Жадыны басқару

                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

              Мазмұны

Кіріспе

  1. Жады ұғымы.      

  2. Жадыны басқару

       2.1Динамикалық бөлінетін жады

       2.2 Үйме жадысымен басқару

   3.Жадымен басқару

   4.Жадыны қорғау құралдары

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         

 

 

 

 

                                                         Кіріспе

 

Дербес компьютердің негізгі  жады сипаттамаларына шолу:  Электронды есептеуіш машинаның есте сақтау құрылғысы дегеніміз- дербес компьютердегі мәліметтерді сақтап тұратын есте сақтау құрылғыларының жиынтығы. Есте сақтау құрылғыларының ең басты назар аударатын ерекшеліктері ол көлем, яғни ақпараттың мөлшері қанша көлемді алып тұр, және жылдамдық, яғни ақпараттың орындалу жылдамдығы.  

Компьютер құрамындағы жадының бірнеше саласы бар. Өзінің есте сақтау ерекшеліктері бойынша жады ішкі және сыртқы болып бөлінеді.

Ішкі жадыға регистрлік жады, жедел жад, кэш жады, оперативті жады, тұрақты жады жатады.

Регистрлер процессордың ішкі жады, процессордағы өтпелі ақпараттарды сақтау үшін арналған деп есептеледі, оперативті жады процессордың кез келген ұяшықтарымен қатынас жасай алады, кэш жады, басқаша айтқанда процессор жадысы, оны өзіндік буфер деп қарастыруға болады, . Жедел жад (ЖЕСҚ, ағылш. RAM – Random Access memory – ерiктi жету жады) – бұл процессормен  тiкелей  байланысты  және  программалар  өңдейтiн  мәлiметтердi  жазу,  оқу және сақтауға арналған аса үлкен емес көлемдi жылдам сақтау құрылғысы. Жедел жад мәлiметтер мен программаларды уақытша ғана сақтау үшiн қоданылады, өйткенi машинаны өшiрген кезде ЖЕСҚ-дағы барлық мәлiметтер жоғалып кетедi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Жады- мультибағдарламалы операциялық жүйе арқылы реттеліп, басқаруды талап ететін ең маңызды ресурстардың бірі болып табылады. Жадының бос бөліктерінің барлығы бөлістіруді қажет етеді. ОЖ жадыны басқаруда мынадай қызметтерді атқарады:

• бос және толған жады бөлігін анықтау;

• жадыны үрдістерге бөлу мен олардың аяқталуы кезінде жадыны босату;

• үрдістерді оперативті жадыдан қатты дискіге ығыстыру;

• оперативті жадыда орын босаған кезде оларды қайтара көшіру;

• бағдарлама мекен-жайларын жадының нақты облысына орналастыру; Жадыны басқару екі жағдайға қатысты орындалуы мүмкін, яғни қатты диск жадысына және оперативті жадыға байланысты. Бұл екі жады да бірдей басқару құрылымын пайдалануы мүмкін. Компьютерде жұмыс істеу барысында бірнеше үрдістер пайда болып, орындалып, аяқталып жатады. Сол үрдістер орындалуы кезінде жадының біршама бөлігін алып отырады. Яғни, жады әрбір үрдіске сәйкес орындар бөліп, оларды босатып отыруы қажет. Сол үшін ОЖ арнайы жады аймағын бөлістіру тәсілдері қолданылады.

1. Қарапайым орналастыру тәсілі. Мұнда үрдістер жады аймағына  кезекпен бос ұяшықтарға орналасады  және олардың орындалуы сол ұяшықтардың орналасу реттілігіне байланысты.

2. Ығыстыру тәсілі. Бұл тәсіл  үрдіс аяқталуы кезінде немесе  келіп түскен үрдіске қажетті  бос жады қалмаған кезде қолданылады. Яғни, алдыңғы үрдістерді сығу  арқылы қажетті бос орынға  ие болады

3. Виртуалды жады көмегімен бөлістіру  тәсілі.

        Виртуалды жады – қолданушыларға көлемі қолданыстағы оперативті жады көлемінен асып түсетін бағдарламаларды жазуға мүмкіндік беретін бағдарламалық-аппараттық құралдардың жиынтығы;

Аталған мақсатта виртуалды жады келесі міндеттіліктерді орындайды:

• Түрлі есте сақтау құрылғыларына деректерді орнықтырады, мысалға бағдарлама жартысы - оперативті жадыда, жартысы – қатты дискіде.

