Samarqand davlat universiteti intelektual tizimlar va kompyuter texnologiyalari dasturiy injiniring yo

Operatsion tizim arxitekturasi xususiyatlari
Operatsion tizim – kompyuter yoqilganida yuklanadigan dasturdir.
U foydalanuvchi bilan muloqotga kirishadi, kompyuterning resurslari (tezkor xotira, disklardagi joylar va hokazolar)ni boshqarishni amalga oshiradi, boshqa dasturlarni bajarish uchun ishga tushiradi. Operatsion tizimi foydalanuvchiga va amaliy dasturlarga kompyuterning uskunalari bilan aloqa qilishning qulay usuli (interfeys)ni ta’minlaydi.
Operatsion tizimining zarurligining asosiy sabablari, kompyuter vositalari bilan ishlash va resurslarini boshqarish uchun eng sodda amallar - bu eng quyi darajadagi amallardir, shuning uchun foydalanuvchiga va amaliy dasturlarga zarur bo‘lgan harakatlar bir necha yuzlab yoki minglab shunday amallardan iborat bo‘ladi.
Operatsion tizimlar bajaradigan vazifasiga, masalalarga ishlov berish rejimiga, tizim bilan bog‘lanish usuliga, qurish usullari bo‘yicha sinflarga ajratiladi. Vazifasiga qarab sinflarga ajratishda operatsion tizimlarning turlari ko‘pligi yaqqol tashlanadi. Chunki hisoblash texnikasi turlari qancha bo‘lsa, operatsion tizim turlari ham shunchadir: meynfreym operatsion tizimlar, server operatsion tizimlar, ko‘pprotsessorli, shaxsiy kompyuterlar uchun uchun, real vaqt operatsion tizimlar, mobil va boshqalar operatsion tizimlariga bo‘linadi.
Serverlar bir vaqtning o‘zida ko‘p sonli foydalanuvchilarga xizmat qiladi va ularga o‘zaro dasturiy va apparat resurslarni bo‘lib olish imkonini beradi. Serverlar bosmadan chiqarish qurilmalari, internet va fayllar bilan ishlash imkonini yaratadi. Serverda Web-sahifalar saqlanadi va talablarga ishlov beradi, UNIX, Windows, Linux server operatsion tizimlariga misol bo‘la oladi.
Bir nechta protsessorlar birlashtirilgan tizimlarda ishlash uchun, maxsus operatsion tizimlar talab qilinadi. Ko‘p protsessorli operatsion tizimlarlar maxsus aloqa imkoniyatiga ega bo‘lgan server operatsion tizimlar laridan iboratdir.
Real vaqt operatsion tizimlaridan, hisoblash tizimi boshqaradigan jarayonlar qat'iy vaqt chegaralarini qoniqtirishi kerak bo‘lgan hollarda foydalaniladi. Agar hodisalar ko‘rsatilgan qat'iy vaqt diapazonida ro‘y berishi kerak bo‘lsa - bu qat'iy real vaqtdir. Agar vaqti-vaqti bilan amallar bajarilishi muddatini o‘tkazib yuborish mumkin bo‘lsa, mumkin, raqamli audio va multimedia tizimlari, bu moslashuvchan real vaqtdir. Misol qilib VxWorks va QNX operatsion tizimlarini keltirish mumkin.
Monolit operatsion tizimlarda tizim hamma qismlari o‘zaro mustahkam bog‘langan. Shuning uchun ham uning u yoki bu qismini o‘zgartirish va olib tashlash Operatsion tizimlar ning butun arxitekturasini mukammal bilishni talab qiladi va boshqa modullarni o‘zgartirish zaruriyatini keltirib chiqaradi.
