Kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti qarshi

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA
KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI QARSHI
FILIALI

KOMPYUTER INJINIRINGI FAKULTETI
K I-14-20 GURUH TALABASINING
“Operatsion tizimlar”
Fanidan
1-Amali ishi
Bajardi: Otaqulov Bekzod
Qabul qildi: _________

Qarshi 2022

Operatsion tizimlarda xotirani boshqarish

Operatsion tizimlarda xotirani boshqarish. Virtual xotirani chaqirish Misol tariqasida, aql bovar qilmaydigan darajada tasavvur qilaylik zaif kompyuter 1 megabayt operativ xotira bilan, biz 1000 kilobayt deb olamiz, bu muammoning mohiyatini tushunishga hech qanday yordam bermaydigan murakkab hisob-kitoblardan qochish uchun. Yuklash jarayonida ushbu xayoliy kompyuterning operatsion tizimi qancha xotira kerak bo'lsa, shuncha "tishlaydi". Operatsion tizim boshqa dasturlardan ustun turadi. Tasavvur qilaylik, operatsion tizimni ishga tushirish uchun atigi 300 kilobayt xotira kerak.
Operatsion tizim singib ketgan va kompyuter uskunasini boshqarish uchun zarur bo'lgan turli drayverlarni yuklay boshlagan vanna kabi operativ xotirani tasavvur qiling. Ko'rib chiqilayotgan kompyuter uchun zarur bo'lgan drayverlarga 200 kilobayt kerak bo'ladi tasodifiy kirish xotirasi... Hamma narsa yuklangandan so'ng, ularsiz kompyuter to'g'ri ishlamaydi, dastur jarayonlarida hali ham 500 kilobayt operativ xotira mavjud.
Ilovalar xotiraga yuklana boshlaganda, ularning har biri operativ xotirada ma'lum miqdordagi bloklarni egallaydi, ularning hajmi operatsion tizim tomonidan belgilanadi. Agar blok hajmi 2 kilobayt bo'lsa, har bir jarayon ikki kilobaytga ko'p bo'lgan xotira qismini egallaydi. Ya'ni, ba'zida 2 kilobayt. Ilovalar ushbu qattiq o'lchamli bloklarga yuklanadi. Har bir blok 4 dan 8 baytgacha bo'lgan ajratuvchi so'z bilan boshlanadi va tugaydi. Bloklar va cheklovchilar bir ilovani boshqasi bilan xotirada bir-biriga mos kelishini oldini oladi. Darhaqiqat, bunday qoplama sodir bo'lishi uchun ba'zan bir yoki ikkita bit bilan xato qilish kifoya. Ammo ilovalar uchun ajratilgan 500 KB operativ xotira to'lganida nima qilish kerak?
Ko'pchilik zamonaviy kompyuterlar Ularning operativ xotirasini tegishli uyaga joylashtirish orqali oshirishingiz mumkin bo'lgan tarzda joylashtirilgan anakart qo'shimcha bar. Misol uchun, agar kompyuterning operativ xotirasi bir gigabayt bo'lsa, uni ikkiga oshirish mumkin. Bu eng yaxshi, lekin juda qimmat va har doim ham kompyuter konfiguratsiyasi, yechim tomonidan qo'llab-quvvatlanmaydi. Kompyuter mutaxassislari RAMda saqlanadigan dastur ma'lumotlarining ko'pchiligi istalgan vaqtda ishlatilmasligini bilishadi.
Protsessor bir vaqtning o'zida faqat bitta xotiraga kirish huquqiga ega. Shunday qilib, mavjud RAMning ko'p qismi ishlatilmaydi. Kosmos qattiq disk operativ xotiradan ancha arzon, shuning uchun ma'lumotni operativ xotiradan diskka ko'chirish operativ xotirani sezilarli darajada (va eng muhimi - bepul) "kengaytirishi" mumkin. Bu qaror virtual xotira texnologiyasi deb ataladi va biz bu haqda allaqachon gapirgan edik.