• Қажетті жағдайда түрлі есте сақтау құрылғылары арасында деректердің орнын ауыстырады, мысалға, бағдарламаның қажетті бөлігін қатты дискіден оперативті жадыға орналастырады. Аталған әрекеттердің барлығы автоматты түрде орындалып, программист көмегін қажет етпейді. Виртуалды жадыны қолданылудың кеңінен

 

 

таралған орындаулары – жадыны парақтық, сегменттік және парақтық-сегменттік бөлістіру мен свопинг болып табылады. Жоғарыда аталғандар негізгі тәсілдер болып табылады. Оперативті және қатты диск жадылары арасында дәнекер жады болып табылатын тағы бір жады кэш жадыны қарастырамыз.

      Кэш-жады – бұл қол жеткізудің орташа уақыты мен бір бит көлеміндегі деректерді сақтау құндылығымен ерекшеленетін, жиі қолданылатын ақпаратты бір жадыдан екінші жадыға көшіру уақытын азайтуға мүмкіндік беретін екі түрлі есте сақтау құрылғыларының бірлесе қызмет етуін ұйымдастыру тәсілі болып табылады. Кэш-жадыны көп жағдайда тек екі түрлі есте сақтау құрылғыларының бірлесе қызмет етуін ұйымдастыру тәсілі ретінде ғана емес, сондай-ақ жылдам есте сақтау құрылғысының бір құрылғысы ретінде қабылдауымызға болады. Ол бағасы жөнінен қымбат, жады көлемі де салыстырмалы жағдайда аз. Кэш-жадыны оперативті жадыда сақталған деректерге қол жеткізудің орташа уақытын азайтудың жекелеген жағдайын қарастыралық. Негізінен процессор мен оперативті жады арасында кэш-жады орналасады. Кэш-жадының құрамы – оған енгізілген деректер бөлшектерінің жиынтығынан құралады. Деректер элементтері жөніндегі әрбір жазбада оперативті жады мен басқарушы ақпаратта қолданысқа енгізетін мекен-жайы: модификация белгісі мен соңғы уақыт аралығындағы деректерге төну белгілері болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           ЖАДЫНЫ БАСҚАРУ

      ОЖ жадыны басқару жөнінен  қызметтері:  бос  және  толған  жадыны  анықтау,  жадыны  үрдістерге бөлу мен  олардың  тамамдалуы  кезінде жадыны босату, үрдістерді  оперативті жадыдан  дискіге  ығыстыру,  оперативті  жадыда  орын  босаған  кезде  оларды қайтара  көшіру,  сондай-ақ  бағдарлама  мекен-жайларын  физикалық  жадының нақты облысына саралау.

Құбылмалы және командалар идентификациясы үшін символды атаулар,

виртуалды мекен-жайлар мен  физикалық мекен-жайлар қолданылады.

Символды  атауларды  тұтынушы  бағдарламаны  алгоритм  тілінде немесе

ассемблерде жазу барысында  қолданылады. Виртуалды  мекен-жайларды  бағдарламаны  машина  тіліне  аударатын   транслятор  жасап  шығарады.  Осылайша,  аударылым  барысында бағдарламаның  оперативті  жадының  қай  бөлігіне  барып  орнығатыны  белгісіз болғандықтан,  транслятор  бағдарламаларға  құбылмалы  және  командаларға виртуалды  мекен-жайларды  беріп,  бағдарлама  нөлдік  мекен-жайдан басталатынын  ескереді.  Үрдістің  виртуалды  мекен-жайларының  жиынтығы виртуалды  мекен- жай  кеңістігі  деп  аталады.  Әрбір  үрдіс  өзіндік  виртуалды мекен- жай  кеңістігіне  ие.  Виртуалды  мекен- жай  кеңістігінің  максималды көлемі  компьютердің  аталған  сәулетіне  тән  мекен- жай  разрядтылығымен шектеледі, сондай-ақ компьютердің физикалық жадымен сәйкес келмейді.

