Операциялық жүйелер

1. IBM фирмасы үшін OS/2;
2. Microsoft фирмасы үшін Windows;
3. Bell Laboratory корпорациясы үшін Unix;

Windows операциялық  жүйелері 

IBM PС  үшін Windows операциялық жүйесі бірінші  графикалық операциялық жүйе  болып табылады. Windows жүйесінің ерекшеленетін  белгілері:

·  32-разрядтілі архитехтурасы;

·  Көп есептілігі және көп қолданушылығы;

·  Графикалық қолданушы интерфейсі;

·  Plag and Play технологиясы бойынша жаңа периферийлі құрылғыларды қосу;

·  Виртуальды жадты қолдану;

·  Бұрын құрылған программалық қамтамасыз етумен  сәйкестілігі;

·  Коммуникациялық программалық жабдықтардың бар болуы;

·  Мультимедиа жабдықтарының бар болуы;

·  Интернет глобальды желімен интеграциясы.

ОЖ тұрғызудың модульдік құрылымы және олардың төзімділігі.

ОЖ көмекші модулы қарапайым  келесідей ішкі бөліктер тобынан  құралады:

• утилиттер - программасы, компьютерлік жүйені және жеке есептердің шешілуін басқарады. Мысалы, дискіні сығу программасы, магниттік лентада мәліметтерді архивтеу;
• жүйелік өңдеуші программа - текстік және графикалық редактор, компиляторлар, компоновщиктер, отладчиктер;
• қолданушыға қосымша көмекті ұсынатын программа - қолданушы интерфейсінің арнайы нұсқасы, калькульятор және ойындар;
• Әртүрлі міндеттегі процедура кітапханасы, қосымшаны өңдеуді ықшамдаушы, мысалы математикалық функцияч кітапханасы, енгізу-шығару функциясы ж.т.б.

Процессорды басқару.

Процессор – (СРU)ДК-дің орталық блогы, бұл құрылғы командаларды айқындап, орындайды, өз жұмысының нәтижелерін береді немесе машинаның жадына жеткізеді. Көбінесе процессор компьютердің мәліметтерді қандай жылдамдықпен өңдей алатындығын анықтайды.

Процессордың  негізігі бөліктері-арифметикалық-логикалық құрылғы, басқару блогы, жад регистрлері.

Арифметикалық-логикалық құрылғыда сандық және символдық ақпараттарға арифметикалық және логикалық операциялардың орындалуы жүргізіледі.

Басқару құрылғысы уақыттың керек мезетінде белгілі бір сигналдарды қалыптастырып, жеткізеді, операциялардың орындалуы үшін жад ұяшықтарының адрестерін қалыптастырады, осы адрестерді машинаның керекті жерлеріне жеткізеді.

Қазіргі заманғы прооцессорлар кремний  кристаллының ұсақ шаршысында тырналып жасалған миллиондаған транзисторлардан тұрады.

1999ж.  көптеген процессорлар 0.25-микрондық  технологиямен, 2000ж. 0.18 және 0.13 микрондық технологиямен, ал қазір 0.09 микрондық технологиямен жасалып жатыр, бұл көлемі шағын кристаллда транзисторлардың көптеп орналасуын білдіреді.

Бүгінгі таңда процессор дегеніміз - бір микросхемада орналасқан көптеген құрылғылардың жиынтығы. Кез-келген процессорлық кристаллда орналасады:

1.процессор;

2.сопроцессор-күрделі және нақты  есепеулерді жүргізетін арнаулы  блок;

3.І денгейлі кэш-жады;

4.ІІ денгейлі кэш-жады.

Процессордың көрсеткіштері

Процессордың  негізігі сипаттамалары болып мәліметтер шинасының және адрестік шинаның разрядтылығы, жұмыс жылдамдығы табылады.

Процессордың  жұмыс жылдамдығы. Процессор жұмыс  барысында нақты белгіленген  уақыттта(яғни, белгілі бір уақыт  аралығында -такт) белгілі бір операцияларды  орындайды. Тактілік жиілік Мгц өлшенеді. Электр кернеуінің әсерінен кварц кристаллында электр тогының тербелістері пайда  болады, осыны тактілік жиілік деп атайды.

Процессордың  жұмыс жылдамдығы тек тактілік жиілікпен  ғана емес, процессордың кезеңдерімен де анықталады.