Qattiq disk operatsion tizim boshqaradigan xotiraning ko'p turlaridan biridir. Uning maydoni arzon, u katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlashi mumkin. Ammo qattiq disk - bu juda past darajani egallagan ma'lumotni sekin saqlash.
Operatsion tizim bir nechta jarayonlarning ehtiyojlari o'rtasidagi muvozanatni saqlaydi. Buning uchun u turli xil xotira turlaridan foydalanadi, ular o'rtasida ma'lumotlarni hozirgi vaziyat talab qiladigan tarzda o'tkazadi. Ma'lumotlar bloklarda (shuningdek, sahifalar deb ataladi) ko'chiriladi.
Davomi bor…
computer.howstuffworks.com saytidan olingan materiallar asosida
Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning
Bilimlar bazasidan o‘z o‘qish va faoliyatida foydalanayotgan talabalar, aspirantlar, yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘ladi.
http://www.allbest.ru/ saytida joylashtirilgan
Kirish
1. Xotirani boshqarish
1.1 Xotirani boshqarishning asosiy vazifalari
3.1 Ruxsat etilgan bo'limlar bo'yicha xotirani taqsimlash
3.2 Xotirani dinamik bo'limlar bo'yicha taqsimlash
3.3 Harakatlanuvchi qismlar
4.1 Peyjing virtual xotirasini ajratish
4.2 Virtual xotirani ajratishning segment usuli
4.3 Virtual xotirani ajratishning segment-sahifa usuli
Xulosa
Adabiyotlar ro'yxati
Kirish
Xotira - bu operatsion tizim tomonidan ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladigan muhim manba.
Dastlabki operatsion tizimlarda xotirani boshqarish oddiygina dastur va uning ma’lumotlarini qandaydir tashqi xotira qurilmasidan (magnit lenta, magnit disk) xotiraga yuklashdan iborat edi. Ko'p dasturlashning paydo bo'lishi bilan OTga mavjud xotirani bir vaqtning o'zida bir nechta bajaruvchi dasturlar o'rtasida taqsimlash bilan bog'liq yangi vazifalar berildi.
Xotirani boshqarishning barcha usullarini ikkita sinfga bo'lish mumkin: operativ xotira va disk o'rtasidagi jarayonlar harakatidan foydalanadigan usullar va foydalanmaydigan usullar.
1. Xotirani boshqarish
xotirani boshqarish operatsion tizimi
1.1 Asosiy vazifalar boshqaruv xotira
Asosiy xotira (aka RAM) muhim resurs bo'lib, undan samarali foydalanish tizimning umumiy ishlashiga qat'iy ta'sir qiladi.
Bir vazifali operatsion tizimlar uchun xotirani boshqarish jiddiy muammo emas, chunki tizim o'z ehtiyojlari uchun egallamaydigan barcha xotiralar bitta foydalanuvchi jarayoniga berilishi mumkin. Xotirani boshqarish protseduralari quyidagi vazifalarni hal qiladi:
foydalanuvchi jarayoni boshlanganda xotirani ajratish va jarayon tugashi bilan bu xotirani bo'shatish;
ishga tushirilayotgan dasturni ajratilgan xotira manzillariga moslashtirishni ta'minlash;
foydalanuvchi dasturining iltimosiga binoan ajratilgan xotira maydonlarini boshqarish (masalan, ishlab chiqarilgan jarayonni boshlashdan oldin xotiraning bir qismini bo'shatish).
Ko'p vazifali operatsion tizimlarda vaziyat butunlay boshqacha. Tizimda bir vaqtning o'zida ishlaydigan barcha dasturlarning xotira hajmiga qo'yiladigan umumiy talablar, qoida tariqasida, mavjud asosiy xotira hajmidan oshadi. Bunday sharoitlarda OTda boshqa jarayonlarning ehtiyojlari uchun bo'shatilgan xotiradan foydalanish uchun jarayonlarni yoki ularning qismlarini diskka navbatma-navbat surishdan tashqari, boshqa chiqish yo'li yo'q. Bunday imtiyozni muvaffaqiyatsiz amalga oshirish OS ishini deyarli butunlay muzlatib qo'yishi mumkin, bu ko'p vaqtni diskdan yozish va o'qishga sarflaydi.
