Операциондық жүйе архитектурасына шолу

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ  ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ  МЕХАНИКА-МАТЕМАТИКА ФАКУЛЬТЕТІ

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Операциондық жүйе архитектурасына шолу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОРЫНДАҒАН: КАРТАБАЕВА АСЕЛЬ,

 ИС-09-3А

ТЕКСЕРГЕН: САПАКОВА.С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЛМАТЫ 2012 

 

Оглавление

Кіріспе 3

Эем архитектурасы. 4

Windows XP желілік операциялық жүйесі 8

Операциондық жүйе тағайындалуы 10

Операциондық жүйелер функциялары 10

ҚОРЫТЫНДЫ 12

Қолданылған әдебиттер тізімі 13

 

 

 

Кіріспе

Операциялық жүйелер – компьютердi басқаруға арналған және қолданбалы бағдарламалармен байланысы бар нақты бағдарлама. Дербес компьютерлер үшiн кең тараған операциялық жүйелерге MS DOS, WINDOWS*, UNIX ж„не т.б.

Дербес компьютерлерге арналған операциялыј жүйелердiң барлығы да тек бiр адамдық болып табылады. WINDOWS*, UNIX көп мақсатты жүйелер болып табылады. Көп мақсаттылығта – бiр компьютерде бiр уақытта қатарласа бiрнеше есептi шығару мүмкiндiгi немесе бiрнеше әрекеттiң қатар атқарылады.

Операциялық жүйе – компьютер құрылғыларының үздіксіз жұмыс істеуін ұйымдастырушы  және түрлі командаларды орындауы арқылы пайдаланышының машина жұмысын басқаруына жеңілдік келтіруші жүйелік программалар. Оның негізгі қызметі – программалардың  бір – бірімен және сыртқы құрылғылармен  өзара әрекетін ұйымдастыру, оперативті жадты бөлу, компьютердің жұмыс істеу  кезіндеқате жіберілу сияқты түрлі  оқиғаларды анықтау, дискіні жұмыс  істеуге дайындау, монитор мен  принтердің жұмыс істеу режимдерін орнату, пайдаланушының программасын іске қосып, оны орындау т.б, яғни ОЖ – машина жұмысын басқаруға толық жеңілдік беретін жүйе. Ол осы үшін арналған иілгіш не қатты магниттік дискіге жазылып қойылады. Сондықтан ОЖ – ны дискілік операциялық жүйе ( ДОЖ, не DOS ) деп те атайды.

Дербес компьютерлер үшін кең тараган оиерациялық жүйелерге МS (РС) DOS, Windows 95, Windows NT,OS/2, UNIX жатады,Дербес компьютерлерлерге арналған операциялық жүйелердің барлығы да тек бір адамдық болып табылады. Расында да екі адамның бір мезетге бір компьютерде жұмыс істеуін елестету қиын ғой. WINDOWS 95, WINDOWS NT, OS/2, UNIX көп мақсатты жүйелер болып саналады. Көп мақсаттылық — бір компьютерде бір уақытта қатарласа бірнеше есепті шығару мүмкіндігі немесе бірнеше әрекеттің қатар атқарылып жатуы.

Мысалы, Сіз мәтін көшіріліп жатқан шақта ойнап та отыруыңызға боладь, өйткені бұл жұмыстарды әртүрлі қүрылғылар атқарады немесе ол қүрылғылардың жұмыс жылдамдығы адамның жылдамдығынан өте жоғары болып келеді. Көптеген ІВМ - үйлесімді компьютерлер дискілік МS DОS операциялық жүйесі мен көп терезелі WINDOWS графикалық операциялық жүйесін пайдаланады.Операциялық жүкелер көптеген функцияларды орыңдайды: информацияны дискіге жазу-оқуды жүзеге асырады, мәліметтер сақтауды ұйымдастырады, компьютер құрылғыларының өзара байланыста жұмыс істеуін, барлық қолданбалы программалар жұмысының орындалуын қамтамасыз етеді. Бұл жүйе ЭЕМ іске қосылғаннан кейін иілгіш не қатты дискіден алғашқы жүктелетін кещенді программа болып табылады. Белгілі бір қосымша қызмет атқаруға керекті программалар тобы утилиттер болып табылады.

