan ishlarni (funktsiyalarni) mikroyadro va uni o`rab turgan modullar orasida taqsimlash asosiy printsipi quyidagichadir: mikroyadro tarkibiga faqat supervizor rejimida va imtiyozli makonda ijro etiladigan funktsiyalar kiritiladi. Bular mashinaga bog`liq funktsiyalar (bir nechta protsessorni qo`llash funktsiyasi ham), jarayonlarni boshqarish ba’zi funktsiyalari, uzilishlarga ishlov berish, xabar jo`natishni qo`llash, kiritish-chiqarish qurilmalarini boshqarish ba’zi funktsiyalari (qurilmalarni registriga komandalarni yuklash bilan bog`liq bo`lgan). Ot ning bu funktsiyalarini foydalanuvchi makonida ishlayotgan dasturlarning bajarishi qiyin, ba’zi vaqtda esa mumkin emas.
Bu muammoni yechishning ikki yo`li bor. Birinchi yo`l, bir nechta, protsessor ish rejimiga sezgir serverlarni yadro makoniga joylashtirishdir, bu esa o`z navbatida ularga apparaturaga to`liq murojaatni ta’milaydi, va shu bilan birga boshqa jarayonlar bilan oddiy usul bilan aloqani ta’minlaydi. Bunday yondashish, m-n, Windows NT ni ishlab chiqishda foydalanilgan: mikroyadrodan tashqari, imtiyozli rejimda, executive boshqaruvchi dastur deb ataluvchi qismi ishlaydi. U o`z ichiga virtual xotirani, ob’ektlarni, kiritish-chiqarish va fayl tizimlarini (tarmoq drayvelarini) jarayonlar aloqasini va qisman xavfsizlik tizimini boshqaruvchi komponentalarni oladi.
Boshqa yo`l, yadroda, faqat serverning, yechimini amalga oshiradigan mexanizmidan iborat qismini qoldirishdan iborat, yechimni qabul qilishga javob beradigan qismini esa foydalanuvchi sohasiga joylashtiriladi.
Qurilmalar drayverlari yadro tashqarisida ham, yadro ichida ham joylashgan bo`lishi mumkin. Qurilmalar drayverini yadrodan ajratish, Ot dinamik konfiguratsiyasini mumkinligini imkonini beradi. Dinamik konfiguratsiyadan tashqari, qurilmalar drayverlarini foydalanuvchi rejimi jarayonlari sifatida qabul qilishning boshqa sabablari ham mavjud. MBBT, m-n, o`z drayveriga egadir. Bu yondoshish, tizimni ko`chirib o`tkazish imkonini oshiradi, chunki Ko`p hollarda qurilmalar drayverlari apparat qismdan abstraktsiyalanadi.
Hozirgi vaqtda aynan-klient server modeli va mikroyadro kontse`tsiyasidan foydalanib qurilgan OT lar, eng yuqori darajada, zamonaviy OT larga qo`yiladigan talablarga javob beradi.
Ko`chirib o`tkazishning yuqori darajasi, butun mashinaga bog`liq kod, mikroyadroda izolyatsiya (ajratiladi) qilinadi, shuning uchun ham tizimni yangi `ortsessorga ko`chirish kam o`zgarishlarni talaba qiladi va ularning hammasi mantiqan birgalikda guruhlashtirilgan.
Mikroyadro texnologiyasi, Ko`pgina turli OT lar uchun yozilgan dasturlar mutanosibligini tahminlaydigan amaliy muhitlar asosidir. Quyida joylashgan OT dan, amaliy dasturlar interfeysini abstraktsiyalashtirib, mikroyadro amaliy dasturlarga sarflangan mablag`lar bir necha yil davomida hatto OT va `rotsessorlar almashsa ham bekorga sarf bo`lmaydi.
Kengaytirishlik xossasi ham, zamonaviy OT larga qo`yilgan muhim talablardan biridir. OT, DOS kabi kichik, yoki UNIX kabi kattami, baribir ma’lum vaqtdan so`ng, uning konstruktsiyasiga boshidan kiritilmagan xossalarga ega bo`lishi uchun, uni kengaytirish zarur bo`lib qoladi. Monolit OT larning o`sib boraya`gan murakkabligi OT ga o`zgartirish kiritishni (uning keyinchalik ishi ishonchli bajariladigan holda) qiyinlashtiradi, bahzi hollarda esa imkon ham bermaydi.
Mikroyadroning qathiy belgilangan interfeysining chegaralangan majmuasi OT rivojlanishining muntazam o`sishiga yo`l ochadi.
Odatda OT faqat yadro rejimida bajariladi, amaliy dasturlar esa, ular yadroga tizimli funktsiyalarni bajarish uchun yadroga murojaat qilgan hollardan boshqa hollarda foydalanuvchi rejimida bajariladi. Mikroyadroda qurilgan tizimlar, oddiy tizimdan farqli ravishda, o`zining server tizimlarining oddiy amaliy dasturlar kabi, foydalanuvchi rejimida bajaradi. Bunday tuzilish (struktura) mikroyadro yaxlitligiga tahsir ko`rsatmasdan serverlarni o`zgartirish va qo`shish imkonini beradi.
Klient-server modelidan foydalanish ishonchlilikni oshiradi. Har bir server o`z xotira sohasida alohida jarayon sifatida bajariladi, va shunday qilib boshqa jarayonlardan himoyalangan. Agar alohida server buzilsa, u to`htamasdan va OT ning boshqa qismlarini buzmasdan qayta ishga tushirish mumkin.
Bu model, taqsimlangan hisoblashlar uchun juda mosdir, chunki alohida serverlar mul`tiprotsessorli kompyuterda yoki xatto har xil kompyuterlarda ishlashi mumkin.