Ko'p vazifali OTning xotirani boshqarish quyi tizimi hal qilishi kerak bo'lgan asosiy vazifalarga quyidagilar qo'shiladi:
jarayonlarni ish jarayonida qo'shimcha xotira maydonlarini olish va bo'shatish imkoniyati bilan ta'minlash;
barcha ishlaydigan jarayonlarning ehtiyojlarini qondirish uchun cheklangan miqdordagi asosiy xotiradan samarali foydalanish, shu jumladan xotirani kengaytirish sifatida disklardan foydalanish;
jarayon xotirasini izolyatsiyalash, bir jarayon tomonidan boshqa jarayon egallagan xotira sohalariga tasodifiy yoki ataylab ruxsatsiz kirishni istisno qilish;
jarayonlarni umumiy xotira sohalari orqali muloqot qilish imkonini beradi.
2. Xotirani taqsimlash usullarining tasnifi
Guruch. 1 Xotirani taqsimlash usullarining tasnifi
3. Haqiqiy xotirani boshqarish
3.1 Tarqatish xotira belgilangan bo'limlar
Tasodifiy xotirani boshqarishning eng oddiy usuli xotirani bo'limlar deb ataladigan qat'iy o'lchamdagi bir nechta mintaqalarga bo'lishdir. Bunday bo'linish operator tomonidan tizimni ishga tushirish yoki o'rnatish vaqtida qo'lda amalga oshirilishi mumkin. Shundan so'ng, bo'limlarning chegaralari o'zgartirilmaydi.
Bajarish uchun kiritilgan navbatdagi yangi jarayon yoki umumiy navbatga (1.1-rasm, a), yoki ma'lum bir qism uchun navbatga (1.1-rasm, b) joylashtiriladi.
Guruch. 1.1. Ruxsat etilgan bo'limlar bo'yicha xotirani taqsimlash:
umumiy navbat bilan (a), alohida navbat bilan (b)
Bunday holda, xotirani boshqarish quyi tizimi quyidagi vazifalarni bajaradi:
§ Yangi kelgan jarayon uchun zarur bo'lgan xotira hajmini bo'sh bo'limlar hajmi bilan taqqoslaydi va tegishli bo'limni tanlaydi;
§ Dasturni bo'limlardan biriga yuklashni va manzillarni o'rnatishni amalga oshiradi. Tarjima bosqichida, dasturni ishlab chiquvchisi uni bajarish kerak bo'lgan bo'limni belgilashi mumkin. Bu sizga ma'lum bir xotira maydoniga sozlangan mashina kodini joyini o'zgartiruvchi yuklagichdan foydalanmasdan darhol olish imkonini beradi.
Aniq afzallik bilan - amalga oshirish qulayligi, bu usul muhim kamchilikka ega - qattiqlik. Har bir bo'limda faqat bitta jarayon bajarilishi mumkinligi sababli, ko'p dasturlash darajasi bo'limlar soni bilan oldindan belgilanadi. Dasturning hajmidan qat'i nazar, u butun bo'limni egallaydi. Masalan, uchta bo'limli tizimda bir vaqtning o'zida uchtadan ortiq jarayonni bajarish mumkin emas, hatto ular juda kam xotira talab qilsa ham. Boshqa tomondan, xotirani qismlarga ajratish dasturlari biron bir bo'limga to'g'ri kelmaydigan, lekin bir nechta bo'limlarda etarli xotiraga ega bo'lgan jarayonlarning bajarilishini oldini oladi.
