«Telekommunikaciya texnologiyaları hám Kásiplik tálimi» fakulteti «Telekommunikaciya texnologiyaları»

$1. Operatsion sistemalarda process túsinigi hám olardı basqarıw
Kóp wazıypalıq bir neshe bólek wazıypalardı “bir waqıtta atqarılayotganday orınlaw” esaplanadı. “Bir waqıtta atqarılayotganday orınlaw” sóz dizbegine bólek itibar beriw kerek. Bir protsessorning bir neshe wazıypalardı bir waqıtta orınlawın ámelge asırıwdıń ılajı joq, lekin bir neshe máselelerdi bir waqıtta atqarayotgandek kórinetuǵın sistemalardı jaratıw múmkin. Onıń ushın hár bir máseleni protsessor waqıtına salıstırǵanda bolıp orınlaw kerek. Nátiyjede “sırtdan” qaraǵanda, protsessor bir neshe wazıypalardı atqarayotganday kórinedi, tiykarınan bolsa protsessor iskerligi insanǵa sezilmasdan máseleler arasında almasinadi.
Mısal ushın, shosseda háreketlenip atırǵan tórtew mashinanı háreketin keltiriw múmkin. Hár bir avtomobildiń aydawshısı hám etip barıwı kerek bolǵan adresi bolıp, motorı isten shıqqan bolsın. Tartiwshı mashina keledi, biraq onıń tek bir motorı bar. Hár bir mashinanı adreske tasıw ushın ulıwma motordan paydalanıwı kerek (1-suwretke qarang).
Másele tarqatıp alıwdıń eki usılı bar. Birinshi sheshim tómendegishe: motor birinshi mashinaǵa beriledi hám ol adreske etip alǵannan keyin, ekinshi mashinaǵa beriledi, ol da adreske etgach, ekinshisine hám tórtinshi mashinalarǵa beriledi. Sol usılda barlıq mashinalar adreske etkenge shekem qalǵan mashinalar jolda ılayıqılıp ketiledi. Bunnan tısqarı, bul motorsız mashinalardıń bir-biri menen baylanısına kirisiwa almasligini ańlatadı. Ekinshi sheshim natiyjelilew bolıp, ol tómendegishe: tartiwshı mashina birinshi mashinanı fiksirlangan waqıt dawamında tartadı, keyininen ekinshisin, keyininen úshinshisi hám tórtinshisin. Keyin taǵı birinshisi mashinaǵa qaytıladı, fiksirlangan waqıt dawamında tartıladı, ekinshi, úshinshi hám tórtinshi de tartıladı. Bul process barlıq mashinalardıń adreske etgunga shekem dawam ettiriledi. Bul halda barlıq mashinalar adreske birdey tezlikte etkaziladi.
Bu holda mashinalar alohida proritetga ega bo‘lmaydi va ular birgalikda harakatlanadilar, bu esa bir qancha afzalliklar beradi: mashinalar bir xil tezlikda harakatlanadilar, barcha mashinalar bir vaqtda sayohatini tugallaydilar, mashinalar etarlicha bir-biriga yaqin bo‘lib, sayohat vaqtida bir-biri bilan o‘zaro aloqaga kirishishlari mumkin.

1-súwret. Mashinalı kóp wazıypalıq
Ekinshi jaǵday, operatsion sistemalardıń ko'pvazifalik ózgesheligi ushın ulıwma bolıp tabıladı. Másele qandayda bir waqıt dawamında atqarıladı, keyininen toqtatıladı hám keyingi wazıypa atqarılıwı baslanadı. Onıń atqarılıwı ushın ajıratılǵan waqıt tawsılǵannan keyin, úshinshisi atqarılıwdı baslaydı, hám t.b.
Bul túsindiriw, itimal, processni oǵada ápiwayılashtirilgani sıyaqlı ko'rinar, biraq áyne ekinshi jaǵday kóp wazıypalı operatsion sistemanıń amomiy principi esaplanadı. Oraylıq qadaǵalaw hár túrlı wazıypalar arasında almasınıwdı támiyinlepgine qalmastan, hátte qaysı máseleler keyin atqarılıwı kerekligini da anıqlap beredi. Eger operatsion sistemasız kóp wazıypalı programmalıq támiynat jaratılıwı kerek bolsa, ol halda atqarılatuǵın konstruktsiya operatsion sistemanıń ko'pvazifalik elemntlarini óz ishine alıwı kerek boladı.
Kóp wazıypalıqqa tiykarǵı talaplar ush: kontekstti almastırıw, baylanıs hám prioritetlarni basqarıw. Usı ush funktsiya hám tórtinshisi - waqtın basqarıw - real waqıt salasındaǵı talap etilgen parametr esaplanadı. Usı talaplardıń hár birin qayta islewdiń úsh funktsiyası tabıslı real waqıt masshtabında islew ushın islep shıǵilıwı kerek.
