3-Lekciya. Tema: оs qurıw principleri Reje

3-Lekciya.
Tema: ОS qurıw principleri
Reje:

1. 
   ОS imkaniyatları tiykarınan ne menen belgilenedi.
   
2. 
   Operatsion sistema qurıwdıń tiykarǵı printsipleri.
   

OS lardı klasslarǵa ajıratıw. OS dúzilisi. Yadro, komanda processorı, kiritiw-shıǵarıw sisteması, fayl sisteması. ОS qurıw printsipleri. Virtual mashina túsinigi.

ОS lar orınlaytuǵın waziypasına, máselelerge islew beriw rejimine, sistema menen baylanıs usulına, qurıw usulınada hám taǵı basqalar boyınshada klasslarǵa ajıratıladı. Waziypasına qarap klasslarǵa ajıratıwda ОS nıń túrleri kópligi ayqın taslanadı. Sebebi esaplaw texbikası túrleri qansha bolsa, ОS túrleride sonsha: meynfreym ОS, server ОS, kóp processorlı, JK ushın, real waqıt OS, mobil hám taǵı basqa ОS larına bólinedi.
Meynfreymlar, JK lardan kiritiw-shıǵarıw imkaniyatları menen parq qıladı, olar terabayt kólemlerde maǵlıwmatlar islew beriw imkanin beredi. Meyfreymlar OS ları kiritiw-shıǵarıw ámelleri kóp bolǵan, bir waqıtta orınlanatuǵın tapsırmalar toplamına islew beriwge baǵdarlanǵan. Qaǵiyda boyınsha, úsh túrli xizmet qılıw analiz qılınadı: paketli islew beriw, tranzaksiyalı islew beriw (gruppalı ámeller) hám waqıttı bóliw sistemaları. Paketli islew beriwde, máselelerge paydalanıwshısız islew beriledi. M-n hár túrli esabatlar dúziw paketli islew beriw rejiminde orınlanadı. Tranzaksiyalı islew beriwde, kóp sanlı kishi talapnamalar (zaprosı) orınlanadı, m-n, biletlerdi aldınnan buyirtpa arqalı bánt etiw, kredit kartoshkaları menen orınlanatuǵın ámeller hám hám taǵı basqalar. Talapnamalar úlken emes, biraq sistema bir waqıtta sekundına júzlep hám mıńlap operatsiyalardı orınlaydı. Waqıttı bóliw rejiminde, sistema kóp sanlı aralıqtaǵı paydalanıwshılarǵa bir waqıttıń ózinde bir mashinada máselelerdi orınlaw imkanin beredi. Buǵan kóp paydalanıwshılı MB dı mısal qılıp alıw múmkin. OS/390 meyfreymi ОS misal boladı.
Serverler bir waqttıń ózinde kóp sanlı paydalanıwshılarǵa xizmet qıladı hám olarǵa óz-ara dásturiy hám apparat resursların bolıp alıw imkanin beredi. Serverler baspadan shıǵarıw qurılmaları, internet hám fayllar menen islew imkanin jaratadı. Serverda Web-betler saqlanadı hám talaplarǵa juwap beredi, UNIX, Windows 2000, Linux server ОS larına misal bola aladı.
Bir neshta protsessorlar birlestirilgen sistemalarda islew ushın, arnawlı ОS lar talap qılınadı. Kóp protsessorlı ОS lar arnawlı baylanıs imkaniyatına iye boladı server ОS larınan ibarat.
JK ОS tiykarǵı waziypası – paydalanıwshıǵa qolay interfeys jaratıw. Bul ОS lar tekstler menen, elektron kesteler menen, internetke múrajette hám t.b ushın qollanıladı. Buǵan mısal Windows, Linux h.t.b ОS lar.
Real waqıt ОS larınan, esaplaw sisteması basqaratuǵın protsessler qatań waqıt shegaraların qanıqtırıwı kerek bolǵan hallarda. Eger hádiyseler kórsetilgen qatań waqıt diapozonında júz beriwi kerek bolsa – bul qatań РВТ esaplanadı. Eger waqtı-waqtı menen ámeller orınlanıw múddetin ótkizip jiberiw múmkin bolsa, m-n, cifrlı audio hám multimedia sistemaları, bul maslasıwshań РВТ esaplanadı.
Mısal etip VxWorks hám QNX ОS ların keltiriw múmkin.
Karman, mobil kompyuterlar hám kóp ǵana xojalıq hám basqa qurılmalardı basqarıw ushın (televizor, mobil telefon hám t.b.lar) óz OS ları isletiledi. Olar РВТ ları xarakteristikalarına iye bolıwı múmkin, tek kishi ólshem, kishi yad hám shegaralanǵan quwattqa iye. Mısal ushın Palm OS hám Windows CE.
Monolit ОS larda sistema hámme bólimleri óz aldına bekkem baylanısqan. Sonıń ushında onıń ol yáki bul bólimin ózgertiriw hám alıp taslaw ОS nıń pútin arxitekturasın tolıq biliwdi talap etedi hám basqa mdullerdi ózgertiriw zárúrligin keltirip shıǵaradı. Bul jaǵdaylarda, mikroydro funktsiyaları jalǵız adress makanında orınlanǵanlıǵı ushın qatar mashqalalar kelip shıǵıwı múmkin. Bul bolsa óz náwbetinde kelispewshilik kelip shıǵıw qáwipin hám jańa drayverlerdi iske túsiriw mashqalaların keltirip shıǵaradı. Bunday sistemalar bóleklerge bólinbegen, yaǵnıy strukturaǵa iye emes. ОS protseduralar jıyındısınan ibarat bolıp, olardıń hár biri zárúrlik tuwılǵanda ıqtıyarlı basqa prodceduranı shaqırıwı múmkin. Bunday sistemanı dúziw ushın hámme óz aldına prodceduralar kompiliyatsiya qılınıp, komponovchik járdeminde jalǵız obiekt faylına birlestirildi. Mmonolit sistemalar, úzilisler mexanizmin quwatlawı múmkin. Bul jaǵdayda ОS dı bir az strukturalaw zárúr: joqarı qatlamda bas dástúr jaylasqan bolıp, talap etilgen xizmetshi prodceduranı shaqıradı. Onnan tómende bolsa sistemalı shaqırıqlardı orınlawshı xizmetshi prodceduralar jaylasadı. Olardan da tómende bolsa, sistemalı prodceduralarǵa xizmet qılıwshı utilitalar jaylasqan.
