O’rnatilgan tizim tushunchasi O’rnatilgan tizimlarni loyihalashtirish

Jarayon tushunchasi.
Operatsion tizimlarning ishini o’rganishda asosiy tushunchalardan biri bo’lib, ustida tizim aniq amallar bajaradigan asosiy dinamik ob'ektlar sifatida olinadigan jarayonlar xisoblanadi.
Jarayon tushunchasi.
Avvalgi yillarda, Operatsion tizim tushunchasini qarab o’tganimizda, biz ko’pincha “dastur” va “topshiriq” so’zlarini ko’p ishlatdik. Masalan, xisoblash tizimi bitta yoki bir nechta dasturni bajaradi, Operatsion tizim topshiriqni rejalashtiradi, dasturlar ma'lumotlar almashadi va xokazo. Biz bu so’zlarni umumiy xolda ishlatdik va siz xar bir aniq xolda nimani tushunayapganingizni taxminan tasavvur qilar edik. Ammo bir xil so’zlar xar xil xolatda masalan, xisoblash tizimi ishlov bermaydigan statik xolatdagi ob'ektlarni xam (masalan, diskdagi fayllar) va ijro jarayonidagi bo’lgan dinamik xolatdagi ob'ektlarni xam bildirar edi. Bu xolat OT lar umumiy xossalari to’g’risida gapirganimizda, ya'ni uning ichki qurilmalari va o’zini tutishiga e'tibor berilmagan xolatda mumkin edi. Ammo endi zamonaviy kompyuter tizimlari ishini detallashgan xolda o’rganganimizda biz amallarni(terminologiyani) aniqlashttirishimizga to’g’ri keladi.
“Dastur ” va “topshiriq” terminallari statik, faol bo’lmagan(neaktivniy) ob'ektlarni tavsiflash uchun ishlatiladi. Dastur esa, bajarilish jarayonida dinamik, faol ob'ektga aylanadi. Uning ishlashi borasida kompyuter turli komandalarga ishlo beradi va o’zgaruvchilar qiymatlarini o’zgartiradi. Dastur bajarilishi uchun, OT ma'lum joy operativ xotira ajratishi, unga kiritish chiqarish qurilmalarni va fayllarni baholashi, ya'ni butun xisoblash tizimi resurslari xisobidan ma'lum qismini rezervlab qo’yishi kerak. Ularning soni va konfiguratsiyasi vaqt o’tishi bilan o’zgarishi mumkin. Bunday kompyuter tizimlari ichidagi faol ob'ektlarni tavsiflash uchun “dastur” va “topshiriq” terminlari o’rniga yangi “jarayon” terminini ishlatamiz.
Jarayon xolati.
Ko’p xollarda adabiyotlarda soddalashtirish uchun, jarayonni bajarilish vaqtidagi dasturni xarakterlaydigan sifatida olish tavsiya etiladi. Jarayon Operatsion tizim boshqaruvi ostida xisoblanadi. Bunday qabul qilishda xisoblash tizimlarida bajariladigan xamma narsa(faqat foydalanuvchi dasturlarigina emas, balki OTning xam ma'lum isimlari xam) jarayonlar to’plami sifatida tashkil qilingandir.
Bir protsessorli kompyuter tizimida vaqtning xar bir momentida faqat bitta jarayon bajarilishi mumkin. Multidasturli xisoblash tizimlarida bir nechta jarayonni parallel qayta ishlash protsessorni bir jarayondan ikkinchisiga o’tkazish yordamida amalga oshiriladi. Bir jarayon bajarilguncha, qolganlari o’z navbvtini kutadi. Ko’rinib turibdiki xar bir jarayon minimum ikki xolatda bo’lishi mumkin: Jarayon bajarilmoqda va jarayon bajarilmayapti. Bunday modeldagi jarayonlar xolati diagrammasi quyidagi rasmda ko’rsatilgan.

