22 Тақырып. Тұйықтармен күресу әдістері

Дәріс мақсаты: Тұйықтармен күресу стратегиясы. Тұйықтардың алдын алуды түсіндіру.

Негізгі қарастырылатын сөздер: Тұйықталған, процесс, ресурс.

Дәріс сұрақтары:

1.1 Тұйықтардың алдын алу.

1.2 Тұйықтарды айналып өту

Дәріс мазмұны

Тұйықтар мәселесі өте маңызды және күрделі болып табылады. Бұл мәселені шешу үшін бірнеше әдістер ойлап табылған, алайда, олардың ешқайсысын тиімді деп есептеуге болмайды. Кейбір жағдайларда жүйені тұйықтардан босату үшін төленетін баға тым жоғары. Осы себепке байланысты біз тұйықталу жағдайларымен жиі ұщырасамыз. Басқа жағдайларда, мысалы, нақты уақытта басқару жүйелерінде шығындалудан басқа жол жоқ, өйткені тұйықталудың пайда болуы қайғылы жағдайларға алып келуі мүмкін.

Тұйықтармен күресу мәселесі паралелльді есептеуші жүйелердің ендірілуі мен дамуына байланысты өте өзекті әрі күрделініп келеді. Мұндай жүйелерді жобалау кезінде құрастырушылар арнайы модельдер мен әдістерді қолдана отырып тұйықтар мәселесіне талдау жасап отырады. Тұйықтармен күресу келесі үш стратегияға негізделеді:

• Тұйықтарды алдын алу;

• Тұйықты айналып өту;

• Қайта қалпына келтірумен тұйықты анықтау.

Тұйықтарды алдын алу

Тұйықтарды алдын алу оның жоғары бағалануына негізделген, сондықтан кез келген жағдайда оның пайда болу ықтималдығын болдырмауға қосымша ресурстар шығындаған жөн. Бұл әдіс нақты уақыттық жүйелерде қолданылады.

Алдын алуды қауіпті жағдайларды қарастыруға жол бермеу ретінде қарастыру қажет. Сондықтан ресурстарды тарату ішкі жүйесі тұйықтарды алдын ала отырып, тұйықтаудың пайда болуының төрт шартының біреуі де кедергі келтірмсеуі қанағаттандыруы тиіс.

• Ресурстарды шексіз бөлуге жол беру әдісімен біріге шығару шарты. Бұл қайта енгізілетін программалар үшін және драйверлер үшін ыңғайлы, бірақ біріге қолданылатын айнымалылар үшін қолданудың қажеті жоқ.

• Күту шартын алдын ала ресурстарды бөле отырып, басуға (шығармауға) болады. Мұнда процесс орындауды қажетті ресурстарды алған соң бастай алады. Сәйкесінше паралелльді процестердің сұратқан жалпы ресурстар саны жүйе мүмкіндіктерінен артық болмауы тиіс. Сондықтан алдын ала белгілеу есептеуіш жүйенің жұмыс істеу тиімділігін толығымен төмендетіп жіберуі мүмкін. Тағы бір айта кететін жайт, ресурстарды алдын ала белгілеу мүмкін емес, өйткені нақты қажетті ресурстар орындалу қадамында процеске белгілі болады.

• Қайта таратудың болмау шартын процестеп ресурстарды алып тастау жолымен операциялық жүйелерден шығаруға болады. Ол үшін операциялық жүйелерде есептеу қадамын әрі қарай қалпына келтіру мақсатында жасалған процестің күйін сақтау механизмі болуы тиіс. Процессорды қайта тарату өте оңай жүргізіледі.

• Дөңгелектік күту шартын сұраныстар тізбегін болдырмауы жолымен алып тастауға болады. Мұны иерархиялық белгілеу принципі жолымен қамтамасыз етуге болады. Барлық ресурстар белгілі иерархияны құрайды. Бірдеңгейде ресурстты талап еткен процесс, кейіннен жоғарғы деңгейде ресурстарды тала ете алады. Ол ресурстарды берілген днңгейде жоғары деңгейлерді босатып беруі мүмкін. Процесс ресурсты алдымен қабылдап, сонан соң босатқан соң сол деңгейде процесс ресурсты талап етуі мүмкін. Пр1 және Пр2 процестері болсын делік, олар R1 және R2 ресурстарына ену мүмкіндіктеріне ие болсын. Егер Пр1 процесі R1 ресурсын алса, онда Пр2 процесі R2 ресурсын ұстап қала алмайды, өйткені ену мүмкіндігі R1 ресурсы арқылы өтеді. Осылайша, тқйықталған тізбекті болдырмауға болады. Ресурстарды иерархиялық белгілеп алудан еш ұтылыс болмайды, өйткені процестерде сипатталған ресурстарды қолдану реті иерархияның деңгейлерінің ретінен ерекшеленеді. Бұл жағдайда ресурстар тиімсіз шығындалады.

