Transcript Концепция операционных систем

Лекция 3 Операциялық
жүйенің концепциясы
Процесстер
 Жадыны басқару
 Ақпаратты қорғау және қауіпсіздік
жағдайы
 Жобалау және русурстарды басқару
 Файлдық жүйе

Процесстер




Орындалып жатқан программа
Орындалып жатқан программаның көшірмесі
Объект, идентифициялауға болатын және
процессорда орындалатын
Единица активности с единой цепочкой
последовательных действий, текущим
состоянием, и связанным с ней набором
системных ресурсов
Процесстердің концепциясы
Оларды 3 компонентке бөліп көрсетуге болады:
 Орындалу барысындағы программа

Жұмысқа кажетті мәліметтер (айнымалылар, жұмыс
алаңы …)

Орындалып жатқан программаның контексті
(процестің жағдайы) – құрамына қажетті бүкіл ақпарат
кереді


Процессті басқару үшін ОЖ туралы
Процессор-прцестің орындалуы туралы
Процесс туралы мәлімет процесстер кестесінде
сақталуы қажет (process table)
Процесстер
A
B

C
E
D
F
G
Процесстер реализациясына
мысал
Процесстер ішкі
процесстер құруы
мүмкін
Process
Процесстер реализациясына мысал



А және В тапсырмалары ОЖ-нің әртүрлі аймақтарында
орналасқан, яғни әр процеске өзіндік жоды блогы берілген.
Блоктардың ішінде:
программа коды
Мәліметтер
Процесс күйі туралы мәлімет
Әрбір процесс процессордың тізіміне тіркеледі.(ОЖ жұмысы)
Қазіргі уақытта В процесі орныдалуда. Процесс жұмысын
тоқтаттқан уақытта регистрдегі мәліметтер процесс
жағдайы туралы жазылады. Процесс күйі барлық уақытта
әдейілеп алынған мәліметтер ауданына жазылады.
Процесс аралық өзара қарым
- қатынас

Байланған процестер – кейбір
тапсырмаларды орындау үшін өзара
байланысқан процестар. Олар
ақпараттармен бірінен екіншісіне өзара
жиі алмасады және өзінің қызметін
синхронизациялау керек.
Синхронизация және тұйыққа тірелу
Потенциальный тупик
Фактический тупик
Жадыны басқару
Жадыда бірнеше программалар
орналасуы мүмкін:
 Қорғау механизмі – бұл процесстердің
бір-біріне бөгет болмау үшін керек
 Адрестердің кеңістігін басқару
адрестер кеңістігінің Max көлемі >
жады кеңістігі
 Max
Виртуальнды жады


Программистке жадыны логикалық көзқараспен
қарауға мүмкіндік береді
Виртуальды жадымен жұмыс істеу принципі:
Бірнеше қолданушы тапсырмасы паралельді
орындала отырып, негізгі жадыда бір уақытта
орналаса алады.

Әрттүрлі процеске әртүрлі жады көлемі қажет. Жады
беттер размерлеріне сәйкес келетін блоктарға
бөлінеді.Виртуальды жады арқылы жадыға қатынады.

ОЖ адрестің бөлігін негізігі жадыда ұстайды, ал
қалған бөлігін дискада ұстайды және қажетті кезінде
екеуінің орнын ауыстырады.
Жадыны беттік ұйымдастыру





Процесс бет деп аталатын блоктарға бөлінеді.
Программаны жады сөзіне қатынауы
виртуальды адрес бойынша орындалады.
Виртуальды адрес беттің номерінен және
оған қатысты ақпараттан тұрады.
Бірдей өлшемдегі беттер негізгі жадының
барлық жерінде кездеседі.
Негізгі жаданың физикалық және виртуальды
адрестер арасындағы динамикалық ұқсастық
Жады
Address
0x2ffff
0x2b000
Address
User 2 program
and data
0x27fff
User 1 program
and data
0x23000
0x1dfff
Limit
0x2ffff
0x2d000
User 2 data
0x2bfff
0x29000
User 1 data
0x24fff
Base
0x23000
0x1dfff
Operating
system
0

