Virtualizatsiya printsipi.
Ushbu printsip sizga tizimning tuzilishini yagona
markazlashtirilgan sxemadan foydalanib, jarayonlarni rejalashtiruvchilar va
resurslarni taqsimlovchi (monitorlar) ning ma'lum bir to'plami shaklida namoyish
etishga imkon beradi. Virtuallik tushunchasi virtual mashina tushunchasida
ifodalanadi. Har qanday OS aslida foydalanuvchi tomonidan haqiqiy apparat va
boshqa manbalarni yashiradi, ularni ba'zi bir abstraktsiya bilan almashtiradi.
Natijada, foydalanuvchilar virtual mashinani o'zlarining dasturlarini idrok eta
oladigan, bajaradigan va natijalarni beradigan juda mavhum qurilma sifatida
ko'rishadi va ishlatadilar. Hisoblash tizimining haqiqiy konfiguratsiyasi va uning
tarkibiy qismlaridan qanday qilib samarali foydalanish foydalanuvchini umuman
qiziqtirmaydi. U foydalanadigan til va unga virtual mashina tomonidan taqdim
etilgan manbalar nuqtai nazaridan ishlaydi. Bir nechta parallel jarayonlar uchun
real tizimda bir vaqtning o'zida mavjud bo'lishi mumkin bo'lmagan narsadan bir
vaqtning o'zida foydalanish illusi yaratiladi. Virtual mashina haqiqiy arxitekturani
ham ko'paytirishi mumkin, ammo me'moriy elementlar tizim bilan ishlashni tez-tez
soddalashtiradigan yangi yoki takomillashtirilgan xususiyatlarga ega.
Foydalanuvchi nuqtai nazaridan ideal mashina quyidagilarga ega bo'lishi kerak:
Amalda cheksiz hajmdagi yagona virtual xotira;
Parallel ravishda ishlashi va ishlash vaqtida o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan
o'zboshimchalik bilan virtual protsessorlarning soni;
Virtual mashina xotirasiga ketma-ket yoki parallel ravishda, sinxron yoki asenkron
ravishda kira oladigan o'zboshimchalik bilan virtual tashqi qurilmalar soni.
Axborot miqdori cheklanmagan.
OS tomonidan amalga oshiriladigan virtual mashina idealga qanchalik yaqin bo'lsa,
ya'ni. uning me'moriy va mantiqiy xususiyatlari haqiqiylaridan qanchalik ko'p farq
qilsa, shunchalik ko'p darajadagi virtuallikka erishiladi. Operatsion tizim ichki
virtual mashinalar ierarxiyasi sifatida qurilgan. Dasturiy ta'minotning eng past
darajasi - bu mashinalarning texnik vositalari. Keyingi daraja allaqachon dasturiy
ta'minot bo'lib, u quyi daraja bilan birgalikda mashinaning yangi xususiyatlariga
erishishini ta'minlaydi. Har bir yangi daraja ma'lumotlarni qayta ishlash
imkoniyatlari funktsiyalarini kengaytirishga imkon beradi va quyi darajalarga
kirishni osonlashtiradi. Virtual mashinalarni ierarxik tartiblash usulidan
foydalanish afzalliklari bilan bir qatorda: tizimli dizayni, dasturiy ta'minot
tizimlarining ishonchliligini oshirish, ishlab chiqish vaqtini qisqartirish. Ulardan
asosiysi: virtualizatsiya darajalarining xususiyatlarini va sonini aniqlash, har bir
darajaga kerakli OS qismlarini qo'shish qoidalarini belgilash. Abstraktsiyaning
individual darajalarining xususiyatlari (virtualizatsiya):
1. Har bir darajada, yuqori darajalarning xususiyatlari va mavjudligi to'g'risida
hech narsa ma'lum emas.
2. Har bir darajada, boshqa darajalarning ichki tuzilishi haqida hech narsa ma'lum
emas. Ularning orasidagi aloqa faqat qat'iy, oldindan belgilangan turmush o'rtoqlar
orqali amalga oshiriladi.
3. Har bir daraja - bu modullar guruhi, ularning ba'zilari bu uchun ichki va boshqa
darajalarda mavjud. Qolgan modullarning nomlari keyingi, yuqori darajada ma'lum
va shu darajadagi interfeysni anglatadi.
4. Har bir daraja ma'lum manbalarga ega yoki boshqa darajalardan yashiradi yoki
boshqa darajadagi mavhumliklarini taqdim etadi (virtual manbalar).
5. Har bir daraja tizimdagi ma'lumotlarning ba'zi bir abstraktsiyasini ta'minlashi
mumkin.
6. Boshqa darajalarga nisbatan har bir darajada amalga oshirilayotgan narsalar
haqidagi taxminlar minimal bo'lishi kerak.
7. Darajalar orasidagi aloqa bir darajadan ikkinchisiga o'tkazilgan aniq dalillar
bilan cheklanadi.
8. Bir nechta global ma'lumotlarning almashinuvi qabul qilinishi mumkin emas.
9. Har bir daraja boshqa darajalarga nisbatan kuchliroq va kuchsizroq
yopishqoqlikka ega bo'lishi kerak.
10. Abstraktsiya qatlami tomonidan bajariladigan har qanday funktsiya bitta
kirishga ega bo'lishi kerak.
Operatsion tizim tushayotgan hamma masalalarga ishlov berish bo‘yicha ishlarni
ratsional rejalashtirishi kerak (EHMga masalalarni kiritish bo‘yicha tadbirlar
kompleksi, ularning xarakteristikalarini bilib olish, hamma kiruvchi ma’lumotlar
to‘plamlarini tashqi olib yuruvchilarda joylashtirish, kirish va chiqish navbatlarini
tashkil qilish).
