Сабақ жоспары "Операциялық жүйелер платформаның құрамдас бөлігі ретінде"

Курс тақырыбы: Ақпараттық технологиялардағы Платформа

Сабақ тақырыбы: Операциялық жүйелер платформаның құрамдас бөлігі ретінде

ОЖ есептеу жүйелерінің ресурстарын дұрыс пайдалануға және онымен ыңғайлы түрде жұмыс істеуге арналған басқару және жүйелік  программалардың 

комплексі.

ОЖ қызметі есептеу жүйесінде есептеу процестерін ұйымдастыру, әр  түрлі есептерге ресурстарды дұрыс тарату, қолданушыларға есептерді 

өңдеуді және программалау процессін жеңілдететін көптеген сервистік құралдарды ұсыну.

Ресурстарға процессорлық уақыт, жад, құрылғылар және т.б. жатады.

ОЖ ақпараттық жабдықтау қолданбалы бағдарламаларға байланысты. ОЖ қолдану программалық жабдықтауды жалпылайды. Сондықтан, бағдарлама осы жүйені орнатуға болатын кез келген компьютерде жұмыс істей алады. Себебі, ол ақпарат танушы емес ОЖ-ның өзара байланысы. Көп қолданылатын ОЖ – MS DOS, Windows, Lunix.

ОЖ екі байланыссыз функция атқарады:

1) Қолданушы программистке машинаны ыңғайлы түрде пайдалануға мүмкіндік береді;

2) Ресурстарды пайдалануын тиімді етеді.

Ресурстарды басқару ресурс түріне байланыссыз екі жалпы есепті шешуді қажет етеді:

1) Ресурсты жоспарлау, яғни кімге, қашан, қандай көлемде бөлінуді анықтайды;

2) Ресурс жағдайын қадағалау, яғни ресурстың бос немесе бос емес екені жөніндегі мәліметтерді қадағалау, ал бөлінетін ресурстар үшін оның қандай бөлігі бөлінеді және қандай бөлігі бос екені жөнінде білу.

Осы жалпылама екі есепті шешу үшін әртүрлі операциялық жүйелер әр түрлі алгоритмдерді пайдаланады  соңында қолдану аймағында өнімділік міндемесін қосу арқылы оларды толық анықтайды және қолданушы интерфейсін құрады.

ОЖ классификациясы.

ОЖ компонентінің негізі ресурстарын басқаратын ішкі алгоритмнің мүмкіндіктері мен ерекшеленеді.

ОЖ классификациясының негізгі белгілері:

І. Ресурстары басқару алгоритмдерінің ерекшеліктері бойынша:

1) Көпқолданушылық режимін қолдау (бір мезгілде қатаржұмыс істей алатын қолданушылар саны бойынша):

·   Бірқолданушылық. Мысалы, MS DOS;

·   Көпқолданушылық. Мысалы, UNIX, Windows.

2) Көп есептілікті қолдау (бір уақыт мезгілінде орындалатын есептер саны бойынша):

·   Біресепті. Мысалы, MS DOS;

·   Көпесепті. Мысалы, UNIX, Windows.

3) Ығыстырылатын және ығыстырылмайтын көпесептік. Процессорлық уақытты бір мезгілде орындалатын бірнеше есептер арасында бөлу тәсілін анықтайды:

·   ығыстырмайтын көпесептілік. Мысалы, Windows 3.x;

·   ығыстыратын көпесептілік. Мысалы, Windows NT/ХР, OS/2, Unix.

Бірінші жағдайда процесстерді жоспарлау механизмі операциялық жүйеде жүзеге асады, екінші жағдайда операциялық жүйемен қолданбалы бағдарламалар арасында бөлінген.

4) Көпағындықты қолдау. Бір есепті параллель орындау мүмкін.

5) Көппроцессорлық өңдеуді қолдау. OS/2, Windows XP, NT, NеtWare 4.1:

·  симметриялық ОЖ барлық процедуралары қолданылады;

·  ассиметриялық ОЖ жүйе жүйенің тек бір процессорына қолданылады қалған процессорлар да қолданбалы программалар орындалады.

ІІ. Аппараттық (құрылғылық) платформалардың ерекшеліктері бойынша:

ОЖ қажетіне аппараттық құрылғы әсер етеді. Құрылғы түріне байланысты ДК, миникомпьютерлердің мейнфреймдердің, кластерлердің және ЭЕМ желілердің операциялық жүйелері болады. Бұлардың ішінде компьютердің бір процессорлық және көп процессорлық нұсқалары кездеседі.