Физикалық  мекен- жайлар  құбылмалылар  мен  командалар  орныққан

Оперативті  жадының  ұяшық  нөмірлеріне  сәйкес.  Виртуалды  мекен-жайдан физикалыққа  ауытқу  екі  тәсілмен  жүзеге  асады.  Алғашқыда,  алмастыруды арнайы жүйелік бағдарлама – алмастырушы қосушы орындайды. Ол физикалық жадының  бастапқы  мекен- жайы  жөніндегі  ақпаратқа  сүйемдене  отырып, бағдарламаның қосылуын іске асырады. Екінші тәсілде, бағдарлама виртуалды мекен-жайда  еш  өзгертілімсіз  қосылады,  бұл  ретте  операционды  жүйе бағдарламалық  кодтың  виртуалды  мекен- жай  кеңістігіне  қатысты  орнығуын бағдарлайды.  Бағдарламаның  орындалуы  барысында  оперативті  жадыға  төну кезінде  виртуалды  мекен- жайдың  физикалыққа  түрленуі  орындалады.  Екінші тәсіл  барынша  тиімді болып табылады. Ол бағдарламаның орындалуы кезінде оның  жеңіл  түрде  орын  алмастыруын  қамтамассыз  етеді,  ал  алмастырушы қосушы  бағдарламаны  жады  бөлігіне  мықтап  бекітіп  тұрады.  Сонымен  қатар алмастырушы қосушыны қолдану шығындар санын кемітеді, себебі виртуалды мекен- жайдың  түрленуі  қосылу  барысында  бір  рет  қана  болады,  ал  екінші жағдайда аталған мекен жайға төну кезінде қайтара орындалып отырады. Жадыны басқарудың барлық тәсілдері екі классқа жіктелуі мүмкін: оперативті жады мен диск арасында үрдістердің орын алмастыруын қолданылатын тәсілдер, және мұндай әрекеттілікті жасамайтын тәсілдер.

     Жадыны диск қатысынсыз бөлу

Әрбір компьютерде қатқыл диск бірнешеге бөлінген (Локальный диск (С , Локальный диск (D:), Локальный диск (E:) және т.б). Бұның барлығы қолданушыларға ыңғайлы болу үшін және жүйелік дискіге салмақ түсірмеу үшін істелінеді. Қатқыл дискіні операциялық жүйе қондырылуы кезінде бірнешеге бөліну керек. Ал егер бір себептермен қатқыл диск бөлінбеген болса, әлде өзіңіз тағыда бөлікке бөлгіміз келсе, онда келесідегідей амалдарды орындау қажет. Қатқыл дисктегі ақпараттарды кетіріп алмай, бөлікке бөлу үшін " Acronis Disk Director Server " деген бағдарламаны қолдануға болады.  
Жаңа бөлімді құру келесі жағдайлар үшін қажет:  
• Осы бөлімде бір типті файлдар жиынтығын топтастыру үшін  
• Көрші бөлімдер немесе дискілердің көшірмесін сақтау үшін  
• Бөлімді жасау кезінде бөлімнің кез келген түрін жасауға мүмкіндік береді, мысалы активті, негізгі, логикалық.

   Операциялық жүйе жүктелгенде қатқыл дисктегі бөлімдерге алдын ала әріптер тағайындап қояды. Бұл әріптер қай бағдарламаның қай жерде орналасқанын корсетеді.  
Бөлімдерді жасағанда, олардың көлемін таңдағанда, әріп бергенде немесе тағы да басқа амалдар жасағанда операциялық жүйеде келеңсіз жағдайлар тууы мүмкін. Сол себепті, әр операциялық жүйеге әрқандай амал қолдану ережелері бар.  
Windows 98/Me үшін:  
• Бөлім С әрпінен басталады да, кейін ретпен жалғаса береді, ал осы С әрпі берілген бөлім негізгі болып есептеледі, және оған операциялық жүйе орнатылуға тиіс.

• С әрпі ең негізгі активті бөлімге беріледі.

•Кейін аналогты түрде келесі бөлімдер негізгі тип бойынша қарастырылады.

• Келесі логикалық тип, ол С әрпінен кейінгі әріптер жұмсалады.  

   Динамиқалық бөлінетін жады. Үймелер

 
   Win32 есте сақтау қабілетңн үймелер сияқты сақтайды. Процесте бірнеше үймелер болуы мүмкін. Солардан жазаушы жадыны бөліп шығарады. Көбінесе бір үйме жеткілікті, бірақ астында келтірілген жағдайларға қарап олар көп үймемен жұмыс жасайды.Егерде тек қана бір үйме жеткілікті болса, онда жадымен басқаруға С кітапханасының қызметін қолданыңыз(malloc, free, calloc, realloc). 
   Үймелер Win32-гің объектісі болып табылады. Сондықтан олардың дискрепторлары бар. Жадыны бөлу кезінде үйме дискрепторын білуіңіз қажет. 
    HANDLE GetProcesssHeap(VOID)  
Қайтарылатын мәні: үйме процессінің дискрепторы; NULL егер сәтсіз жағдайда. 
Бұл жағдайда қатені көрсету үшін CreateFile қызметіндегі сияқты қайта INVALID_HANDLE-ға емес, ал NULL-ға ораламыз. Сонымен қатар бағдарламалар ерекше үймелер жасай алады. Бұл бөлек құрылымдардың сақталуына арналған бөлек үймелерді қажет ететін жағдайларға жатады. Келесіде бөлек үймелердің артықшылықтары суреттелген.