Bu hollarda, mikroyadro funksiyalari yagona adres makonida bajarilgani uchunqator muammolar kelib chiqishi mumkin. Bu esa o‘z navbatida nizolar kelib chiqishi xavfini va yangi drayverlarni ishga tushirish muammolarini keltirib chiqaradi. Bunday tizimlar bo‘laklarga bo‘linmagan, ya'ni srukturaga ega emas. operatsion tizimlar protseduralar fig‘indisidan iborat bo‘lib, ularning har biri zaruriyat tug‘ilganda ixtiyoriy boshqa protsedurani chaqirishi mumkin. Bunday tizimni tuzish uchun hamma alohida protseduralar kompelyatsiya qilinib, kompanovщik yordamida yagona ob'yekt fayliga birlashtiriladi. Monolit tizimlar, uzilishlar mexanizmini quvvatlashi mumkin. Bu holda operatsion tizimni qisman strukturalashtirish zarur: yuqori sathda bosh dastur joylashgan bo‘lib, talab qilingan xizmatchi protsedurani chaqiradi. Undan quyida esa tizimli chaqiriqlarni bajaruvchi xizmatchi protseduralar joylashadi. Ulardan ham quyida esa, tizimli protseduralarga xizmat qiluvchi utilitalar joylashgandir.
Ko‘p sathli tizimlar, satxlar iyerarxiyasi ko‘rinishida tashkil etilgandir. Bunday ilk tizimga TNE tizimi misol bo‘la oladi, u 1968 yilda Deykstri tomonidan tuzilgan. U 6 ta sathdan iborat edi. 0-chi sath - protsessorni taqsimlash va ko‘pmasalalik bo‘lsa, 1-chi satxda xotirani boshqarish, 2-chi operator-jarayon aloqasi, 3-chi kiritish-chiqarishni boshqarish, 4-sath - foydalanuvchi dasturlari, 5-sath operator. 0-chi sath, uzilish yoki taymer ketishi hollarida jarayonlarni biridan boshqasiga o‘tib, protsessor vaqtini taqsimlash bilan mashg‘ul bo‘lgan. Bu sathdan yuqaori sathlarda tizim ketma-ket jarayonlardan iboart bo‘lib, ularning har birini, bitta protsessorda bir nechta jarayon ishga tushirilganidan qo‘rqmasdan dasturlash mumkin bo‘lgan. Ya'ni 0-chi sath protsessor xotirani boshqargan. 2-chi sath operator konsoli va jarayonlar bog‘lanishini boshqargan. Bu sathdan yuqoridagi jarayonlar o‘z shaxsiy konsollariga egadirlar. 3-sath kiritish-chiqarish qurilmalari va ma'lumotlarni buferlashni boshqargan. 3-chi sathdan yuqoridagi ixtiyoriy jarayonlar, kiritish - chiqarishning aniq qurilmalari bilanemas, balki foydalanuvchi uchun qulay bo‘lgan kiritish - chiqarish qurilmalarining abstrakt xarakteristikalari bilan ishlagan. Ko‘p sathli tizimlarning konsepsiyalarning keyingi umumlashuvi MULTICS tizimlarida amalga oshrilgan.
Operatsion tizimlar uchun xos bo‘lgan boshqa funksiyalar, xabarni o‘zaro uzatish orqali muloqat qiluvchi, modulli qo‘shimcha-jarayonlar sifatida loyihalanishi mumkin. Amalni bajarish uchun talabnoma olib, foydalanuvchi jarayoni (kliyent), xizmat qiluvchi jarayoniga (serverga) talabnoma jo‘natadi, u o‘z navbatida ishlov bnrib, javob qaytaradi.
Opertsion tizimni bo‘laklarga bo‘lish oqibatida, bo‘laklarning har biri tizimning bir elementini boshqaradi, va har bir bo‘lak kichik va boshqariluvchan bo‘lib qoladi. Hamma serverlar foydalanuvchi rejimida jarayon kabi ishlagani uchun, ular qurilmalarga bevosita murojaat qila olmaydilar, shuning uchun tizim buzilishlarga qat'iy bo‘lib qoladi. Operatsion tizimning ba'zi funksiyalari, mumkin, kiritish-chiqarish qurilmalari registriga komandalarni yuklashni foydalanuvchi makonidagi dasturlardan bajarish amalda mumkin emas. Yechimlardan biri shundan iboratki, serverning kritik jarayonlari (m-n, qurilma drayverlari), yadro rejimidan ishga tushiriladi, ammo boshqa jarayonlar bilan axborotlarni uzatish ana'naviy sxemasi bo‘yicha bog‘lanadi.