Аппараттық платформасы бір түрдегі компьютерден екінші түрдегі компьютерге оңай ауысатын ОЖ мобильдік ОЖ деп аталады. Мысалы, Unix.

Мұндай жүйелерде аппараттық байланыстар локальданған. Сондықтан жаңа платформаға ауыстырғанда тек солар ғана қайта жазылады. Ауыстыруды жеңілдету үшін операциялық жүйе машиналық еркін түрде жазылады, мысалы, С тілінде.

ІІІ. Қолдану аймақтарының ерекшіліктері бойынша:

ОЖ құрғанда қолданған критерийлерге байланысты көпесепті операциялық жүйе 3 топқа бөлінеді:

·   пакеттік өңдеу жүйелері. Мысалы, ЕС;

·   уақытты бөлу жүйесі. Мысалы, Unix;

·   нақты уақыт жүйелері. Мысалы, QNX.

Пакеттік өңдеу жүйелері нәтижелері тез алынуды талап етпейтін есептеулері көп есептерді шығаруға арналған. Оның негізгі мақсаты мен эфектірлік критерия максималді өткізу мүмкіндігі.

Бұл мақсатқа жету үшін пакеттік өңдеу жүйелерінде басында тапсырма пакеті құрылады. Әр бір тапсырма жүйелік ресурстарға талабын ескереді. Осы пакеттен мультипрограммалық қосынды құралады. Бұл жүйелер қолданушыға ыңғайсыз болады.

Уақытта болу жүйелері. Бұл жүйелер пакеттік өңдеу жүйелерінің кемшілігін түзей үшін арналған әрбір қолданушыға терминал беріледі. Терминал арқылы қолданушы өз бағдарламасымен сұқбат жүргізеді. Бұл жүйеде әрбір есепке процессор уақытының кванты бөлінеді. Сондықтан қолданушыларда әр машинкада тек өзі жұмыс істеп отыр деген елес болады. Бұл жүйеде өткізу қабілеті төмен болады.

Нақты уақыт жүйелері: бұл әртүрлі техникалық объектілерді басқаруға арналады.  Мысалы, станок, спутник, ғылыми экспериментальдық құрылғылар немесе техникалық  процетер (даминдік процестер, галбаникалық түзу). Бұл жүйелерде объектіні басқаруға арналған бағдарламаны орнату үшін шектелген уақыт беріледі.  Нақты  уақыт жүйелерінің эфиктілік критерия осы алдын ала берілген уақыт интервалын сақтауда. Бұл уақыт жүйенің реакциялық  уақыты, ал сәйкес келетін жүйе қасиеті реактивтілік деп аталады.

ОЖ құру әдістерінің ерекшеліктерібойынша:

Базалық концепцияға мыналар жатады:

·жүйенің ядросын құру әдісі; моноридтік ядро немесе микроядролық көзқарас;

· объектілік бағытталған көзқарас негізінде құру;

· бірнеше қолданбалы орталар болуы бір ОЖ-е бірнеше ОЖ-ге арналған қосымшаларды бір уақытта орнатуға мүмкіндік береді;

· йымдастыруды бөлу ОЖ-де қолданушыға немесе программистке желілік ортада жұмысын жеңілдетеді.

ОЖ-ге қойылатын талаптар:

1) кеңейтілуі: Қажет болған жағдайда жүйенің бүтіндігін бұзбай өзгертулер мен қосымшалар (толықтырулар) енгізу мүмкіндігі;

2) ауысулығы: Коды бір процессор түрінен екінші процессор түріне және аппараттық платформаға жеңіл айналуы керек;

3) сенімділігі: жүйе ішкі және сыртқы қателерінен тұрып қалуларына сақталуы керек;

4) сәйкестілігі: «ескі операциялық» жүйе үшін жазылған программалар жаңа операциялық жүйеге қолданыла алатын мүмкінділігі;

5) қауіпсіздігі: операциялық жүйелер қолданулар арасында қорғалу ресурстары болуы керек;

6) өңімділігі: аппараттық платформаға байланысты уақыт реакциясына байланысты жұмыс істеу керек жүйеміз жұмыс істеуі керек;

7) жұмыс істеу ыңғайлығы.

Оқытушы: Әділбекова Ә.А.