Тұйықтарды айналып өту

Тұйықтарды айналып өтуді қауіпті жағдайға енге жол бермеу ретінде қарастыруға болады. Егер жоғарыда келтірілген шарттың біреу де болмаса, онда қауіпті жағдайға енуді болдырмауға болады. Дәлелденгендей, егер есептеу кез келген қауіпсіз жағдайда болса, онда қауіпті жағдайды айналып өтетін ең болмағанда бір жүйенің бар болғаны. Сәйкесінше, талап етілген ресурстың белгілеу қауіпті жағдайға келтірмейтінін тексерсе болғаны. Егер бар болса, онда талап қайтарылады, егер жоқ болса, онда оны орындауға болады.

Келесі мысалды қарастырайық. Белгілі бір R ресурс қолданылатын SR типті 3 есептеуіш процестері бар жүйе болсын. 1 – кестеде осы R ресурстарын тарату жөніндегі мәліметтер берілген.

Процесс аты	Белгіленгені	Сұраныс	Максималды сұраныс	Сұраныс қалдықтары
А В С	2 3 2	3 2 3	6 7 5	1 2 0

Кестедегі соңғы баған процестердің әрқайсысы қанша бірлік талап ететінін көрсетеді.

Егер А процесі бірінші болып қанағаттандырылса, онда ол R ресурстың тағы бір бірлігін сұрайды және осы жағдайда біз тұйықталу жағдайын аламыз. Сәйкесінше, А процесінің орындалуы кезінде біз сенімсіз күйге енеміз («сенімсіз күй» – нақ осы уақытта міндетті түрде қандай да бір тұйықталу бар екендігін білдірмейді).

Егер бірінші болып В процесінің сұранысы орындалса, онда бізде R ресурсының тағы бір бос бірлігі қалады. Алайда, В процесі тағы 2 бірлік сұраса, онда біз тағы тұйықталу жағдайын аламыз.

Егер де алдымен С процесінің сұранысын орындасақ және оған 2 (В процесіндегідей) емес, 3 R ресурсының бірліктерін бөлетін болсақ, онда бізде ешқандай көшірмесі қалмайды, бірақ С процесі толығымен аяқталып, жүйеге өз ресурстарын қайтара алады, өйткені осымен ол ресурстарды талап етуін тоқтатады. Бұл R ресурсының бос көлемі 5 – ке тең болуын білдіреді. Осыдан соң В процесінің талабын, не А процесінің талабын орындауға болады, бірақ екеуін де бір уақытта орындауға болмайды

Әр процеске байланысты сұраныстардың реттілігі алдын ала белгілі болмайды. Бірақ әр типті ресуртардың жалпы сұранысы белгілі болса, онда ресурстарды бөлуді бақылауға алуға болады. Мұнда әр талап үшін жалпы сұраныстар ішінде белгілі бір талаптар реттілігі бар ма, соны анықтауға болады. Бұл әдіс ресурстың бөлінуінің бақылауға алынуының мысалы бола алады.

Бұл тапсырманың классикалық шешімін Дейкстра ұсынған болатын және ол банкир алгоритмі ретінде белгілі. Банкир алгоритмі банк өзіне зиянсыз қарыз бере алу мүмкіндігін саралайтын шешім қабылдау процедурасын еске түсіреді. Шешім қабылдау клиенттің тұтыныстарының мәліметтеріне және іс жүзінде еш жерде қолданылмаса да, әдістемелік және академиялық көзқарастан өте қызықты болып табылады.

Белгілі бір R ресурста әрқайсысына қажеттіліктер мөлшері белгілі N процестер болсын(бұл қажеттіліктерді max (i) деп белгілейік). Ресурстар ағымдағы сұраныспен сәйкес бөлініп беріледі. і – ші процестің барлық ресурстары оның аяқталуында басталады деп есептеледі. і-ші процесс үшін алынған ресурстар санын Получ (і) деп белгілейік. і-ші процесс үшін алынған R ресурсының қалдығын Остаток (і) деп белгілейік. Процестің аяқталу белгісі – Заверш (і) айнымалысы үшін false мәні беріледі. ал, Своб_рес айнымалысы R ресурсының бос бірліктерін білдіреді, ал жүйедегі ресурстардың максималды мәні Всего_рес мәнімен анықталады. Банкир алгоритмінің программалық тексті төмендегі мысалда көрсетілген.