Bajarilayapgan xolatdagi jarayon, ma'lum vaqtdan so’ng Operatsion tizim tomonidan tugallanishi, yoki to’xtatilishi va yana bajarilmayapgan xolatga o’tkazilishi mumkin. Jarayon to’xtatilishi ikkita sabab bilan ro’y berishi mumkin: uni ishini davo ettirishi uchun biror bir xodisa talab etilsa, (masalan, kirish –chiqish operatsiyasini tugallash) yoki Operatsion tizim tomonidan ish jarayon uchun ajratilgan vaqt tugaganda ro’y beradi. Shundan so’ng Operatsion tizim belgilangan algoritm bo’yicha bajarilmayapgan xolatidagi jarayonlardan birini tanlaydi va bu jarayonni bajarilayapgan xolatga o’tkazadi. Tizimda paydo bo’layapgan yangi jarayon, boshqa jarayon bajarilmayapgan xolatga o’tkaziladi. Bu juda qulay modeldir. U bajarilishga tanlangan jarayon u to’xtatilishiga sabab bo’lgan xodisani kutishi va amalda bajarishga tayyor bo’lmasligi mumkin. Bunday xolatdan qutilish uchun jarayon bajarilmayapgan xolatni yangi ikkinchi xolatga bo’lamiz: tayyorlik va kutish xolatlari.

Tizimda paydo bo’layapgan xar qanday yangi jarayon tayyorlik xolatiga tushadi. Operatsion tizim rejalashtirishning biror bir algoritmidan foydalanib, tayyor jarayonlardan birini tanlab, uni bajarilish xolatiga o’tkazadi. Bajarilish xolatida jarayon dasturiy kodini bevosita bajarilishi ro’y beradi. Jarayonning bu xolatidan uchta sabab bo’yicha chiqish mumkin:
OT bu jarayonning faoliyatini to’xtatadi;
U o’z faoliyatini ma'lum xodisa ro’y bermaguncha davom ettira olmaydi va OT uni “kutish” xolatiga o’tkazadi;
Xisoblash tizimida uzilish ro’y berishi bilan(masalan, bajarilishga ajratilgan vaqt tugashi bilan taymerdan uzilish) uni tayyorlik xolatiga o’tkaziladi.
Kutish vaqtlari tayyorgarlik xolatiga jarayon, kutilayapgan xodisa ro’y berishi bilan o’tadi va u yana bajarilish uchun tanlanishi mumkin. Keyinchalik rejalashtirish algoritmi xaqida so’z borsa, bizning modelda yana bir operatsiya qo’yiladi: bu jarayon prioritetini o’zgarishidir. Jarayonni yaratish va tugallash operatsiyalari bir marttalik operatsiyalardir, chunki ortiq qo’llanilmaydi ba'zi tizimli jarayonlar, xisoblash tizimi ishi vaqtida xech qachon tugallanmaydi. Jarayon xolatini o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan, ho u ishga tushirish yoki blokirovka bo’lsin, qoida bo’yicha ko’p martalik xisoblanadi.
To’liq himoyaga ega bo’lgan fayl tizimidan foydalaniladi, qurilmalar mustaqilligi ta'minlanadi.
UNIX tizimi markaziy qismi-yadrodir (kernel). U ko’p sonli modullardan iborat bo’lib, arxitektura jihatdan monolit hisoblanadi. Ammo, yadroda har doim 3 ta tizimni ajratish mumkin: jarayonlarni boshqarish; fayllarni boshqarish; markaziy qism va priferik qurilmalar o’rtasida kiritish va chiqarish amallarini boshqarish. Jarayonlarni boshqarish tizimi jarayonlarni dispetcherlash, va bajarishni, ularni sinxronlashtirishni va har turli jarayonlar aro aloqani tashkil etadi. Jarayonlarni boshqarish asosiy funktsiyasi – bu operativ xotirani boshqarish va (zamonaviy tizimlar uchun) virtual xotirani tashkil etishdir.
Fayllarni boshqarish tizimi, jarayonlarni boshqarish tizimi bilan ham, drayverlar bilan ham qat'iy bog’langandir. Kompyuter tarkibidagi qurilmalarga va yechilayotgan masalalarga qarab, yadro qayta kompilyatsiya qilinishi mumkin. hamma drayverlar ham yadro tarkibida bo’lmasligi mumkin, bir qismi yadrodan chaqirilishi mumkin. Bundan tashqari, tizimli funktsiyalarining juda ko’pchiligi, yadroga kirmaydigan, ammo yadrodan chaqiriladigan tizimli dastur modullari yordamida bajariladi. Yadro, boshqa tizimli modullar bilan bajarishi kerak bo’lgan funktsiyalar qat'iy ravishda standartlashtirilgan.
Yuqorida aytilganlar hisobiga, UNIX ning turli versiyalari va turli apparat ta'minoti o’rtasidagi kodlarni ko’chirib o’tkazuvchanlikka erishiladi.
Asosiy tushunchalar
UNIX OT ni asosiy ustunligi shundan iboratki, bu tizim ham sonli tushunchlarga asoslanadi. Virtual mashina. UNIX tizimi ko’p foydalanuvchilidir. har bir foydalanuvchiga, u ro’yxatdan o’tgandan so’ng, virtual kompyuter beriladi, bu virtual kompyuter hamma zaruriy resurslarga ega: protsessor (protsessor vaqti, doira yoki koruselli, dipetcherlash va dinamik prioritetlardan foydalanib ajratiladi), operativ xotira, qurilma, fayllar. Bunday virtual kompyuter joriy holati “obraz” deb ataladi. Jarayon-obrazli bajarilishi deyish mumkin.
Jarayon obrazi quyidagilardan tashkil topadi:
- obraz xotirasi
- protsessor umumiy registrlari qiymati
- fayl joriy katalogi
- boshqa ma'lumotlar
Foydalanuvchi
Yuqorida aytib o’tganimizdek, UNIX OT i ko’p foydalanuvchili interaktiv tizim sifatida nazarda tutilgan edi. Boshqacha aytganda, UNIX multiterminalli ishlash uchun mo’ljallangan. Ish boshlash uchun, foydalanuvchi o’z kirish paroli va nomini (name, login) kiritadi, bu hol hisobga olingan foydalanuvchi uchun o’rinlidir. Yangi foydalanuvchini odatda administrator hisobga oladi. Foydalanuvchi o’z hisob nomini o’zgartira olmaydi, ammo o’z parolini o’rnatishi yoki o’zgartirish mumkin. Parollar alohida faylda kodlangan holda saqlanadi.