User program
Operating
system
0
Жұмыс барысындағы және базалық регистр ұғымы
Limit2
Base2
Limit1
Base1
Виртуальды жадыны адрестеу.
Файлдық жүйе

Файлдық жүйенің негізгі қызметі (file
system) - енгізу – шығарудың
мүмкіншідіктерін жасыру және
программистке құрылғыларға тәуелді
емес қарапайым абстрактылы файлдар
моделін ұйымдастыру
Файлдық жүйе
Root directory
cs
bin
faculty
ls
ps
cp
csh
amer
classes
stuff
grads
jcb
john
research
stuff
Ішкі файл деп информация тасушылардың бір бөлігін
құрайтын, өзіндік аты бар ақпараттар жиыны.
jane
Жүйелік шақыру

Жүйелік шақыру (system calls, программалық
үзіліс) - ОЖ мен қолданушы программасының
арасындағы интерфейс.

Олар әртүрлі объектер құрады, өшіреді,
қолданады. Негізгілері процесстер мен файлдар.

Жүйелік шақыру кезінде тапсырмалар ядро
режиміне көшеді (kernel mode).
Үзіліс (hardware interrupt)

Сыртқы құрылғылар арқылы
ұйымдастырылатын процессорға
байланысты оқиға.
Исключительная ситуация
(exception)
Событие, возникающее в результате
 попытки выполнения программой
недопустимой команды
 доступа к ресурсу при отсутствии
достаточных привилегий
 обращения к отсутствующей странице
памяти
Ақпаратты қорғау және
қауіпсіздік
Әр түрлі ресурстарға, мәліметтерге
қатынау жасауды басқару
 Мәліметтерді дұрыс көшіруді басқару
 Сертификация – қатынау жасау
механизмі, мәліметтерді көшіру қорғау
және қауіпсіздік саясатына сәйкес
келетін мәліметтерде жұмыс істейді.

Ресурстарды жоспарлау және
басқару

Тең құқылы
барлық процесс ресурстарына тең құқылы қатынау
жасау

дифференциация отклика
Әртүрлі тапсырма класстарының арасындағы
айырмашылық

қолайлы
повышение пропускной способности системы,
минимизация времени отклика, обслуживание
максимально возможного количества пользователей
ОЖ – нің кілттік элементтері





ОЖ бірнеше кезектерден тұрады
Кезек – ресурстарды іске асыру үшін тосып
тұратын процесстер тізімі
Қысқа мерзімді кезек: негізгі жадыдағы
орындалуға дайын тұрған процесстер жатады.
Кезекте тұрған процесстер таңдау диспетчер
арқылы іске асады
Ұзақ мерзімді кезек : процессорды қолдануға
мүмкіндікті тосып тұған жаңа процесстер
тізімі . ОЖ оларды ҰЗК-тен ҚМК-ке
ауыстырады.
Әрбір енгізу – шығару құрылғысы үшін
өздерінің жаңа кезегін ұйымдастырады.
ОЖ құрылымы.Проблемалар
ОЖ қолданушыларға кешігіп жетеді
 Жүйеде жасырын қателер көп болады
 Өңделу өсімі жобалау сияқты жылдам
өспейді

Мүмкін шешімдері
Жүйені модульдік ұйымдастыру
 Көпдеңгейлі ұйымдастырудың
организациясы






Жүйені деңгейлер жиынтығы ретінде
қарастыруға болады.
Әрбір деңгейдің өзінің шектелген қызметін
атқарады.
Белгілі деңгейдегі компоненттер жұмысы
төменгі деңгей компоненттер жұмысына
негізделеді.
Жоғарғы деңгей функциялары төменгі
примиттивті қолданады.
Деңгейлер - бір деңгей өзгергенде
қалғандары өзгермейтіндей етіп анықталуы
қажет.