 

Эем архитектурасы.

ЭЕМ архитектурасы  дегеніміз – ЭЕМ жұмысын программалық басқаруға және оның негізгі функционалдық  бөліктерінің өзара әсерлесуін жүзеге асыратын оны құрудың жалпы принциптері. ЭЕМ архитектура зерттеулерінің алғашқы негізін қалаған американ математигі Джон фон Нейман. Ол бұл  тұжырымдарды 1944 жылы ENIAC машинасын  құру барысында, Г.Голдстайн мен  А.Беркспен дискуссия барысында  принципиалды жаңа машина құру идеясы түрінде берді. Бұл принциптер төмендегідей тұжырымдалады:

1. Фон Нейман машинасының негізгі блоктары болып БҚ (басқару құрылғысы), АЛҚ (арифметико-логикалық құрылғы), жад, сыртқы жад, енгізу-шығару құралдары болып табылады.
2. Ақпараттарды екілік кодтауды қолдайды және ақпараттар сөз деп аталатын бірліктерге бөлінеді.
3. «Сақталатын программа» принципі.
4. Программа мен мәліметтер бір жадта сақталады.
5. БҚ мен АЛҚ орталық процессоа деп аталатын бір құрылғыға біріктіріледі.

Блоктардың  негізгі қызметі:

• процессор жадыдан команданы оқу арқылы орындалатын қимылды анықтайды, оларды кодтайды немесе декодтайды, машинаның әр бөлігінің жұмысын сәйкестендіреді;
• жад мәліметтер мен программаларды сақтайды. Ол көпқабатты. Жад түрлері:

а) оперативті жад –жұмыс істеу кезінде мәліметтер сақталынады;

б) сыртқы жад – көлемі үлкенірек, жетуі  баяулау, ақпараттарды ұзақ уақытқа  сақтауға қолданылады;

с) тұрақты  жад – мәліметтерді ұзақ уақытқа  сақтайтын және арнайы мамандармен  ғана өзгертілетін жад бөлігі.

ДК-дің  құрамына міндетті түрде  ең  негізгі  үш құрылғы кіреді: жүйелік блок, пернетақта, монитор. Бірақ ДК-дің функционалдық мүмкіндіктерін кеңейту үшін көптеген қосымша периферийлық құрылғыларды қосуға болады: манипуляторлар (тышқан, джойстик, трекбол, жарық қаламы, дигитайзер), басу құрылғысы (принтер), кескіндерді оптикалық оқу құрылғысы (сканер), графиксалғыштар (плоттер), магниттік лентадағы ақпаратты тасуыш (стример), т.с.с. ДК  модульдік құрылымды, оның барлық модульдері  жүйелік магистраль арқылы байланысқан.

Жүйелік магистраль  -  шиналардың жиынтығы: мәліметтер шинасы, адрестер және басқарушы сигналдар шиналары. Адресті - ақпараттық шинаның тізбектерінің саны адрестер мен мәліметтердің разрядтығымен анықталады, ал басқару шинасының тізбектері – ДК-де қолданылатын басқару сигналдарының санымен анықталады.

Жүйелік блок – құрамына микропроцессор, сопроцессор, оперативті және тұрақты жад модульдері, контроллерлер, магниттік дискілерде жинақтаушылар және т. б. кіреді. Бұл конфигурацияны өзгертуге болады.

Контроллер - бұл құрылғылар  СҚ басқару үшін қолданылады, әрбір СҚ-ның өзінің контроллері бар. Электрондық  контроллер–модульдері жеке платаларда жасалып жүйелік блок ішінде орналасады.  Мұндай платаларды   адаптер  деп атайды.  Микропроцессордан команда алғаннан кейін контроллер жеке жұмыс жасай бастайды, яғни микропроцессорды босатады. Контроллер екі типті регистрлерден тұрады:

1. күй регистрлері (басқару)
2. мәліметтер регистрлері.

Бұл регистрлерді көбінесе енгізу – шығару порттары деп атайды.  Әрбір порттың нөмірі – порт адресі бар.

