5 Тақырып. Операциялық жүйелерде жадыны басқару.

Дәріс мақсаты: Жедел жады – есептеу жүйесінің ең қажетті ресурстарының бірі. Сондықтан да операциялық жүйелерде жадыны басқару маңызды мәселелердің бірі болып табылады.

Негізгі қарастырылатын сөздер: Жады, жедел жады, физикалық жады, виртуальды адрес.

Дәріс сұрақтары:

1. Жады және оның түрлері

2. Бірпрограммалық операциялық жүйелерде жадыны бөлудің жалпы принциптері

Дәріс мазмұны

Жедел жады – есептеу жүйесінің ең қажетті ресурстарының бірі. Себебі орталық процессор сияқты жедел жадысыз да ешқандай программаның орындалуын мүмкін емес. Жады бөлінетін ресурсқа жатады. Орындалатын процессорлар арасында жадыны бөлу механизмдеріне сәйкес келеді. Жүйе ресурстарының тиімді жұмыс істеуі. Сондықтан жадыны орындалып жатқан есеп сол бағдарламаның адрестік кеңістігі көлемінде адресте назар аудуруына мүмкіндік болатындай етіп бөлу керек.

Программист жадымен қандай да бір логикалық атаулар жиыны арқылы байланысады. Программалық модульдердің атаулары символдың атаулар кеңістігін құрайды. Кейде мұндай адрестік кеңістікті логикалық деп аталады.

Программаның орындалуы барысында біз физикалық жедел жадымен жұмыс істейміз.

Физикалық жады дегеніміз нақты жедел жадының реттелген ұяшықтарының жиыны, және олардың барлығы номерленген, яғни олардың әрқайсысына реттік номері (адресі не мекен-жайы) арқылы сұрау салуға болады. Физикалық жадыдағы ұяшықтар саны шектеулі және нақтыланған.

Жүйелік программалық жабдықтау пайдаланушының көрсеткен әрбір символдың атауын жадының физикалық ұяғышымен байланыстыруы керек, яғни атаулар кеңістігі компьютердің физикалық жадына бейнелеуі керек. Жалпы жағдайды бұл бейнелеу екі этапта жүзеге асады. Бірінші программалау жүйесі арқылы, содан соң операциялық жүйелерде. Екінші процессордың аппараттық құралдары арқылы жүзеге асады.

Осы екі этаптың арасында жадыға виртуалды адрес формасы арқылы назар аудара аламыз. Қандайда бір программа үшін виртуалды адрестердің барлық мүмкін мәндерінің жиыны виртуалды адрестер кеңістілік немесе виртуалды жадыны құрайды. Виртуалды жады процессор архитектурасымен және программалау жүйесімен тәуелді, алайда ол компьютердің нақты физикалық жады көлеміне тәуелсіз.

Бірпрограммалық операциялық жүйелерде жадыны бөлудің жалпы принциптері

Қарапайым үздіксіз бөлу – бұл жадыны шартты түрде 3-ке бөлуге мүмкіндік беретін қарапайым құрылым (схема). Олар:

• Операциялық жүйе алатын аумақ;

• Орындалып жатқан есеп орналасатын аумақ;

• Бос аумақ.

Бұл құрылым бойынша операциялық жүйелер мультипрограммалауды қолдамайды, сондықтан бірнеше есептер арасында жадыны бөлу мәселесі туындамайды. Барлық программаларға қажетті программалық модульдер операциялық жүйелердің өзінде орналасады, ал жадының қалған бөлігі есепке қалдырылады. Жадының бұл аумағы үздіксіз болады, ол жүйелік программалау жұмысын жеңілдетеді.

Қойылған есепке мейілінше көлемді жадыны қалдыру үшін, операциялық жүйелер жедел жадыда ең қажетті бөлігі орналасатындай етіп құрылады. Операциялық жүйелер бұл бөлігін ядро деп аталады. Ядроға супервизордың негізгі модульдері кіреді. Бірпрограммалық жүйедегі супервизор ұғымына өңделіп жатқан және қолданбалы программалардың сұраныстарын қабылдайтын және орындайтын модульдер және жады ішкі жүйесі модульдері кіреді. Себебі, егер программа өзінің орындалуы барысында жадының ұяшықтар жиынын қалдыруды сұрақса, онда жадының ішкі жүйесі оларды қалдырады (егер бос ұяшықтар бар болса) содан соң жады босағанда ішкі жүйе жадыны жүйеге қайтару қызметін атқарады. Ядроға кірмейтін операциялық жүйенің қалған модульдері кәдімгі диск-резидентке (немесе транзитті) болуы мүмкін, яғни жедел жадыға қажетті жағдайда жүктеліп, қажеттілік жойылған соң жадыны босады.

Жадыны бұлай бөлу есептеу ресурстарының екі түрлі шығынына әкелуі мүмкін. Ол – процессорлық уақыттың жоғалуы. Себебі, енгізу-шығару амалдары орындалғанша процессор тоқтап тұрады. Екінші жедел жадының өзін жоғалту, себебі кейбір программалар жадыны түгел пайдаланбайды, ал бұл жерде бірпрограммалық режим жұмыс істейді. Алайда бұл өте арзан қолданылым. Мұнда операциялық жүйелердің көптеген функцияларымен бас тартуға болады. Мысалыға, жадыны қорғау сияқты күрделі мәселеден бас тартуға болады. Мұнда тең программалық модульдер мен операциялық жүйелердің өзі орналасқан аумақты қорғасақ жеткілікті.

Қорытынды

Жады ұғымы және оның түрлеріне тоқталамыз. Сонымен қатар жадыны бөлу әдістері қарастырылады.

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. Жедел жады анықтамасы.

2. Физикалық жады анықтамасы

3. Жедел жады түрлерін атаңыз.