Odatda tashqi qurilmalardan biri o‘qigan kirayotgan ma’lumotlar oqimidagi masalalar
EHM operativ xotirasiga birdaniga o‘tmaydi, balki tashqi xotira qurilmalarida
joylashadi. Paketli ishlov berish rejimlarida masalalar navbatda qator bo‘lib turishadi
(kiruvchi navbat), masalaning navbatdagi o‘rni uning ustuvorligi bilan belgilanadi.
Masalaning navbatdan EHM OXiga o‘tkazilishi avtomatik ravishda sodir bo‘ladi.
Masalani yechishdan bevosita oldin OT bajaradigan tadbirlar majmuasini realizatsiya
qilishda asosiy e’tibor masalani yechish uchun zarur bo‘lgan HT resurslarini (OX
jabhasi, zarur bo‘lgan ma’lumotlar to‘plamlari uchun tashqi olib yuruvchilar uchun
joylar va sh.k.) taqdim qilishga qaratiladi.
* Izoh.
Masalalarga multidasturaviy rejimda ishlov berilishini ta’minlaydigan hamma
OTlar uchun ishlarni rejalashtirishni amalga oshirish ayniqsa qiyin, chunki ko‘pincha
raqobatda bajarilayotgan masalalar o‘sha va faqat o‘sha resursni talab qilinadi, bu esa
ularga HTda ishlov berishda sekinlashishga olib keladi.
Agar navbatdagi masalani yechish uchun resurslar yetishmasa, OT quyidagi
qarorlardan birini qabul qilishi:
1) ushbu paytda bajarilayotgan va ustuvorligi quyiroq bo‘lgan qaysidir boshqa
masaladan resurslarning bir qismini tortib olishi;
2) yechilayotgan qaysidir masala yechilib bo‘lishini va talab qilinayotgan resurs
bo‘shashini kutishi;
3) yechilishi uchun resurslar yetarli bo‘lgan, lekin navbati hali yetib kelmagan
masalani navbatsiz o‘tkazib yuborishi kerak.
Yechim natijalarini mos tashqi qurilmalarga chiqarishni tashkil qilish ham masalaga
ishlov berishni rejalashtirish funktsiyasiga kiradi. Bunda OT har bir topshiriqning
natijaviy informatsiyasini mos chiquvchi navbatga tushishini va TQ ishi tempida
ushbu navbatning bo‘shashini ta’minlashi zarur.
Operatsion tizim masalalar yechilishini boshqarishi lozim. Bunda OTning asosiy
funktsiyasi – hisoblash jarayonida sodir bo‘ladigan har xil hodisalarga (informatsiya
almashinuvi tugaganligi haqida tashqi qurilmalardan kelayotgan signallar,
apparatlardagi to‘xtashlar haqida hamda tashqi muhitdan, masalan boshqa EHMdan,
kelayotgan signallar, dasturaviy xatoliklar belgilari) to‘g‘ri reaktsiya qilishni tashkil
qilishdir. Har bir hodisaga OT to‘g‘ri reaktsiya silganda joriy dasturning bajarilishi
albatta to‘xtalishi va protsessorni boshqarish boshqa mos modulga uzatilishi lozim; bu
modul sodir bo‘lgan voqeani identifitsirlashi kerak.
* Izoh.
Hisoblash jarayonida sodir bo‘ladigan istalgan hodisaga OT reaktsiyasi doim
joriy dastur bajarilishidagi uzilishi bo‘ladi, shuning uchun hisoblash jarayonidagi
hamma o‘zgarishlar, hodisalar, signallar va ularga beriladigan ishlovlar uzilishlar deb
ataladi.
Uzilishlarga ishlov berish mexanizmi EHM va OT turidan qat’iy nazar doim quyidagi
elementlarni o‘z ichiga oladi:
1) uzilgan dastur haqida batafsil informatsiyani, xususan bundan keyin bajarilishi
lozim bo‘lgan komanda adresi haqidagi informatsiyani, xotirada saqlashi;
2) sodir bo‘lgan hodisani tasniflovchi va unga mos ravishda ishlov beruvchi OTning
maxsus moduliga boshqaruvni uzatishi;
3) ustuvorligi va hisobga tayyorligiga qarab foydalanuvchining u yoki bu masalasiga
boshqaruvni qaytarishi lozim. Bunda boshqaruv oldin uzilgan dasturga qaytarilishini
istisno qilib bo‘lmaydi.
Turli HTlarida uzilishlarga ishlov berish turlicha va odatda apparat vositalari
yordamida amalga oshiriladi. Masalan, ba’zi HTlarida buning uchun dastur holatining
eski va yangi so‘zi o‘rnini almashtirish mexanizmidan, boshqalarida esa xotira va
uzilishlar vektorini stekli tashkil qilishdan foydalaniladi.
Masalalarni yechishni boshqarish asosiy funktsiya – uzilishlarga ishlov berishdan
tashqari boshqa: operativ xotirani dinamik taqsimlash, kiritish-chiqarish
operatsiyalarida ishtirok qilish; masalalarni yuklash, vaqt xizmatini tashkil qilishni
ham o‘z ichiga oladi.
Operativ xotirani dinamik taqsimlash bo‘yicha OTning asosiy vazifasi – uning bo‘sh
va band bo‘lgan zonalarini doimo hisoblab borish va fragmentatsiyani bartaraf
qilishga intilishdadir.
Do'stlaringiz bilan baham: |