Begin

Своб_рес: = Всего_рес;

For i:= 1 to N do

Begin

Своб_рес: = Своб_рес - Получ (і);

Остаток (і) := Max (i) - Получ (і);

Заверш (і) := false; {процесс может не завершиться}

End;

Flag := true; {признак продолжения анализа}

While flag do

Begin

Flag := false;

For i:= 1 to N do

Begin

If (if not (Заверш (і))) and (Остаток (і) <= Своб_рес)

Then begin

Заверш (і) := true;

Своб_рес: = Своб_рес + Получ (і);

Flag := true

End

End

End;

If

Своб_рес: = Всего_рес;

Then Состояние системы безопасное.

и можно выдать ресурс

false Состояние небезопасное.

и выдавать ресурс нельзя

end.

Банкир алгоритміне сәйкесжүей оның қалып – күйі сенімді болып қалатын кездегі ғана сұраныстарды қанағаттандырады. Дәл осы шарт банкир алгоритмінде тексеріледі. Жүйені сенімді қалыпқа келтіретін процестер сұранысы олардың орындалукезегі келмейінше орындалмайды.

Банкир алгоритмі тұйықтарды болдырмау жағдайында күту керек болғандағы процестердің орындалуына мүмкіндік береді. Банкир алгоритмі қарапайым болғанымен, оны ұйымдастыру қымбат тұрады. Ең негізні шығыны мұнда ресурстың бөлген уақыты, өйткені ол әр сұраныс сайын орындалып отырады, сонымен қатар, жүйе тұйыққа жақын болғанда алгоритм баяу жұмыс істей бастайды.

Қарастырылған алгоритм қолданбалы, өйткені онда ресурстың бір ғана түрі қолданылады. Жүйелік ресурстың әр түрлі типтерінің үлкен сандарға арналған осы алгоритмінің варианттары жарияланған болатын. Бірақ алгоритм сонда да тарала қоймайды. Оған себеп көп:

• Жүйедегі таратылатын ресурстар саны бекітілген болса, алгоримтді алуға болады. Кейде бұлай болмайджы, мысалы, арнайы ресурстардың бұзылуы;

• Алгоритм ресурстардың максималды қажеттілігін алдын ала көрсеткенін қалайды. Мұны ұйымдасыру қиын. Мұндай мәліметтердің бір бөлігін, әрине, программалау жүйесі береді, бірақ қалған мәліметтің жартысын қоладнушы беруі тиіс;

• Алгоритм жұмыс жасап тұрған алгоритмдер саны тұрақты болғанын қалайды. әрине, бұл талап мультитерминалды жүйелер мен шарттарды бірнеше параллель процестерді қолданушы қосып қойғанда мүмкін емес.

Тұйықты табу

Тұйық жағдайды анықтау үшін әр процесс үшін оның әрі қарай дамуы мүмкін бе, яғни ол өзінің күйін өзгерте ала ма, соны анықтап алу қажет. Бізді процестің өзінің өзгеру жағдайы емес, процестің даму мүмкіндігі қызықтырады, онда жағдайдың тек жақсы өзгерістерін анықтау жеткілікті.

Қорытынды

Жұмыстың мультипрограммалық орындалу кезінде туындайтын ең күрделі мәселелердің бірі – тұйықталу ұғымы және олармен күресудегі негізгі жолдар.

Бірнеше есептеу процестерін орындау кезіндегі паралелльді ұйымдастырудағы операциялық жүйелердің негізгі функцияларының бірі – орындалушы процестер арасындағы қате ресурстарды таратудың тапсырмаларын шешу және соңғыларын бірігіп синхронизациялау құрылғыларымен және деректермен алмасуды қамтамасыз ету.

Процестерді паралелль орындаған жағдайда тұйықталу мәселесі туындауы мүмкін. Ең қарапайым жағдай – әр екі процестің бірі басқа процеспен айналысып жатқан ресурсты күтуі болып табылады.

Дәріске әдістемелік нұсқау:

Кез келген пәнді білу үшін, оның теориясын терең меңгеру керек. Сондықтан дәріс тақырыбын зерделегенде оның негізгі түсініктерінің мәнін түсінуге ерекше көңіл бөліңіздер. Ол үшін берілген әдебиет бойынша оқу материалын зерттеп, өзін-өзі бақылау сұрақтарына, тестілік тапсырмаларға жауап беру арқылы теориялық біліміңіздің деңгейін тексеріңіз, МӨЖ тапсырмаларын орындаңыз.

Ұсынылатын әдебиеттер

Негізгі:

1. Балақаева Г. Операциялық жүйелер=Operating systems: Оқу құралы./Г.Балаќаева; Қазақ тіліне ауд. Б.Яғалиева.- Алматы: Print-S, 2004.-

2. Освоение операционной системы UNІX / К.и., Пупков.; Авт.

