Mustaqil ishi Mavzu: O’rnatilgan operatsion tizimlarda semaforlar

Mustaqil ishi
Mavzu: O’rnatilgan operatsion tizimlarda semaforlar
.
TOPSHIRGAN:
QABUL QILGAN:
QARSHI-2022

MAVZU: O’RNATILGAN OPERATSION TIZIMLARDA SEMAFORLAR

1. 
   Operatsion tizimlarda jarayon tushunchasi va ularni boshqarish
   
2. 
   O’rnatilgan operatsion tizimlarda semaforlar
   
3. 
   Semaforlar ta’riflari
   

Operatsion tizimlarda jarayon tushunchasi va ularni boshqarish
Ko‘p vazifalik bir necha alohida vazifalarni “bir vaqtda bajarilayotganday bajarish” hisoblanadi. “Bir vaqtda bajarilayotganday bajarish” iborasiga alohida e’tibor berish lozim. Bitta protsessorning bir nechta vazifalarni bir vaqtda bajarishini amalga oshirishning iloji yo‘q, lekin bir necha masalalarni bir vaqtda bajarayotgandek ko‘rinadigan tizimlarni yaratish mumkin. Buning uchun har bir masalani protsessor vaqtiga nisbatan bo‘lib bajarish kerak. Natijada “tashqaridan” qaraganda, protsessor bir necha vazifalarni bajarayotganday ko‘rinadi, aslida esa protsessor faoliyati insonga sezilmasdan masalalar orasida almashinadi.
Misol uchun, shosseda harakatlanayotgan to‘rtta mashinani harakatini keltirish mumkin. Har bir avtomobilning haydovchisi va etib borishi kerak bo‘lgan manzili bo‘lib, motori ishdan chiqqan bo‘lsin. Tortuvchi mashina keladi, ammo uning faqat bitta motori bor. Har bir mashinani manzilga eltish uchun umumiy motordan foydalanishi kerak (1-rasmga qarang).
Masala echishning ikki usuli bor. Birinchi echim quyidagicha: motor birinchi mashinaga beriladi va u manzilga etib olgach, ikkinchi mashinaga beriladi, u ham manzilga etgach, ikkinchisiga va to‘rtinchi mashinalarga beriladi. Shu usulda barcha mashinalar manzilga etganga qadar qolgan mashinalar yo‘lda qodirilib ketiladi. Bundan tashqari, bu motorsiz mashinalarning bir-biri bilan aloqasiga kirisha olmasligini bildiradi. Ikkinchi echim samaraliroq bo‘lib, u quyidagicha: tortuvchi mashina birinchi mashinani fiksirlangan vaqt davomida tortadi, so‘ngra ikkinchisini, so‘ngra uchinchisi va to‘rtinchisini. Keyin yana birinchisi mashinaga qaytiladi, fiksirlangan vaqt davomida tortiladi, ikkinchi, uchinchi va to‘rtinchi ham tortiladi. Bu jarayon barcha mashinalarning manzilga etgunga qadar davom ettiriladi. Bu holda barcha mashinalar manzilga bir xil tezlikda etkaziladi.
Bu holda mashinalar alohida proritetga ega bo‘lmaydi va ular birgalikda harakatlanadilar, bu esa bir qancha afzalliklar beradi: mashinalar bir xil tezlikda harakatlanadilar, barcha mashinalar bir vaqtda sayohatini tugallaydilar, mashinalar etarlicha bir-biriga yaqin bo‘lib, sayohat vaqtida bir-biri bilan o‘zaro aloqaga kirishishlari mumkin.

10.1-rasm. Mashinali ko‘pvazifalik
Ikkinchi holat, operatsion tizimlarning ko‘pvazifalik xususiyati uchun umumiydir. Masala biror vaqt davomida bajariladi, so‘ngra to‘xtatiladi va keyingi vazifa bajarilishi boshlanadi. Uning bajarilishi uchun ajratilgan vaqt tugagach, uchinchisi bajarilishni boshlaydi, va h.k.
Bu tushuntirish, ehtimol, jarayonni o‘ta soddalashtirilgani kabi ko‘rinar, ammo aynan ikkinchi holat ko‘p vazifali operatsion tizimning amomiy printsipi hisoblanadi. Markaziy nazorat har xil vazifalar orasida almashinishni ta’minlabgina qolmasdan, hatto qaysi masalalar keyin bajarilishi kerakligini ham aniqlab beradi. Agar operatsion tizimsiz ko‘p vazifali dasturiy ta’minot yaratilishi kerak bo‘lsa, u holda bajariladigan konstruktsiya operatsion tizimning ko‘pvazifalik elemntlarini o‘z ichiga olishi kerak bo‘ladi.
Ko‘p vazifalikka asosiy talablar uchta: kontekstni almashtirish, aloqa va prioritetlarni boshqarish. Mazkur uchta funktsiya va to‘rtinchisi – vaqtni boshqarish – real vaqt sohasidagi talab etilgan parametr hisoblanadi. Mazkur talablarning har birini qayta ishlashning uch funktsiyasi muvaffaqiyatli real vaqt masshtabida ishlash uchun ishlab chiqilishi kerak.
Kontekstni almashtirish. Protsessor dasturni bajarayotganida, bajarish bilan bog‘liq bir necha registrlar ma’lumotlar bilan to‘ldiriladi. Ular o‘z ichiga ishchi registrlarni, buyruqlar hisoblagichini, tizim holati registrini, stek ko‘rsatkichini va qiymatini oladi.
Aloqa. Ko‘p vazifali tizimning boshqa talabi vazifalarning bir-biri bilan aloqasi hisoblanadi
Prioritetlarni boshqarish. Prioritetlar menejeri kontekst bilan birgalikda ishlaydi va navbat bo‘yicha qaysi vazifaning bajarilishini aniqlaydi.
Vaqt boshqaruvi. Real vaqt tizimidagi ko‘pvazifalikning so‘nggi talabi boshqarishni sinxronlash hisoblanadi. Bu talab masalalarning bajarilish muddatiga mas’ul hisoblanadi. Ustivorlikni belgilovchi menejer qaysi vazifa keyingi ekanini belgilab beradi, lekin aynan vaqt nazoratchisi bajarilish tartibini belgilab beradi, ya’ni vazifa qachon bajarilishini sozlaydi. Rollar orasidagi bu farq bir qadar noaniq bo‘lishi mumkin. Ammo quyidagini eslab qolish muhim: vaqt nazoratchisi vazifaning qachon bajarilishini aniqlaydi, ustuvorlik nazoratchisi esa vazifaning bajarilganligini aniqlaydi.
Vaqt nazoratchisi va ustuvorlik menejeri talablarini muvozanatlash kamdan-kam hollarda sodda va oson. Real vaqt tizimlarida ko‘p hollarda har xil tezlik bilan ishlaydigan, o‘zaro aloqada bo‘lgan asinxron (vaqt bo‘yicha mos kelmaydigan) vazifalarga ega bo‘ladilar. Lekin, diqqat bilan loyihalash va testlash yordamida vaqt va ustivrlikni muvozanatlagan real vaqt tizimi ishlab chiqilishi mumkin.