IBM PC платформасының  дамуы:

1.Intel 8086 процессоры IBM PC компьютерлері  үшін

2. Intel 80286

3. Intel 80386

4. Intel 80486

5.Intel Pentium 60, Intel Pentium 66 процессорлары  Pentium компьютерлері үшін

6. Intel Pentium 75-200

7.Celeron, Duron, Intel Pentium4, Athlon,Xeon

8.Itanium – 64 разрядты процессорлар

Сонымен қатар модификацияға да байланысты. Процессордың әрбір кезеңінде өздерінің  модификациялары болады. Мысалы Pentium 4–ң 3 модификациясы бар: Xeon-серверларда қолданылады, Celeron мен Pentium 4-қымбат емес жүйелерге арналған. Тактілік жиіліктері бірдей бірақ модификациялары әртүрлі процессорлардың жұмыс жылдамдығы әртүрлі болады.Бұл процессорларда қолданылатын технологиялардың әртүрлігінде-ММХ технологиясы(Pentium процессорлары үшін), SSE(Pentium ІІІ процессорлары үшін), SSE2(Pentium ІV процессорлары үшін).

Процессордың  тағы да бір көрсеткіші - ядро түрі. Берілген көрсеткіш процессордың өнімділігін анықтайды.

Процессордың  ішінде мәліметтерді сақтайтын жад ұяшықтары болады. Оларды жад регистрлері деп атайды. Осы регистрлерде 1 байт, 2 байт, 8 байт көлемінде мәліметтер орналаса алады. Процессордың разрядтылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым компьютер 1 такт ішінде мәліметтерді көбірек өңдей алады.

Әрбір процессорда  екі негізгі шина бар: мәліметтер және адрестік шина. Процессордың шинасын айтқанда, мәліметтер шинасы ескеріледі, яғни, мәліметтерді беру немесе қабылдау үшін арналған өткізгіштер жиыны, шинаға неғұрлым көп сигнал түскен жағдайда, соғұрлым көп ақпаратат оның бойымен беріледі. Процессормен бір уақыт мезгілінде өңделетін мәліметтер биттерінің саны ішкі регисторлардың разрядтылығымен сипатталады.

Процессордың  кэш-жады. Процессордың жұмысын жылдамдату үшін кэштеу технологиясы ұсынылды. Кэш-буфердің қызметін атқаратын кішігірім жад  ұяшықтарының жиыны. Жалпы жадқа  мәлімет жазылып немесе оқылып жатқан кезде, мәліметтер көшірмесі кэш-жадына да түседі.

80486 процессорларныда  ең алғаш рет кэш-жады қолданылған  кезде, ол процессорге неғұрлы  жақынырақ орналасқан микросхема  түрінде болды. Бүгінгі процессорларда  көлемі бойынша кішігірім, жылдамдығы  бойынша жылдам болған бірінші  денгейлі кэш-жады процессор кристаллының  құрамына енді. Ол процессордың  регисторлары тәріздес технологиямен  өңделеді.нәтижесінде ол өте қымбат, бірақ ең сенімді.Оны көлемі  ондаған Кбайт.

Екінші  денгейлі кэш-жадысы да процессордың кристаллында орналасады, көлемі жүздеген Кбайт(128/256/512Кбайт).

Ең үлкен, ең баяу – ол үшінші денгейлі кэш. Ол өзі жеке орналасқандықтан, процессорге жатпайды.көлемі бірнеше Мбайтпен өлшенеді. 

 

ТАҚЫРЫП 4. ҮРДІСТЕРДІ БАСҚАРУ

ЖӘНЕ ҰЙЫМДАСТЫРУ

 

Мақсаты: Жүйе ядросы және оның құрылымымен, олардың қызметі бойынша түрлерге бөлу және баптауларды жүргізу тәсілдерімен танысу.

Кілттік сөздер: процесс, ядро, тізбек, блок, мекен-жай, индекс.

 

Дәріс жоспары (1 сағат)

1. Үрдіс (процесс) және ядро ұғымы.
2. Үрдістің виртуальдық мекен-жайлық кеңістігін сегментациялау.
3. Үрдіс мәнмәтінінің құрылымы.
4. Үрдістің идентификаторы мен дескрипторы.

