OT larni qurishda ko`p sathli yondoshuv o`zining mantiqiy yakunini virtual mashina konsepsiyasida topdi. Yuqorida takidlaganimizdek virtual mashina g`oyasi kompyuterning apparat ta`minotini bir nechta boshqa kompyuter sifatida abstraksiyalashdan iborat, bunda har bir hisoblash tizimi alohida mustaqil tizim sifatida bitta kompyuterda bir vaqtda ishlay oladi.
Protsessor vaqtini rejalashtirish va virtual xotira texnologiyalaridan foydalanib OT shunday muhit hosil qildiki bunda har bir jarayon alohida o`z protsessori va xotirada bajarilayotgandek holatni tasavvur qilish mumkin. Odatda jarayonlarda tizimli chaqiriq (системный вызов, system calls) va fayl tizimi (файловой системы, file system) kabi qo`shimcha xizmatlar mavjudki, ular sof apparat taminoti orqali amalga oshirilmaydi. Virtual mashina ham bu funksiyalarni bajarmaydi, lekin aynan sof apparat taminoti interfeysini taminlab beradi. Har bir jarayon kompyuterning virtual nusxasi bilan taminlanadi:
Tizim modellari: Virtual mashinasiz, (b) Virtual mashinali.
VM ni yaratishning bir necha sabablari bor bo`lib, asosan yagona apparat taminotni bir vaqtda ishlovchi bir necha bajariluvchi muhitlar (ya`ni OT lar)ga taqsimlab berishdir. Keyingi bo`limda VMning afzalliklarini ko`rib chiqamiz. Bu bo`limda IMB hisoblash mashinalari uchun VM operatsion tizimi haqida so`z yuritamiz. VM bilan bog`liq qiyin muammolardan biri bu disk tizimidir. Tasavvur qiling, kompyuterda fizik jihatdan 3 ta qattiq disk mavjud, lekin 7 ta VM qattiq disklar bilan taminlanishi kerak. Shunisi aniqki, har bir VM ga bu disklar taqsimlanib bo`lmaydi, chunki VM dasturining o`zi ham virtual xotira vas spuling (spooling)ni amalga oshirish uchun malum xajmda diskdagi joyga muhtoj. Virtual disklar muammosi IBM VM operatsion tizimida minidisklar yordamida yechiladi. Har bir minidisk tizim tomonidan fizik disk hajmini kerakli darajadagi treklarga taqsimlash asosida tashkil qilinadi. Albatta bunda minidisklar hajmi yig`indisi fizik disklardagi mavjud xotira hajmidan ortiq bo`la olmaydi. VM ga ega bo`lgan foydalanuvchi kompyuterda ixtiyoriy OT ni yoki dasturlar paketini ishlatishi mumkin. IBM VM tizimi uchun foydalanuvchi CMS interaktiv OT ni ishlatishi mumkin. VM dasturi fizik mashinadagi multidasturlash bilan bog`liqligini ham aytib o`tish lozim.
VM kontsepsiyasi foydali bo`lsada, uni amalga oshirish qiyin. Fizik mashinaning aniq nusxasini abstraksiyalash ko`pgina ishlarni talab qiladi. Fizik mashina 2 ta rejimda taqdim etiladi: foydalanuvchi va mikroyadro (kernel) rejimida. VM dasturi kernel rejimida bajariladi, foydalanuvchi rejimida taqdim etiladi. Fizik mashina 2 ta rejimda amalga oshirilgani kabi virtual mashina ham 2 ta rejimda amalga oshirilishi kerak, ya`ni virtual foydalanuvchi rejimi va virtual kernel rejimi bo`lishi kerak va ikkisi ham fizik foydalanuvchi rejimida ishlashi kerak. Bu degani real mashinada foydalanuvchi rejimidan kernel rejimiga transfer qilish (tizimli chaqiruv yoki komandalarni bajarish kabilarda) virtual mashinada ham virtual foydalanuvchi rejimidan virtual kernel rejimiga transfer qilishga olib kelish kerak. Bunda asosiy farq albatta vaqtdir. Real kiritish chiqarish operatsiyalari 100 millisekund vaqt olganda, virtual kiritish chiqarish kamroq vaqt (chunki u spuling qilindi) yoki ko`proq vaqt (chunki u interpritatsiya qilinadi) olishi mumkin. Boshqa tarafdan markaziy protsessor bir qancha virtual mashinalar orasida taqsimlanishi (multidasurlanishi) VM ishini sekinlashuviga olib keladi. Demak haqiqiy virtual mashinani amalga oshirishda barcha buyruqlar to`plamini hisobga olish lozimdir. VM faqat IBM mashinalarida ishlaydi chunki VM dagi normal buyruqlar top`lami apparat taminot orqali bajariladi. Faqat imtiyozli buyruqlargina (asosan kiritish-chiqarish buyruqlari) simulatsiyalanishi mumkin va shu sababdan ular sekinroq bajariladi.