:К.А.Пупков, А.С.Черников, Н.М.Якушева.- Москва, 2005- 112 с.

3. Операционные системы: разработка и реализация (+CD)

/ Э. Таненбаум, А.Вудхалл.- Санкт-Петербург, 2006.- 576 с.

Қосымша:

1. Жүйелік бағдарламалық қамтама  Әйтімова, Ұ.Ж.  Қызылорда 2012

2. Операциялық жүйелер. Явровский В. Астана 2008

3. Реестр Windows Vista Трюки и эффекты (+CD-ROM)  Гладкий, А.  Санкт – Петербург 2008

Бақылау сұрақтары

1. Жұмыстың мультипрограммалық орындалуы.

2. Әр процеске байланысты сұраныстардың реттілігі.

23 Тақырып. Windows операциялық жүйесі.

Дәріс мақсаты: Windows операциялық жүйесінің ерекшеліктерін түсіндіру. Windows ОЖ архитектурасы.

Негізгі қарастырылатын сөздер: Windows операциялық жүйесі, MS DOS,Windows9х.

Дәріс сұрақтары:

1.1 Windows операциялық жүйесі.

1.2 Windows операциялық жүйесінің ерекшеліктері.

Дәріс мазмұны

Microsoft компаниясы дербес компьтерлердің программалық жабдықтарын жасаудағы алдыңғы қатарлы компаниялардың бірі болып табылады. Бұл компанияның программалық өнімдерінің ішіндегі ерекше орынды операциялық жүйелер алады. Алғашқы ДК-рге арналған бірпрограммалы операциялық жүйелер жасаудан бастап бұл компания серверлік операциялық жүйенің бірнеше нұсқасын жасап шығарды.

Windows сөзі ағылшын тілінен аударғанда терезе деген ұғымды білдіреді. Windows операциялық жүйесі пайдаланушыларға графикалық интерфейсті ұсынады және бірнеше қосымшалармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Алғашқыда Windows операциялық жүйесі MS DOS операциялық жүйесінің қабықшасы ретінде болды.

Windows операциялық жүйесінің барлығына тән ортақ қасиет онда пайдаланушының графикалық интерфейсінің болуы. Windows ортасына арналыпжазылған қосымшалар Windows95-те де WindowsХР-да да бірдей болады. Осының нәтижесінде бір операциялық жүйеде жұмыс істейтін пайдаланушы екіншісінде де еркін жұмыс істей алады. Міне осы Windows операциялық жүйелердің маңызды жетістігі болып табылады.

Windows операциялық жүйесінің тағы бір ерекшелігі олардың барлығы да сұхбаттық режимде жұмыс істейді. Сондықтан оларда графикалық интерфейс таңдалған. Linux, OS/2 операциялық жүйелерінде жүйе мен командалық жол интерфейсі арқылы жұмыс істеуге болатын болса, барлық Windows жүйелерінде графикалық интерфейссіз командалық жолды алу мүмкін емес. Windows9х операциялық жүйесі IBM – үйлесімді ДК-ң жұмысына арналған. Олар i32 архитектурасына үйлесімді емес процессорларда жұмыс істей алмайды. Windows9х операциялық жүйесі корпоративті емес үй компьютерлеріне арналған. Көп жылдан бері олар әлемдегі ең танымал операциялық жүйелер болып табылады. Олардың бірнеше компьютерлермен жұмыс істеу мүмкіндігі болса да, оларда жазбаларды есепке алу механизмі қолданылмайды. Бұл операциялық жүйелерде әрбір пайдаланушы жұмыс үстелін, есептер панелін және т.б. өзінің қалауынша жасай алады.

Пайдаланушының өзіндік жұмыс аумағы профиль деп аталады және мұндай мүмкіндік іске қосылғанда жүйелік каталогта Profiles бумасы құрылады.

Компьютермен жұмысты жеңілдету үшін барлық жүйелер оған қосылған құрылғыларды автоматты түрде анықтайтын механизмді қолдайды. Бұл есепті –есептер диспетчері деген арнайы модуль атқарады.

Барлық архитектурасы бойынша Windows9х операциялық жүйесі 32-разрядты және мультиесепті жүйелер болып табылады. Бұл операциялық жүйенің ядролары макроядролық архитектура бойынша құрылған. Ядро үш негізгі компоненттерден тұрады: Kernel, User, GDI. Kernel модулі операциялық жүйенің негізгі қызметін қамтамассыз етеді. Атап айтар болсақ: процестерді жоспарлау, орындалу тасқынын қолдау, объектілерді синхронизациялау, файлдармен жұмыс, файлдық енгізу-шығару және т.б. User компоненті пернетақта және координаталық құрылғылар (тышқан сияқты) арқылы енгізуді және оны пайдаланушы интерфейсі арқылы шығаруды басқарады. GDI компоненті графикалық ішкі жүйені білдіреді. Ол аппаратты тәуелсіз графикалық драйверлер жұмысын және растрлық кескіндер амалдарына жауап береді.