   Әдебиеттер: 1, 4, 6, 10,14, 15, 16, 17

 

Процесс – бұл операциялық жүйедегі қадамдардың тізбегін өңдей алатын механизм. Кейбір операциялық жүйелер job (тапсырма) немесе task (міндет) түсінігін пайдаланады. Процесте өзі орындалатын жеке, өзіндік жадысы болады.

Процесстерді  басқару жүйесі есептеу машинасының  функциялануына тікелей ықпал ететін ОЖ-нің ең маңызды бөлігі болып табылады (басқаша айтқанда, тапсырма) - орындалып жатқан бағдарламаны процесс суреттейтін абстракция. Ал ОЖ үшін процесс жұмыс бірлігі, желілік ресурстарды пайдалану тапсырысы ретінде танылады. Процесстерді басқару олардың орындалуын жоспарлайды, демек, процессті уақытты бір мезгілде орындалу үстіндегі процесстер арасына таратады, олардың пайда болуы мен жойылумен айналысады, желілік қорлармен қамтамасыз етеді, процесстер арасындағы қарым-қатынасты сақтайды.

Көптапсырмалы жүйедегі процесстің басты  үш күйі:

Орындалу - қозғалмалы күйі, осы күйдегі процесс барлық қажетті қорларға ие болып, процессор арқылы орындалады;

Күту - Процесстің баяу күйі, осы кезде процесс өз себептерімен орындала алмайды, белгілі бір оқиғаның, мысалы, енгізу-шығару операциясының аяқталуын, басқа процессордан ақпарат алуын, қажетті қордан босатылуын күтеді;

Дайын болу - Процесстің баяу күйі, сыртқы жағдайға байланысты орындалу мүмкіндігін жоғалтады: өзіне қажетті барлық қорлармен қамтамасыз етіогенімен, жұмысқа дайын болғанымен, процессордың басқа процессті орындап жату себебінен жұмыс тоқтай тұруға мәжбүр.

Орындалу  күйінде бірпроцессорлы жүйеде тек  бір ғана процесс өте алады, ал күту мен дайын болу күйлерінің әр-қайсысында - бірнеше процесс жүреді. Өмірлік цикл дайын болу күйінен басталып, активация кезінде процесс орындалу күйіне көшеді.

MS DOS  мынадай бөліктерден тұрады:

1. жүйені  алғашқы жүктеу блогы (дискінің  алғашқы секторы),

2. BIOS-пен  арақатынас модулі (IO.SYS файлы), 

3. үзулермен  ( прерывания) жұмыс модулі ( MSDOS.SYS файлы),

4. командалар  процессоры ( COMMAND.COM файлы),

5. сыртқы  командалар ( программалық файлдар),

6. құрылғылар  драйверлері,

7. CONFIG.SYS  файлы,

8. AUTOEXET.BAT  файлы.

Бірінші, екінші және үшінші пунктер MS DOS- тың  ядросын құрайды.

Алғашқы жүктеу блогы

    Жүйелік дискінің түпкі бумасының  алғашқы екі файлы IO.SYS пен  MSDOS.SYS екенін тексеріп, оларды дискіден  оқып жадқа жүктейді, сосын басқаруды  MS DOS- қа береді.

IO.SYS

   Бұл резидентті ( әрқашан компьютер  жадында отыратын) модуль машинаның  BIOS- мен байланыс орнатып, сол  арқылы құрылғыларды басқарып  отырады.

MSDOS.SYS

Бұл да резидентті модуль. Ол файлдық жүйені басқарып, басқа программалардың файлдық  жүйемен жұмыс жасауын ұйымдастырды.

Командалар  процессоры (COMMAND.COM)

Перне тақтадан пайдаланушының нұсқауларын қабылдап, соларды орындауды ұйымдастырды. Комьпютер жадына сыртқы командаларды орындайтын программаны жүктеп, сонан соң басқаруды соған береді.