UNIX OT yadrosi har bir foydalanuvchini uning identifikatori (user Identifier, UID) orqali identifikatsiya qiladi. (tizimda hisobga olinadigan yagona butun qiymat orqali). Bundan tashqari, har bir foydalanuvchi ma'lum guruhga mansubdir, bu hol ham ma'lum butun qiymat orqali identifikatsiya qilinadi. (Group Identifier, GID). UID va GID qiymati har bir hisobga olingan foydalanuvchi uchun, tizim hisob fayllarida saqlanadi va foydalanuvchi tizimga kirganda ishga komanda interpretatori bajariladigan jarayonga yoziladi. Va bu qiymat, shu foydalanuvchi nomidan ishga tushiriladigan har bir jarayonga me'ros bo’lib o’tadi va yadro tomonidan fayllarga murojaat, dasturlar bajarilishi xuquqini nazorat qilish uchun foydalaniladi. UNIX OT i fayl tizimi daraxt strukturasiga ega. har bir hisobga olingan foydalanuvchi uchun, fayl tizimi ma'lum katalogi mos keladi (bu “domashniy” katalog deyiladi). Tizimga kirishda, foydalanuvchi o’z katalogidagi barcha katalog va fayllardan cheksiz foydalanish xuquqiga ega bo’ladi. Foydalanuvchi o’z katalogidagi katalog va fayllarni yaratishi, olib tashlashi va o’zgartirishi mumkin. Boshqa fayllarga murojaat xuquqiga qarab, chegaralangan bo’ladi.