Windows9х операциялық жүйесінің барлығы аппараттық құрылғылар жөніндегі барлық жүйелік ақпаратты бір орталықта сақтайды. Мұндай орталықтандырылған ақпараттық берілгендер қоры реестр деп аталады. Реестрдың физикалық мазмұны System.dat және User.dat файлдары арқылы анықталады.

Windows9х операциялық жүйесінде перифериалық құрылғылармен жұмыс істеу үшін әмбебап драйвері немесе мини-драйвер архитектурасы қолданылады.

Төменгі деңгейге жататын бұл драйверлерден басқа Windows9х операциялық жүйесінде виртуальды құрылғылардың драйверлері пайдаланылады. Бұл драйверлер жүйелік ресурстарды басқаруға арналған және олар бірнеше процестер арасында ресурстарды бөлуге мүмкіндік береді.

Қорытынды

Microsoft компаниясы дербес компьтерлердің программалық жабдықтарын жасаудағы алдыңғы қатарлы компаниялардың бірі болып табылады. Бұл компанияның программалық өнімдерінің ішіндегі ерекше орынды операциялық жүйелер алады. Алғашқы ДК-рге арналған бірпрограммалы операциялық жүйелер жасаудан бастап бұл компания серверлік операциялық жүйенің бірнеше нұсқасын жасап шығарды.

Windows сөзі ағылшын тілінен аударғанда терезе деген ұғымды білдіреді. Windows операциялық жүйесі пайдаланушыларға графикалық интерфейсті ұсынады және бірнеше қосымшалармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Алғашқыда Windows операциялық жүйесі MS DOS операциялық жүйесінің қабықшасы ретінде болды.

Дәріске әдістемелік нұсқау:

Кез келген пәнді білу үшін, оның теориясын терең меңгеру керек. Сондықтан дәріс тақырыбын зерделегенде оның негізгі түсініктерінің мәнін түсінуге ерекше көңіл бөліңіздер. Ол үшін берілген әдебиет бойынша оқу материалын зерттеп, өзін-өзі бақылау сұрақтарына, тестілік тапсырмаларға жауап беру арқылы теориялық біліміңіздің деңгейін тексеріңіз, МӨЖ тапсырмаларын орындаңыз.

Ұсынылатын әдебиеттер

Негізгі:

1. Балақаева Г. Операциялық жүйелер=Operating systems: Оқу құралы./Г.Балаќаева; Қазақ тіліне ауд. Б.Яғалиева.- Алматы: Print-S, 2004.-

2. Освоение операционной системы UNІX / К.и., Пупков.; Авт.

:К.А.Пупков, А.С.Черников, Н.М.Якушева.- Москва, 2005- 112 с.

3. Операционные системы: разработка и реализация (+CD)

/ Э. Таненбаум, А.Вудхалл.- Санкт-Петербург, 2006.- 576 с.

Қосымша:

1. Жүйелік бағдарламалық қамтама  Әйтімова, Ұ.Ж.  Қызылорда 2012

2. Операциялық жүйелер. Явровский В. Астана 2008

3. Реестр Windows Vista Трюки и эффекты (+CD-ROM)  Гладкий, А.  Санкт – Петербург 2008

Бақылау сұрақтары

1. Kernel модулі.

2. Пайдаланушының өзіндік жұмыс аумағы профиль дегеніміз не?

24 Тақырып. Қазіргі заманғы операциялық жүйелер туралы мәліметтер. UNIX операциялық жүйесі.

Дәріс мақсаты: Қазіргі заманғы операциялық жүйелер туралы мәліметтер.

UNIX операциялық жүйесі.

Негізгі қарастырылатын сөздер: UNIX операциялық жүйесі. Жүйе администраторы.

Дәріс сұрақтары:

1.1 Нақты уақыттағы UNIX желілік операциялық жүйесі.

1.2 Жүйе администраторы.

Дәріс мазмұны

UNIX операциялық жүйесі мультипрограммалық және мультипайдаланушылық операциялық жүйелердің қарапайым мысалы бола алады. Кезінде ол программалық жабдықтың инструментальді жүйесі ретінде жобаланды. Бұл жүйенің алғашқы нұсқасы 12Кбайт орын алатын еді және жедел жадысының көлемі үлкен емес компьютерлерде жұмыс істей алатын. Бұл операциялық жүйенің келесі нұсқаларын жасауда программистер ассемблер тілінен бас тартып, арнайы жоғарғы деңгейлі тілді (Си тілін) ойлап тапты. Сондықтан да UNIX операциялық жүйесі және оның қосымшалары мобильді жүйе болады.