М и к р о п р о ц  е с с о р . Микропроцессор (МП) құрамына:

• орталық басқару құралы;
• арифметико – логикалық құрылғы;
• ішкі регистрлік жады;
• кэш – жады
• жүйелік шинаны басқару сызбалары, т.б. кіреді.

МП-дың негізгі атқаратын функциялары:

• оперативті жадыдан командалар алу;
• командаларды декодтау (яғни команданың мағынасын анықтау, орындалу әдісін, операциялар адрестерін анықтау);
• командалар құрамында кодталған операцияларды анықтау;
• өзінің ішкі регистрлері, оперативті жад мен СҚ, МП  мен оперативті жад арасындағы ақпараттар алмасу үрдістерін   басқару;
• ішкі процессорлық және  программалық үзілістерді өңдеу;
• СҚ – дан берілген сигналдарды өңдеу және сәйкес үзілістерді жүзеге  асыру;
• компьютер құрамына кіретін әртүрлі құрылғылар жұмысын басқару.

Программалаушының көзқарасынан МП әртүрлі регистрлер жинағы деп қарастырылады: команда  санақшысы регистрі, стекке сілтеу регистрі, күй (жалауша) регистрі , адрестер регистрі, регистр – аккумулятор, т.б. Кейбір МП-де барлық регистрлер  тең  мағыналы (РДР), ал кейбір машиналарда (Intel)  әрбір  регистр  ролі қатаң  анықталған. Микропроцессордың типі ДК-дің типін анықтайды. ДК-дің  барлық аппараттық бөліктерін және олардың  негізгі мінездемелерін қысқаша  көрсеттік, неғұрлым кең мағлұтматтар алуды мұндай сұрақтар кеңінен қарастырылған  әдебиеттерден өз бетінше зерттеуге  ұсынамыз.

Жүйелік программалық жасақтаманың негізгі  компоненті – ОЖ. ОЖ- компьютер мен  қолданушы арасындағы диалогты қалыптастыратын, компьютерді және оның ресурстарын  басқаратын (үйлестіретін) өзара байланысқан  жүйелік программалардың жиынтығы.

ОЖ-ден  ДК-дің жұмыс істеу сапасы, қолданушының жұмыс жасау икемділігі анақталады.

Қазіргі уақытта жүздеген ОЖ-лер құрастырылған. Олардың ішіндегі ең танымалдары - MS-DOS, Linux (Европада таралған), Unix (АҚШ-та таралған). Ең алғашқы ОЖ MS-DOS 1981 ж. Microsoft фирмасымен шығарылған.

Ресейде және біздің елімізде Windows операциялық  жүйесі кең таралған. Бұл ОЖ басқа  жүйелермен салыстырғанда тек өзінің интерфейсімен ғана емес (сыртқы түрі) және жұмыс істеу концепциясымен (тұжырымдамасымен) ерекшеленеді: Windows негізіне терезелік технология  тән - әрбір программа үшін мәліметтермен  амалдар орындауға арналған төртбұрышты  аймақ (терезе пайда болады).

Қазіргі уақытқа дейін  Windows ОЖ-нің келесі нұсқалары таралған: Windows 95, 98, 2000 (Millenium Edition), XP. Әрбір жаңа нұсқа алдыңғысын толықтырып, олардың мүмкіндіктерін кеңейтеді.

Файлдық жүйе мен аппараттық құралдарды басқарудан басқа ОЖ-нің негізгі қызметтеріне мәліметтерді енгізу-шығару, командаларды өңдеу, қолданушы интерфейсін қалыптастыру жатады.

 

Көптеген компьютерлерде MS DOS пен көп терезелi WINDOWS операциялыј жүйелерiн падаланады.

Операциялық жүйе ЭЕМ-нiң бағдарламалық  құралдарының ажырамас бөлiгi болып саналады. әрбiр адамға ЭЕМ-нiң барлық құрылғыларын басқару мүмкiншiлiгiн беретiн, сол себептi басқа бағдарламаларды аппаратурамен байланыс жасаудан босатын, компьютерде жұмыс iстегiсi келетiн әрбiр адамға өте қажет операциялық жүйенiң алатын орны ерекше.