Kontekstti almastırıw. Protsessor programmanı atqarayotganida, orınlaw menen baylanıslı bir neshe registrlar maǵlıwmatlar menen toldırıladı. Olar óz ishine jumısshı registrlarni, buyrıqlar esaplagichini, sistema jaǵdayı registrini, stek kórsetkishin hám ma`nisin aladı.
Baylanıs. Kóp wazıypalı sistemanıń basqa talabı wazıypalardıń bir-biri menen baylanısı esaplanadı
Prioritetlarni basqarıw. Prioritetlar menejeri kontekst menen birgelikte isleydi hám gezek boyınsha qaysı wazıypanıń atqarılıwın anıqlaydı.
Waqıt basqarıwı. Real waqıt sistemasındaǵı ko'pvazifalikning sońǵı talabı basqarıwdı sinxronlash esaplanadı. Bul talap máselelerdiń atqarılıw múddetine juwapker esaplanadı. Ústivorlikni belgileytuǵın menejer qaysı wazıypa keyingi ekenin belgilep beredi, lekin áyne waqıt qadaǵalawshısı atqarılıw rejimin belgilep beredi, yaǵnıy wazıypa qashan atqarılıwın sazlaydı. Rol arasındaǵı bul parq bir shekem uǵımsız bolıwı múmkin. Biraq tómendegin eslep qalıw zárúrli: waqıt qadaǵalawshısı wazıypanıń qashan atqarılıwın anıqlaydı, ústin turatuǵınlıq qadaǵalawshısı bolsa wazıypanıń orınlanǵanlıǵın anıqlaydı.
Waqıt qadaǵalawshısı hám ústin turatuǵınlıq menejeri talapların teń salmaqlılıqlaw kemnen-kem jaǵdaylarda ápiwayı hám ańsat. Real waqıt sistemalarında kóbinese hár túrlı tezlik menen isleytuǵın, óz-ara baylanısda bolǵan asinxron (waqıt boyınsha uyqas kelmaytuǵın ) wazıypalarǵa iye boladılar. Lekin, dıqqat menen proektlestiriw hám testlew járdeminde waqıt hám ústivrlikni teń salmaqlılıqlaǵan real waqıt sisteması islep shıǵilıwı múmkin.
Esaplaw mashinasınıń jumisına tikkeley tásir kórsetetuǵın operatsion sistemanıń (OT) zárúrli bólegi processlerdi basqarıw strukturalıq sisteması esaplanadı. Process (basqasha aytqanda wazıypa yamasa másele) atqarılıp atırǵan programmanı xarakteristikalaytuǵın abstrakciya bolıp tabıladı. OT ushın process onıń jumıs birligi yamasa sistema rezervlariga talap ushın soraw esaplanadı. Processlerdi basqarıw bólegiy sisteması processler atqarılıwın joybarlawtiradi, yaǵnıy sistemada bir waqtıniń ózinde ámeldegi bolǵan processler ortasında protsessor waqtın bóliwleydi. Bunnan tısqarı, processlerdi jaratıw hám joytıwǵa juwapker esaplanadı, processlerdi sistema rezervlari menen támiyinleydi, processler arasında óz-ara sáykeslikti qzllab-quwatlaydı.
Ko'pvazifali sistemada process úsh tiykarǵı jaǵdaylardan birinde bolıwı múmkin:
Atqarılıw - processnning aktiv jaǵdayı bolıp, bul jaǵdayda process barlıq zárúrli rezervlarga iye boladı hám protsessor tárepinen atqarıladı.
Kútiw - processtiń passiv jaǵdayı bolıp, process bloklanǵan jaǵdayda boladı. Bul jaǵdayda process ishki sebepler sebepli atqarıla almaydı, ol qandayda bir hádiysediń ámelge asıwın kutadi, mısalı, kirgiziw-shıǵarıw ámeliniń tamamlanishi, basqa processda xabar qabıllaw yamasa oǵan kerekli qandayda bir rezervning bosanıwın kútiw hám t.b.
Tayınlıq - bul da processtiń passiv jaǵdayı bolıp, bul jaǵdayda process sırtqı sebepler sebepli bloklanadı : process oǵan kerekli barlıq rezervlarga iye hám atqarılıwǵa tayın, biraq protsessor boshq processni orınlaw iblan bánt boladı.
Turmısı ciklında hár bir process qandayda bir OT ushın mólsherlengen processlerdi joybarlaw algoritmına muwapıq bir jaǵdaydan ekinshisine ótip turadı. Processler jaǵdayınıń tipik jaǵdayı grafi tómendegi suwretde kórsetilgen.