UNIX операциялық жүйесін құру кезінде алға қойылған бірінші мақсат: жүйенің қарапайымдылығын сақтап қалу және функциялар санын шектеу. Екінші мақсат: жалпылық. Бір әдістер мен механизмдер бірнеше жағдайларда қолданылуы тиіс. Үшіншіден, күрделі есептерді осы уақытқа дейін қолданылып келген кішкене программаларды пайдалана отырып шешу мүмкіндігінің болуы. Төртінші мақсат, барлық ресурстарды бөлуге мүмкіндік беретін мультитерминалдық ОЖ-ні құру.

UNIX операциялық жүйесі өте қарапайым, бірақ күшті командалық тілден және тәуелсіз файлдық жүйеден тұрады. UNIX операциялық жүйесінің жүйелік және қолданбалы программаларының құрамына текстілік редакторлар, командалық тілдің программаланатын интерпретаторлары, компиляторлар, жүйелік және пайдаланушылар программасының көптеген кітапханалары, көптеген администраторлық және қызмет көрсетуші программалар кіреді. Олардың әрбірінің құжаттары болады.

UNIX операциялық жүйесінің орталық бөлігі ядро болып табылады. Ол көптеген модульдерден тұрады және архитектурасы бойынша монолитті болып табылады. Алайда ядрода үш негізгі ішкі жүйені бөліп көрсетуге болады: процестерді басқару; файлдарды басқару және орталық бөлік пен перифериалық құрылғылар арасындағы енгізу-шығару амалдарын басқару. Процестерді басқару ішкі жүйесі процестердың орындалуы мен диспетчерленуін, оларды синхронизациялауды және процес аралық байланысты ұйымдастырады. Бұл ішкі жүйенің маңызды функцияларының бірі – жедел жадыны бөлу және виртуальді жадыны ұйымдастыру. Файлдарды басқару ішкі жүйесі процестерді басқару ішкі жүйесімен тығыз байланысты.

UNIX операциялық жүйесінің негізгі жетістіктерінің бірі жүйенің өте көп емес ұғымдармен байланыстылығында. Атап айтатын болсақ, виртуальды машина; пайдаланушы; суперпайдаланушы; пайдаланушы интерфейсі; командалар және командалық интерпретаторлар; процестер. Енді осы ұғымдардың кейбіріне тоқталып кетейік.

UNIX жүйесі көп пайдаланушыларға арналған. Тіркелгеннен кейін әрбір пайдаланушыға виртуальді компьютер ұсынылады. Онда қажетті ресурстардың барлығы болады. Атап айтқанда: процессор, жедел жады, құрылғылар, файлдар. Мұндай виртуальді компьютердің ағымдағы күйі бейнесі деп аталады. Процесс бейнесі:

• Жады бейнесінен;

• Процессордың жалпы регитсрлерінің мәндерінен;

• Ашық файлдар қалып күйінен;

• Файлдардың ағымдағы каталогынан

• Басқа да ақпараттардан тұрады.

Процесс орындалып жатқанда оның бейнесі негізгі жадыда орналасады.

Жады бейнесі үш логикалық сегментке бөлінеді:

• Реентерабельді процедуралар сегментінен (процестің виртуальді адрестер кеңістігінде нольдік адрестен басталады);

• Берілгендер сегменті (процедуралар сегментінен кейін орналасады);

• Стек сегменті (үлкен адрестен басталып кіші адраске қарай өседі).

Қазіргі кездегі UNIX жүйесінің жаңа нұсқаларында әрбір образдың виртуальді адрестік кеңістігі компьютердің нақты физикалық жадына бейнеленеді.

UNIX жүйесінде жұмысты бастау үшін пайдаланушы алдымен жүйеге кіруі керек. Ол үшін бос терминалдан ол өз атын және парольді теруі керек. Есептік аты бар адам жүйенің тіркелген пайдаланушысы деп аталады. Жаңадан келген пайдаланушыларды жүйе администраторы тіркейді. Пайдаланушы өзінің есептік атын өзгерте алмайды, бірақ паролін өзгерту мүмкіндігі бар. Парольдер кодталған түрде жеке файлда сақталады.

Жүйе администраторы да тіркелген пайдаланушы болады. Алайда оның басқа пайдаланушыларға қарағанда жеңілдіктері болуы керек. UNIX жүйесінде мұны UID бір ғана нольдік мән бөлу арқылы жүзеге асыруға болады. UID мәнді пайдаланушы суперпайдаланушы деп аталады және root (түбір) сөзі арқылы белгіленеді. Ол кез келген файлмен және кез келген программамен жұмыс істей алады. Сонымен бірге мұндай пайдаланушы жүйені тұтастай бақылай алады.