Операциялық жүйе екi негiзгi қызметтi орындайды:

1. Барлық қолданбалы және жүйелiк бағдарламалардың жұмыстарын қолдап, олардың бiр-бiрiмн және аппараттық жабдыјтармен байланыстарын қамтамасыз ету;
2. әрбiр адамға ЭЕМ-дi жлпы басқару мүмкiншiлiгiн беру.

Операциялық жүйелер көптеген функцияларды орындайды: ЭЕМ-нiң

жадын бөлу, жұмыс кезiнде туындайтын әртүрлi оқиғаларды анықтау, жұмыс нәтижелеренi қағазға, экранға шығару жолдарын ұйымдастыру, ақпараттарды сыртқы ортадан алу және беру т.б. Операциялық жүйе-нiң негiзгi ядросы машина iске қосылған сәттен бастап ЭЕМ-нiң жадында болады. Машинаны жалпы басқару үшiн операциялыј жүйенiң командалық тiлi пайдаланылады, оның көмегiмен адам дискiнi белгiлеу, мәлiметтердi көшiру, кез келген бағдарламаны iске қосу, керектi жұмыс режимiн орнату сияқты әртүрлi әрекеттер орындайды.

Операциялық жүйе (ОЖ) – программалық құралдардың кешені, олар

• ресурстарды (физикалық және логикалық) басқаруды, яғни  компьютерлердің барлық ақпараттық құралдарының үйлесімді жұмысын;
• үрдістерді басқаруды, яғни программалардың орындалуын, олардың аппараттық құралдар, мәліметтермен әсерлесуін;
• пайдаланушы интерфейсін, яғни пайдаланушының компьютермен диалогын жүзеге асыруды жасақтайды. Бұлар ОЖ-нің негізгі атқаратын қызметін анықтайды.

ЭЕМ (компьютер) физикалық ресурстары қатарына– оперативті жад, процессор, монитор, басу құралдары, магниттік және оптикалық дискілер, ал логикалық қатарына– программалар, файлдар, оқиғалар, т.с.с. жатады.

Үрдістер дегеніміз – сәйкес енгізілген программамен және ол қолданатын мәліметтермен анықталған қимылдардың белгілі бір тізбегі.

Операциялық жүйе – ең машиналық-тәуелді  программалық құралдар, сондықтан олар белгілі компьютер типтеріне  бағытталады. Қазіргі замнға дейін  ОЖ де ЭЕМ-дер дамуына сәйкес өзгерістерді бастан кешірген және көптеген әртипті  машиналар кластарына сәйкес түрлері  бар (OS/360, OS/370, OS/2, VMS/VAX, VNIX, LUNIX, MS-DOS, Windows 95, Windows NT, Windows XP, т.с.с.). Операциялық  жүйелерді жіктеуді бірнеше ірі  мінездемелерге байланысты қарастырайық (әдебиеттерде мұндай жіктеулердің әртүрлілері  ұсынылады): алдына қойған мақсаттарына, есептерді өңдеу режімдеріне, жүйемен  әсерлесу әдістеріне байланысты.

Мақсаттарына байланысты:

• жалпы мақсаттағы;
• арнайы мақсаттағы

операциялық жүйелер болып бөлінеді. Арнайы мақсаттағы ОЖ-ң келесі түрлері болады: тасымалданатын микрокомпьютерлерге және әртүрлі  ендірілген жүйелерге арналған, мәліметтер қорын ұйымдастыруға және жетелеуге  арналған, ақиқат уақыт режіміндегі  есептерге арналған, т.с.с.

Есептерді өңдеу режімдеріне байланысты:

• бірпрограммалы (MS-DOS, MSX),
• мультипрограммалы (OS/2, UNIX, Windows) режімдегі ОЖ.

Мультипрограммалы режімде бір процессорлы машинада  бір уақытта бірнеше программаның орындалуы жүзеге асырылады. Кейде  бұл жағдайда мультиесепті режім  туралы да айтылады, алайда мультипрограммалы  және мультиесепті режімдер синонимдер емес, жақын ұғымдар. Олардың негізгі  айырмашылықтары:

• мультипрограммалы режімде бірнеше программалардың бір уақытта орындалуы жүйенің өзімен басқарылады;
• мультиесепті режімде мұндай басқаруды программалаушының өзі жүзеге асыруы қажет.