Super foydalanuvchi.
Albatta, hisobsha olingan foydalanuvchi sifatida ish tutadigan tizim administratori, butun tizimni boshqarish uchun oddiy foydalanuvchiga nisbatan ko’proq xuquqga egadir. UNIX OT da bu hol administrator UID ga yagona nol hiymatini berish bilan yecqiladi, bu foydalanuvchi demak superfoydalanuvcqidir (ya'ni administrator). Bu foydalanuvchi tizim ustidan to’liq nazoratga egadir. Superfoydalanuvchi uchun resurslardan foydalanishga chegara yo’hdir. Oddiy foydalanuvchilarga fayl o’lchami, bo’linadigan xotira maksimal xajm va x.k.larga chegara ho’yilgan bo’ladi. Administrator bu chegaralarni, boshqa foydalanuvchilar o’zgartirishi mumkin. Administrator ham o’zi uchun oddiy hisob yozuvi tashkil etadi, ammo tizimni administrlash uchun “SU” komandasidan foydalanadi (haytish komandasi esa “exit”).
Foydalanuvchi interfeysi. Foydalanuvchining UNIX tizimi bilan muloqoti komanda tiliga asoslangandir. Foydalanuvchi tizimga kirgandan so’ng, uning uchun komanda interpretatorlaridan biri ishga tushadi. Odatda, tizimda bir-biriga o’xshash, ammo o’z imkoniyatlari bilan farq qiladigan tilli komanda interpretatorlari qo’llaniladi. Ixtiyoriy komanda interpretatori UNIX OT i uchun – hobih (“obolochka” – spell dir). Chunki har qanday interpretator tizim yadrosi Tashqi muhitidan iboratdir Linux tizimida komanda interpretori – “bash” dir. Chaqirilgan komanda intepretatori, foydalanuvchiga komanda qatori kiritishga taklif beradi (yoki komandalar qatori va x.k.). Navbatdagi komanda bajarilgand so’ng, terminal ekraniga natija chiqhandan so’ng, interpretator yana komanda qatorini kiritishga taklif beradi, shunday qilib tizimdan chiqmaguncha shu hol davom etadi.
UNIX da foydalanuvchi komanda tillari yetarli darajada soddadir va shu bilan birga murakkab dasturlar yozish uchun yetarli darajada kuchlidir. Hozirgi vaqtda ko’proq grafik interfeyslardan foydalanilgani uchun, UNIX OT larida ham ko’pincha X-Window da ishlashmohda. X-Window – bu foydalanuvchilarga o’z tizimlari va masalalari bilan grafik rejimda muloqot imkonini beradi.
Komanda qatori, komanda nomi (bajariladigan fayl nomi), uning ketidan argumentlar ro’yxatidan iboratdir. har qanday komanda tili uch qismdan iboratdir:

- xizmatchi konstruktsiyalar; ular matn qatori bilan amallar bajarish va oddiy komandalar asosida murakkab komandalar yaratishga imkon beradi.

- Qo’yilgan komandalar (vstroenno`y) komanda tili tomnidan bevosita bajariladigan komanda
- alohida bajariladigan fayllar bilan ifodalanadigan komandalar.
Oxirgi ko’rinishdagi komandalar o’z ichiga standart komanda (tizimli utilitalar) va foydalanuvchi yaratgan komandalardan iboratdir.
Jarayonlar. UNIX tizimida jarayon – bu mumtoz ma'noda shaxsiy virtual makonda bajariladigan jarayondir. Foydalanuvchi tizimga kirganda, komanda interpretatori dasturi bajariladigan jarayon avtomatik tarzda yaratiladi. Agar komanda interpretatoriga, bajarilayapgan faylga mos komanda uchrasa, u yangi jarayon yaratadi va unda “main” funktsiyasidan boshlab mos dasturni ishga tushiradi. Bu ishga tushirilgan dastur o’z navbatida jarayon yaratishi va unda boshqa dasturni ishga tushiradi va x.k. Yangi jarayonni tashkil etish va unda dasturni ishga tushirish uchun ikkita tizimli chaqirish API – fork () va exec (imya vo`polnyaemogo fayla – bajariluvchi fayl nomi). fork () – tizimli chaqirish, holati asosiy jarayon holatiga o’xshash bo’lgan yangi adres makonini yaratishga olib keladi. (ya'ni unda o’sha dastur va ma'lumotlar mavjuddir). Yangi jarayon uchun, hamma ma'lumotlar segmentik nusxalari tashkil etiladi.