жүйесімен дәстүрлі қатынас командалық тілдер арқылы жүзеге асырылады. Пайдаланушы жүйеге кіргеннен кейін ол үшін командалық интерпретаторлардың бірі іске қосылады. Қазіргі кезде графикалық интерфейстерге көп көңіл бөлініп жүргендіктен операциялық жүйелердегі X-Windows графикалық интерфейсімен жұмыс істей бастады.

Қорытынды

UNIX операциялық жүйесі мультипрограммалық және мультипайдаланушылық операциялық жүйелердің қарапайым мысалы бола алады. Кезінде ол программалық жабдықтың инструментальді жүйесі ретінде жобаланды. Бұл жүйенің алғашқы нұсқасы 12Кбайт орын алатын еді және жедел жадысының көлемі үлкен емес компьютерлерде жұмыс істей алатын. Бұл операциялық жүйенің келесі нұсқаларын жасауда программистер ассемблер тілінен бас тартып, арнайы жоғарғы деңгейлі тілді (Си тілін) ойлап тапты. Сондықтан да UNIX операциялық жүйесі және оның қосымшалары мобильді жүйе болады.

Дәріске әдістемелік нұсқау:

Кез келген пәнді білу үшін, оның теориясын терең меңгеру керек. Сондықтан дәріс тақырыбын зерделегенде оның негізгі түсініктерінің мәнін түсінуге ерекше көңіл бөліңіздер. Ол үшін берілген әдебиет бойынша оқу материалын зерттеп, өзін-өзі бақылау сұрақтарына, тестілік тапсырмаларға жауап беру арқылы теориялық біліміңіздің деңгейін тексеріңіз, МӨЖ тапсырмаларын орындаңыз.

Ұсынылатын әдебиеттер

Негізгі:

1. Балақаева Г. Операциялық жүйелер=Operating systems: Оқу құралы./Г.Балаќаева; Қазақ тіліне ауд. Б.Яғалиева.- Алматы: Print-S, 2004.-

2. Освоение операционной системы UNІX / К.и., Пупков.; Авт.

:К.А.Пупков, А.С.Черников, Н.М.Якушева.- Москва, 2005- 112 с.

3. Операционные системы: разработка и реализация (+CD)

/ Э. Таненбаум, А.Вудхалл.- Санкт-Петербург, 2006.- 576 с.

Қосымша:

1. Жүйелік бағдарламалық қамтама  Әйтімова, Ұ.Ж.  Қызылорда 2012

2. Операциялық жүйелер. Явровский В. Астана 2008

3. Реестр Windows Vista Трюки и эффекты (+CD-ROM)  Гладкий, А.  Санкт – Петербург 2008

Бақылау сұрақтары

1. UNIX операциялық жүйесі дегеніміз не?

2. Оның негізгі қасиеттерін ата.

3. Желілік операциялық жүйе дегеніміз не?

25 Тақырып. Қазіргі заманғы операциялық жүйелер туралы мәліметтер. QNX операциялық жүйесі.

Дәріс мақсаты: Қазіргі заманғы операциялық жүйелер туралы мәліметтер.

QNX операциялық жүйесі.

Негізгі қарастырылатын сөздер: QNX операциялық жүйесі. POSIX, FLEET, Photon.

Дәріс сұрақтары:

1.1 Нақты уақыттағы QNX желілік операциялық жүйесі.

1.2 Жүйе администраторы.

Қазіргі заманға операциялық жүйелер туралы мәліметтер.

QNX операциялық жүйесі.

QNX операциялық жүйесі i32 архитектуралы процессорларға арналып жасалған қуатты операциялық жүйе болып табылады. Ол жеке және локальды жүйеге қосылған нақты уақытта жұмыс істейтін компьютерлерде күрделі программалық кешендерді жобалауға мүмкіндік береді. QNX операциялық жүйесінің ішкі құралдары бір компьютердегі көпесептілік режимін қолдайды. Осылайша бұл операциялық жүйелер таратылған жүйені құруға мүмкіндік береді.

Мұндағы негізгі программалау тілі Си тілі болып табылады. Негізгі операциялық ортасы POSIX стандартына сәйкес келеді.

QNX операциялық жүйесі желілік және мультиесептік болумен қатар көппайдаланушы (көптерминалды) жүйе болып есептеледі. Пайдаланушы интерфейсі жағынан да, қолданбалы программалау интерфейсі жағынан да QNX операциялық жүйесі UNIX жүйесіне ұқсайды.

QNX операциялық жүйесі микроядро принципімен құрылған алғашқы коммерциялық ОЖ. Жүйе өзара тәуелсіз әртүрлі деңгейдегі процестердің жиынтығынан құралған. Олардың әрқайсысы әр түрлі қызмет жасайды.