Kóp qatlamlı sistemalar, qatlamlar earxiyası kórinisinde payda etilgen. Bunday birinshi sistemaǵa ТНЕ sistemalı mısal bola aladı, ol 1968 jılda Dekstiriy tárepinen dúzilgen. Ol 6 qatlamnan ibarat edi. 0-shi qatlam – prodceduranı bólistiriw hám kóp máselelik bolsa, 1-shi qatlamda yaddı basqarıw, 2-shi operator protsess baylanısı, 3-shi kiritiw shıǵarıwdı basqarıw, 4-qatlam paydalanıwshı dástúrleri, 5-qatlam operator. 0-shi qatlam, úziliw yáki taymer ketiwi hallarda protsesslerdi birinen basqasına ótip, protsessor waqtın bólistiriw menen bánt bolǵan. Bul qatlamnan joqarı qatlamlarda sistema izbe iz protsesslerden ibarat bolıp, olardıń hár birin, bir prodcedurada bir neshe protsess iske túsirilgeninen qorqpastan dástúrlew múmkin bolǵan. Yaǵnıy 0-shi qatlam protsessor yaddı basqarǵan. 2-shi qatlam operator konsolı hám protsessler baylanısın basqarǵan. Bul qatlamnan joqarıdaǵı protsessler óz jeke konsullarına iye. 3-qatlam kiritiw shıǵarıw qurılmaları hám maǵlıwmatlardı buferlawdı basqarǵan. 3-shi qatlamnan joqarıdaǵı ıqtıyarıy protsessler, kiritiw-shıǵarıwdıń anıq qurılmaları menen emes, bálkim paydalanıwshı ushın qolay bolǵan KSH qurılmalarınıń abstrakt xarakteristikaları menen. Kóp qatlamlı sistemalarınıń konsepsiyalarınıń keyingi ulıwmalasıwı MULTICS sistemalarında ámelge asırılǵan.
Virtual mashinalar eki printsipti quramalastırıw tiykarında rawajlanǵan:
VM Konsepsiyasınıń rawajlanıwı paydalanıwshını, kóp resurslı real kompyuterdiń absolyut nusqası menen táminleytuǵın sistema payda bolıwına alıp keldi. Yadro rejiminıń tómengi qatlamı, VM ushın resurslardı bólistiriwshi hám olardan paydalanıwdı qorǵawshı, ekzoyadro dep atalıwshı dástúr isleydi. Hár bir VM, paydalanıwshı qatlamında, óz jeke ОS menen isleydi, tek parq sonda-resurslar jıyındısın usınıs etiw shegaralanǵan. Sxema ústinligi, VM adresslerin disk real adresslerine ózgertiriw kestesi talap etilmesliginen ibarat, sebebi hár bir VM ushın óz adress blokları ajıratıladı.
Zamanagoy ОS larda, kodlardı joqarı qatlamǵa ótkiziw, yadro rejiminde minimal zárúriy funktsiyalardı “mikroyadrо” dep atalıwshı bólimde qaldırıw tendensiyası kórsetilmekte.
1. waqıttı bóliw sistemaları kóp máselelikti táminleydi, 2. Eriksiz qurilmalar menen islewden parqlı ráwishte, qolay interfeyske iye bolǵan keǵeytirilgen mashina. Bul kóriniste birinshi ОS ǵa VM/370 dı mısal qılsa boladı. Virtual mashina monitor’ qurılmalar menen isleydi hám joqarı qatlamlarǵa bir neshe virtual mashinanı berip, kóp máselelikti táminleydi. Basqa ОS lardan parqlı ráwishte, bul virtual mashinalar keńeytirilgen emes, bálkim yadro hám paydalanıwshı kiritiw shıǵarıw, úzilis hám t.b.lar rejiminen ibarat apparaturanıń anıq nusqasınan ibarat. Nátiyjede, Bunday virtual mashinalar hár birinde ıqtiyarlı ОS iske túsiriliwi múmkin. Dástúr sistemalı shaqırıqtı orınlaǵanda, ol VM/370 da emes, bálkim virtual mashinadaǵı ОS nı úzedi. Virtual mashina halatında kóp máselelik yadro dárejesinde ámelge asırıladı, ol paydalanıwshı ОS dan ajıratılǵan. Házirgi waqıtta VM dan basqasha halatta paydalanıladı, m-n, bir neshe operatsion sistema ortalıǵın payda etiw ushın. Buǵan mısal etip, VDM – mashina (Virtual Doc Machine) nı keltiriw múmkin, bul sistema qorǵalǵan sistema bolıp, MS-DOS nıń tolıq ortalıǵın hám onıń betlerinıń orınlanıwı ushın konsol usınıs etedi. Bir waqıttıń ózinde, ámelde, VDM sessiyalarınıń ıqtiyarlı sanı orınlanıwı múmkin. VM túsinigi Java – apletlerdi dúziwde de paydalanıladı. Java kompilyator JVM ushın kod dúzedi. Bul kod ıqtiyarlı platformada, JVM interpritator bar platformada orınlanıwı múmkin.
Mikroyadro tómendegi xizmetlerdi (servislerdi) táminleydi:

• 
  virtual yaddı basqarıw
  
• 
  tapsırmalar hám aǵımlar
  
• 
  protsessler ara kommunikatsiyalar
  
• 
  kiritiw-shıǵarıw hám úzilislerdi basqarıw
  
• 
  xost hám protsessor xizmetleri.
  

ОS ushın tán bolǵan basqa funksiyalar, xabardı óz ara jiberiw arqalı bayalnıs qılıwshı, modulli qosımsha protsessler sıpatında proktlesiwi múmkin. Ámeldi orınlaw ushın talapnama alıp, paydalanıwshı protsessi (klient), xizmet qılıwshı protsesske (serverge) talapnama jiberedi, ol óz náwbetinde islew berip, juwap qaytaradı.
ОS nı báleklerge báliw áqibetinde, bóleklerdiń hár biri sistemanıń bir elementin basqaradı, hám hár bir bólek kishi hám basqarıwshań bolıp qaladı. Hámme serverler paydalanıwshı rejimde protsess sıyaqlı islegeni ushın, olar qurılmalarǵa eriksiz múrajet qıla almaydı, sonıń ushın sistema buzılıslarǵa qatań bolıp qaladı. ОS nıń ayrım funktsiyaları, m-n, kiritiw-shıǵarıw qurılmaları registrına komadalardı júklewdi paydalanıwshı mákanındaǵı dástúrlerden orınlaw ámelde múmkin emes. Sheshimlerden biri sonnan ibarat, serverdiń kiritik protsessleri (m-n, qurılma drayverleri), yadro rejiminen iske túsiriledi, biraq basqa protsessler menen informatsiyanı jiberiw dástúriy sxeması boyınsha baylanısadı.
Klient server modelinıń ústinligi jáne sonnan ibarat, ol bólistirilgen sistemaǵa qolay maslasadı. Haqıyqatta, hár bir bólek jeke bolǵannan keyin, olardıń ıqtıyarıysı aralıqtaǵı mashinada ańsat orınlanıwı múmkin. Sonda klient kóz qarasınan da usı protsess baradı: talapnama jiberdi hám juwap qaytaradı.
Sistemalı basqarıw hám islew beriw dástúrleri jıynaǵı (kompleks) sıpatında OS, esaplawlardı nátiyjeli hám isenimli orınlanıwın táminlewi kerek bolǵan óz-ara baylanısqan dástúr modulleri hám maǵlıwmatlar strukturasınıń júda quramalı “konglomeratın” payda etedi.
Operatsion sistemanıń kóp ǵana potensial imkaniyatları, onıń texnik hám tutınıw parametrleri-bulardıń hámmesi tiykarınan OS arxitekturası menen onıń dúzilisi (strukturası) hám onı qurıw printsipleri menen anıqlanadı.