Физикалық ұйымдастыру  мен файлдің мекен-жайы

Файлдің физикалық ұйымдастырылуы файлдің  сыртқы жады құрылғысында орнығу ережелерін сипаттайды. Файл физикалық жазба -блоктардан құралады. Блок - сыртқы құрылғы оперативті жадымен алмасатын деректердің  кішігірім бірлігі. Үздіксіз орнықтыру - физикалық ұйымдастырудың қарапайым  дерлік нұсқасы (сурет 4.1), бұл ретте файлға дискілі жадтың бүтін жалпылама учаскесін қалыптастыратын диск блоктарының реттілігі ұсынылады. Файлға мекен-жай белгілеу үшін тек бастапқы блоктың нөмірін нұсқау жеткілікті. Екінші басымдылығы - қарапайымдылық. Дегенмен екі кемшілігі де баршылық. Біріншіден файлды жаау кезінде оның ұзақтығы, яғни қаншалақты жадыны қарастыру қажеттілігі де белгісіз, екіншіден, мұндай реттілікпен орнықтыруда бөлшектену орындалып, дискідегі кеңістік нәтижесіз, еш пайдасыз қолданылады, себебі кіші көлемнің жекелеген учаскелері (минималды 1 блок) қолданусыз қалуы мүмкін.

Физикалық ұйымдастырудың келесі тәсілі - диск жадының  байланысқан блоктар тізімі ретінде орнықтыру. Мұндай тәсілде әрбір блоктың басында келесі блокқа нұсқаулық болады. Бұл жағдайда файл мекен-жайы бір санмен - алғашқы блок нөмірімен белгілене алады. Алдыңғы тәсілмен салыстырғанда әрбір блок қандай да бір файл шынжырына бекінуі мүмкін, бұл ретте бөлшектену болмайды. Файл блоктар санын ұлғайтып, өзгерістерге ұшырайды. Кемшілігі - файлдің еркін орнына қол жеткізуді орындаудың күрделілігі: файлдың реттілік бойынша бесінші блогын оқу үшін алғашқы төрт блокты оқып шығауымыз қажет. Одан өзге, бір блоктағы файл деректерінің саны екілік деңгейге тең келмейді (бір сөз екінші блок нөміріне шығындалған), ал біршама бағдарламалар көлемі екілік деңгейге сәйкес деректер блогын оқиды.

 

Сурет 4.1 Файлды физикалық ұйымдастыру а - үздіксіз орнықтыру; б - байланысқан блоктар тізімі; в - байланысқан индекстер тізімі; г -блок нөмірлерінің тізімдемесі

 

MS-DOS операционды жүйесінің FAT файлдік жүйесінде қолданылатын танымал тәсіл - индекстердің байланысқан тізімін қолдану болып табылады. Әрбір блокпен - индекс бөлшегі байланыс жасайды. Индекстер дискінің жекелеген облысына орнығады ( MS-DOS-та бұл FAT кестесі). Егер де блок файлға бөлістірілген болса, онда аталған блоктың индексі файлдің келесі блогінің нөмірін сақтайды. Мұндай физикалық ұйымдастырылуда алдыңғы тәсілдің бүкіл дерлік жағымды қасиеттері сақталады, бірақ екі белгіленген кемшілік назардан жойылады: біріншіден, файлдің еркін орнына қол жеткізу мақсатында индекстер блогімен танысу, шынжыр бойынша файл блоктарының қажетті санын есептеп, қажетті блок нөміріп анықтау жеткілікті, екіншіден, файл деректері блокты түгелімен қамтып алады, ал бұл дегеніміз екілік дәрежесіне сәйкес көлемді иемденеді деген сөз.

Қорытынды бөлімде, файлдің физикалық орнығуын аталған файлмен алынатын блок нөмірлерінің қарапайым сараптамасы арқылы қарастырамыз. UNIX ОЖ файл көлеміне тәуелсіз мекен-жайдың фиксирленген ұзақтығын қамтамасыз ететін аталған тәсілдің нұсқасын қолданылады. Файлдің мекенжайын сақтау үшін 13 тізбек бөлінеді. Егер файл көлемі аз не 10 блокқа тең болса, онда аталған блоктардың нөмірлері мекен-жайдың он тізбегіне тікелей орын алмастырады. Егер файл көлемі 10 блоктан кем болса, онда келесі 11 тізбек файлдің келесі блокатарының 128 нөмірлерінің мекен-жайларын орнықтырады. Файл 10+128 блоктан көп болса, 128 нөмір блоктары орныққан 12 тізбек қолданысқа енеді. Және де файл 0+128+128 көп боған жағдайда 10+ 128 + 128(128 + 128(128(128 максимум көлемі бар файлмекен-жайын белгілеуге мүмкіндік беретін 13 тізбек үштік жанама мекен-жайландыру мақсатында қолданылады.

 

 

ТАҚЫРЫП 5. ҮРДІСТЕРДІ БАСҚАРУ