Xotirani boshqarishning bu usuli dastlabki multidasturlash operatsion tizimlarida qo'llanilgan. Biroq, doimiy bo'limlar bo'yicha xotirani taqsimlash usuli, asosan, amalga oshirish xarajatlarining pastligi tufayli real vaqt tizimlarida hali ham qo'llaniladi. Haqiqiy vaqtda tizimlarning hisoblash jarayonining determinizmi (bajarilishi kerak bo'lgan vazifalar to'plami, ularning xotira talablari, ba'zan esa boshlash vaqtlari oldindan ma'lum) xotirani boshqarishning ushbu usulining moslashuvchanligi yo'qligini qoplaydi.
3.2 Tarqatish xotira dinamik bo'limlar
Bunday holda, mashinaning xotirasi oldindan bo'limlarga bo'linmaydi. Birinchidan, barcha dastur xotirasi bo'sh. Jarayonni yaratish bosqichida bajarish uchun kiritilgan har bir yangi dasturga barcha kerakli xotira ajratiladi (agar xotira etarli bo'lmasa, u holda dastur bajarish uchun qabul qilinmaydi va unga jarayon yaratilmaydi). Jarayon tugagandan so'ng, xotira bo'shatiladi va bu joyga boshqa jarayonni yuklash mumkin. Shunday qilib, vaqtning ixtiyoriy momentida RAM ixtiyoriy o'lchamdagi egallangan va bo'sh maydonlarning (bo'limlarning) tasodifiy ketma-ketligidir. Shaklda. 2.1 dinamik ajratishdan foydalangan holda vaqtning turli nuqtalarida xotira holatini ko'rsatadi. Shunday qilib, t0 vaqtida xotirada faqat OT bo'ladi va t1 vaqtiga kelib xotira 5 ta jarayonga bo'linadi va P4 jarayoni tugatilib, xotirani tark etadi. T3 vaqtida kelgan P6 jarayoni P4 jarayonidan bo'shatilgan maydonga yuklanadi.
Guruch. 2.1. Dinamik bo'limlar bo'yicha xotirani ajratish
Xotirani boshqarishning ushbu usulini amalga oshirish uchun mo'ljallangan operatsion tizim funktsiyalari quyida keltirilgan.
§ Xotira maydonlarining boshlang'ich manzillari va o'lchamlarini ko'rsatadigan bo'sh va band bo'lgan joylar jadvallarini yuritish.
§ Yangi jarayonni yaratishda - xotira talablarini tahlil qilish, bo'sh joylar jadvalini ko'rish va yangi jarayonning kodlari va ma'lumotlarini joylashtirish uchun etarlicha katta bo'limni tanlash. Bo'limni tanlash turli qoidalarga ko'ra amalga oshirilishi mumkin, masalan: "etarli o'lchamdagi birinchi mavjud bo'lim", "etarli o'lchamdagi eng kichik bo'lim" yoki "etarli darajada katta hajmga ega bo'lgan qism".
§ Dasturni unga ajratilgan bo'limga yuklash va bo'sh va band bo'lgan joylar jadvallarini sozlash. Bu usul dastur kodi ish vaqtida harakat qilmasligini nazarda tutadi, ya'ni manzilni sozlash yuklash vaqtida bir vaqtning o'zida amalga oshirilishi mumkin.
§ Jarayonni tugatgandan so'ng, bo'sh va ishg'ol qilingan joylar jadvallarini sozlash.
Ruxsat etilgan bo'limlar bilan xotirani ajratish usuli bilan solishtirganda, bu usul ancha moslashuvchan, ammo u juda jiddiy kamchilikka ega - xotira parchalanishi. Parchalanish - ko'p sonli juda kichik, qo'shni bo'lmagan bo'sh xotira maydonlarining (fragmentlarning) mavjudligi. Shu qadar kichikki, yangi kelgan dasturlarning hech biri bo'limlarning birortasiga sig'maydi, garchi fragmentlarning umumiy miqdori muhim bo'lishi mumkin, bu kerakli xotira miqdoridan ancha oshadi.
Xotirani dinamik bo'limlar bo'yicha taqsimlash ko'plab multidasturlarning xotirani boshqarish quyi tizimlarining asosini tashkil qiladi