Ені QNX операциялық жүйесінің негізгі жетістіктеріне тоқталайық:

• QNX операциялық жүйесі қатаң нақты уақыттағы сепетерді шешуге жылдам ауыстырылады.

• Масштабтылығы мен тиімділігі QNX операциялық жүйесі ресурстарды тиімді қолдануға мүмкіндік беруімен анықталады.

• Сенімділігі және кеңдігіне біруақытта қол жеткізуге болады. Себебі жазылған драйверді ядроға компиляциялаудың керегі жоқ..

• FLEET жылдам желілік протоколының болуы.

• Photon компактілі графикалық ішкіжүйесінің болуы.

QNX операциялық жүйесінің архитектурасы. Сонымен бұл жүйе нақты уақытта жұмыс істейтін дербес компьютерлерге арналып жазылған. Онда бөлінген есептеулерді жүргізуге болады. QNX операциялық жүйесінің микроядросы бірнеше ондаған ғана килобайт орын алатын көлемге ие (бір нұсқасында – 10Кбайт, келесісінде 32 Кбайт), яғни барлық ОЖ-ң ішіндегі өте кішкене ядродан тұратын жүйе. Осы көлемге:

• IPC процестерінің арасындағы хабарлама алмасу механизмі;

• Үзіліс редиректоры;

• Есептердің орындалуын жоспарлау блогы (немесе есептер диспетчері);

• Хабарламаларды қайта бағыттауға арналған желілік интерфейс сиғызылған.

IPC механизмі процестер арасындағы хабарламалардың алмасуына мүмкіндік береді және ОЖ-ің маңызды бөліктерінің бірі болып табылады. QNX операциялық жүйесіндегі хабарламалар ерікті ұзындықтағы (0-65535 байт) және ерікті форматтағы байттар тізбегі.

Үзіліс редиректоры ядро бөлігі болып табылады және процестермен байланысты аппараттық үзілістерді қайта бағыттаумен айналысады. Осының нәтижесінде компьютердің аппараттық бөлігімен ядро жұмыс істейді. Бұл механизм пайдаланушының аппараттық жабдықпен тікелей жұмыс істемеуіне мүмкіндік береді.

Есептердің орындалуын жоспарлау блогы көпесептілікті қамтамасыз етеді.

QNX операциялық жүйесінің желілік интерфейсі ядроның ажырамас бөлігі. Ол желілік адаптермен желілік драйвер арқылы қатынас жасайды.

Қорытынды

QNX операциялық жүйесінің ішкі құралдары бір компьютердегі көпесептілік режимін қолдайды. Осылайша бұл операциялық жүйелер таратылған жүйені құруға мүмкіндік береді. Мұндағы негізгі программалау тілі Си тілі болып табылады. Негізгі операциялық ортасы POSIX стандартына сәйкес келеді.

Дәріске әдістемелік нұсқау:

Кез келген пәнді білу үшін, оның теориясын терең меңгеру керек. Сондықтан дәріс тақырыбын зерделегенде оның негізгі түсініктерінің мәнін түсінуге ерекше көңіл бөліңіздер. Ол үшін берілген әдебиет бойынша оқу материалын зерттеп, өзін-өзі бақылау сұрақтарына, тестілік тапсырмаларға жауап беру арқылы теориялық біліміңіздің деңгейін тексеріңіз, МӨЖ тапсырмаларын орындаңыз.

Ұсынылатын әдебиеттер

Негізгі:

1. Балақаева Г. Операциялық жүйелер=Operating systems: Оқу құралы./Г.Балаќаева; Қазақ тіліне ауд. Б.Яғалиева.- Алматы: Print-S, 2004.-

2. Освоение операционной системы UNІX / К.и., Пупков.; Авт.

:К.А.Пупков, А.С.Черников, Н.М.Якушева.- Москва, 2005- 112 с.

3. Операционные системы: разработка и реализация (+CD)

/ Э. Таненбаум, А.Вудхалл.- Санкт-Петербург, 2006.- 576 с.

Қосымша:

1. Жүйелік бағдарламалық қамтама  Әйтімова, Ұ.Ж.  Қызылорда 2012

2. Операциялық жүйелер. Явровский В. Астана 2008

3. Реестр Windows Vista Трюки и эффекты (+CD-ROM)  Гладкий, А.  Санкт – Петербург 2008

Бақылау сұрақтары

4. QNX операциялық жүйесі дегеніміз не?

5. Оның негізгі қасиеттерін ата.

6. Желілік операциялық жүйе дегеніміз не?

7. FLEET жылдам желілік протоколының қызметі.