Afzalliklari
Virtual mashina konsepsiyasi bir qancha afzalliklarga ega. Shuni aytib o`tish lozimki bu muhitda turli xil tizim resurslari to`liq himoyalangan bo`ladi, ya`ni har bir VM boshqa barcha VM lardan izolatsiyalangan bo`ladi, shuning uchun bu yerda himoyalanish muammosi bo`lmaydi. Bir vaqtning o`zida malumotlardan (fayllardan) tog`ridan to`gri ma`noda birga foydalanish yo`q. Ya`ni bunda foydalanish 2 usul bilan amalga oshiriladi. Birinchidan minidiskardan birga foydalanish mumkin, demak, undagi fayllardan ham, bu qoida fizik disklarni umumfoydalanuvchi (shared, общийдоступ) statusga o`tqazgandek gap, lekin bu dasturiy jihatdan amalga oshiriladi. Ikkinchidan, virtual mashinalarni tarmoqda aniqlash mumkin, har bir VM virtual tarmoq orqali axborot almashishi mumkin. Bu kabi virtual mashinalar operatsion tizimlarni tadqiq qilish, ularni qurish va sinash ushun xaqiqiy hisoblash mashinasidir. Odatda bir hosiblash mashinasida OT ni o`zgartirish qiyin ish. OT katta va kompleks programmalar majmuidir va uning bir qismini o`zgartirish boshqa bir qismidagi xatoliklarga olib kelmasligini tasavvur qilish qiyin. Bu degani uni o`zgartirish kritik holatlarga olib keladi deganidir. Chunki OT kernel rejimida ishlaydi, bittagina ko`rsatgich (pointer, указатель)dagi xatolik butun boshli fayl tizimini zararlanishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun OT dagi barcha o`zgartirishlarni sinashni extiyotkorlik bilan amalga oshirish lozim. Bunda albatta tizimli daturlovchilarga VM dan foydalanish ko`pgina qulayliklarga olib keladi. Chunki VM ning buzilishi real mashinaning buzilishiga olib kelmaydi. VM ni ixtiyoriy paytda almashitirsh, qayta qurish mumkin. OT hisoblash tizimida ishlaydi va uni nazorat qiladi. Shunday ekan OTdagi o`zgartirishlarni amalga oshirish va testlash yakunlanguncha ushbu tizimni to`xtatib turish zarur. Bu vaqt oralig`i odatda “tizim rivojlanish davri” (system-development time) termini bilan yuritiladi. Shuning uchun bu davr odatda kech tunda yoki hafta so`ngida, ya`ni tizim yukalinish kam bo`lgan vaqtga rejalashtiriladi. Namunalar
VM ning shuncha afzalliklariga qaramay, u ilk bor taqdim etilgan davrlarda uncha katta etibor qozonmadi. Hozirda esa VM tizimli dasturlash muammolarini yechish manosida keng qo`llanilmoqda. Quyida 2 zamonaviy virtual mashinalar: VMware va Java virtual mashinasini tadqiq etamiz. Takidlaganimizdek, virtual mashinalar odatda, OT qanday qurilish konsepsiyasi (ko`psathli, mikroyadroli, modulli)ga ega ekanligidan qatiy nazar, uning muhitida ishlaydi.