• Тарату әдеттілігі. Сол үймеге сақталған жадыдан көп ешбір ағын ала алмайды. Көбінесе бағдарламамен шақырылған жадының кемуі бос және қолданылмайтын мәлімет элементі тек қана процесс ағынына ғана әсер етеді.
• Көп ағындық тез әрекеттер. Әрбір ағынға бөлек үймелерді беру арқасында айтарлықтай ағындар арасындажарыс азайғандықтан тезәрекетті жоғарлатады.
• Сақтау эфектісі. Бекітілген көлемді мәләметтер элементтерін кіші үймешікте сақтаудың маңызы әр түрлі көлемді көп элементтерді бір үлкен үймеде сақтаудан көбірек болып табылады. Сонымен қатар жадыны үзінділеу азаяды. Тағы да, боліс, әрбір апғынға айтарлықтай үймелер синхронизациясын оңайлатқан үшін оған қосымша ұтыс береді.
• Жадыны босату нәтижелігі. Сол жерде орналастырынған бүкіл үймелер мен мәліметтердің құрылымдары тек қана функция шақышумен босатыла алады. Сонымен қатар үйменің бүкіл бөлінген, бірақ жоғалтылған жадысы босатылады.

 

Осылардың құндылық артықшылдықтары қосымшанің тәуелділігінде өзгері және көптеген бағдарламашылау үймелер процесімен және C кітапханасымен ғана қолданады. Қалай болған жағдайда да осы екі қызмет үймелерді құрып және жояды. 
Үймлердің бастапқы нөл бола алатын және әрқашан беттердің еселі сан мөлшеріне дейін дөңгелектенеді. Тағы алғашқы белгіленген үйменің физикалық жадысының көлемін анықтайды (файл көшіруңнде). Бағдарламаның бастапқы өлшемінің шекарасынан шығып кеткенде қосымша беттерді максималды мәнге дейін автоматты түрде белгілейді. Файл көшіргіші шек қойылған қор болғандықтан, кейін қалдырған үйме мөлшері алдын ала белгілі белгілі болмаған оқиғаларға ыңғайлы болады. DwMaximumSize айнымалысының нөлдік мағынасы үйме мөлшерінің динамикалық үлкейінің шегін анықтайды. Үйме процессі сол сияқты динамикалық өседі. 
Екі мөлшер аймағы DWORD емес, ал SIZE_T типіндей болады. SIZE_T типі компилятор жалаушаларына байланысты 32- разрядты немесе 64- разрядты белгісіз бүтін арқылы WIN32 немесе WIN64 анықталады. SIZE_T типі WIN64-ің мүмкіндіктерін қамтамасыз ету үшін еңгізген болатын.  
     FlOptions айнымалысы екіжалаушаның комбинациясы болып табылады.

• HEAP_GENERATE_EXEPTION – сонымен қатар белгілеудің сәтсіз мүмкіншілігін шығарулар деп атайды. Олар құрылысты өңдеушімен өңделеді (Structured Exception Handler- SEH). HeapCreate функциясы өзімен өзі шығаруды шақырады; егер де осы жалауша орнатылған болса, ол сәтсіз жағдайында HeapAlloc сияқты функциясының шығаруын шақырады.
• HEAP_NO_SERIALIZE-Осы жалаушаның орнатуы кейбір кез дерде тез жұмыс істеудің кішкене үлкеюін рұқсат етеді. DwMaximumSize туралы бірнеше сөз айтып кетейік.
• Егер де DwMaximumSize- дің мәні 0-ге тең болмаса, онда виртуалды мекен-жайлы аймақ бүкіл белгіленген аймақты белгілей алмаса, онда ол ерекшелінеді. Бұл үйменің максималды мөлшері, оны артпайтын деп атайды.
• Басқа жағынан қарасақ, егер де DwMaximumSize – дің мәні 0-ге тең болса, онда үйме бастапқы мөлшерден артып кетеді. Бұл шекара қолайлы виртуалы мекен-жайлы ауданымен белгіленеді. Соның жартысы басқа үймелерге және сақтау файлының аймағына беріледі.