Kliyent-server modelining ustunligi yana shundan iboratki, u taqsimlangan tizmlarga qulay moslashadi. Haqiqatda, har bir bo‘lak mustaqil bo‘lgandan keyin, ularning ixtiyoriysi masofadagi mashinada oson bajarilishi mumkin. Shunda kliyent nuqtai nazaridan ham shu jarayon boradi: talabnoma jo‘natiladi va javob qaytariladi.
Tizimli boshqarish va ishlov berish dasturlari majmuasi (kompleks) sifatida operatsion tizim, hisoblashlarni samarali va ishonchli bajarilishini ta'minlashi kerak bo‘lgan o‘zaro bog‘langan dastur modullari va ma'lumotlar strukturasining juda murakkab “konglomeratini” tashkil etadi.
Birinchi dasturlar bevosita mashina kodlarida yaratilgan. Buning uchun, mikroprotsessor arxitekturasini va uning asosidagi tizimni mukammal bilish zarur. Hisoblash texnikasining rivojlanishi borasida, ko‘p uchraydigan amallarni (operatsiyalarni) ajratib, ular uchun dasturiy modullar yaratilib, keyinchalik ulardan dasturiy ta'minotda foydalana boshladilar. Shunday qilib, 50-chi yillarda, birinchi dasturlash tizimlarini yaratishda kiritish chiqarish amallari uchun, keyinchalik matematik amal va funksiyalarni hisoblash uchun modullar yaratildi. Keyinchalik, rivojlanish qori darajadagi translyatorlarni yaratilishiga olib keldi, ya'ni operatorlar o‘rniga zaruriy funksiyalarni chaqiriqlarni qo‘yish imkoniyati kelib chiqdi. Kutubxonalar soni oshib bordi. Natijada, amaliy dasturiy ta'minot ishlab chiquvchilaridan tizim arxitekturasini mukammal bilish talab qilinmay qoldi. Ular, dasturiy tizimga mos chaqiriqlar bilan murojaat va ulardan kerakli servis va funksiyalarni olish imkoniga ega bo‘ldilar. Bu dasturiy tizim OT dir.
Zamonaviy opertsion tizimlar asosiy tashkil etuvchilari - bu yadro, kiritish-chiqarish tizimi, komanda protsessori, fayl tizimi. Yadro masalalar va resurslarni boshqarish, sinxronlashtirish va o‘zaro bog‘lanishi bo‘yicha asos funksiyalarni ta'minlaydi. Komanda protsessori, komandalarni qabul qilish va ularga ishlov berish, foydalanuvchi talabi bo‘yicha mos xizmatlarni chaqirishni ta'minlaydi.
Kiritish va chiqarish tizimi, tashqi qurilmalar bilan ma'lumotlarni kiritish va chiqarish masalasini ta'minlaydi.
Operatsion tizim kutubxonalarida bu funksiyalarning mavjudligi, har bir ularni dasturlash tizimi vositalari bilan har bir dasturga qo‘shmaslik imkonini beradi. Dasturlash tizimlari faqat, kiritish-chiqarish tizimi kodlariga murojaatni generatsiya qiladi va kattaliklarni tayyorlaydi. Kiritsh-chiqarish tizimi, kiritish-chiqarish qurilmalari turlari ko‘p bo‘lgani uchun eng murakkab hisoblanadi. Bunda, nafaqat samarali boshqarish, balki amaliy dasturchilarga qurilmalardan abstraktlashtirishga imkon beradigan qulay va samarali virtual interfeysni ta'minlaydi. Boshqa tomondan, parallel bajariladigan talay masalalarni kiritish-chiqarish qurilmalariga murojaatni ta'minlash talab qilinadi.