Басқаратын құрылғылардың типтері. Көпесептілік

Коммерциялық емес акционерлі қоғам

«АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ»

Электроника кафедрасы

 

Курстық жұмыс

Тақырыбы: Басқаратын құрылғылардың типтері. Көпесептілік.

 

Пәні: "Ақпараттық қауіпсіздік қамтамасыз етуді программалық аппараттық құралдары"

Мамандық: Радиотехника, электроника және телекоммуникация

Орындаған: Кадырханова Б.

Сынақ кітапшасының номері: № 093143

Группа:  ЭСТк 09-02

Тексерген:  Ахметова А.

 «___»___________________2012 ж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

 

Мазмұны

 

I Кіріспе                                                                                                  3

II Негізгі бөлім

2.1 Басқаратын құрылғылардың типтері                                                               4

2.2 Көпесептілік                                                                                                       7

III Қорытынды                                                                                                     19

Қолданылған әдебиеттер тізімі                                                                            20

 

 

 

 

Кіріспе

 

 

Қазiргi басқару жүйелерi үшiн және өңдеудi қолдау және көп  есептiктiң iске асыруы қазiргi әлемдегi әр түрлi программалау жүйелерi үшiн  қажеттi болды. Қолданылатын шешiмдерде сонымен бiрге факторлардың түбегейлi саны ықпал етедi. 
Неткен бұл жүйенiң жұмысының тұрғылары көп есептiктердi көздiң нүктесiмен қаралатынын нақты iске асыру есептеуiш жүйе және өте күштi тәуелдi болады. Мысалы, көп есептiктiң iске асырулары басқа мағнада тиiмдi әдiспен осылай қолдану асинхрондық енгiзу-шығару операциялары бола алады; хабар берудiң қолдану тетiктерi өзге жағдайда орынды болады; жiп-жиi мәлiмет алмасу сонымен бiрге түсiнiктi жадтың облысы арқылы қолданылады. Танысу сондықтан есептеуiш жүйелер туралы негiзгi мәлiметтермен бастау керек.

Көп қолданушылар операциялық  жүйемен қолданудың әр түрлі жолын  біледі, бірақ олар оған анықтама бере алмайды. Операциялық жүйенің екі  маңызды функциясы бар. Олар бір  бірімен практикалық көз қараспен байланыспайды. Олар: машина мүмкіншіліктерінің кеңейту және оны басқару қорлары . 

Бір жағынан компьютердің аппаратурасы мен пайдаланушының есептері арасындағы интерфейс болып табылатын, ал екінші жағынан есептеуіш жүйесінің  қорын тиімді қолдану және сенімділік есептеу ұйымдастыруына арналған басқарушы  және өңдеу бағдарламалардың жиынын операциялық жүйе дейміз.

 

 

Басқаратын құрылғылардың  типтері. Көпесептілік.

Басқару жүйесi (БЖ ) - оның шеттегi құрылымдарының бағдарламаларының  бағдарлама немесе ЭЕМнiң негiзгi өрекет бағдарлаушы жиынтығы және барлық өңге бағдарламалардың қамтамасыз ететiн iске  қосуы, сонымен бiрге оператормен  өзара әрекеттесу. 
          БЖ –ң функциялары:  
• Жадты басқару; 
• Енгiзу құрылымдарына рұқсатты басқару - қорытынды; 
• Файл жүйесiмен басқару; 
• Процесстердiң жұмыс iстесуiмен басқару, процесстердiң диспетчеризациясы; 
• Қорлардың қолдануымен басқару; 
• Жедел жад және олардың орындауына программаны жүктеу; 
• Қолданушымен интерфейс; 
• Машина аралық өзара әрекеттесу(желi ); 
• Өзi жүйенiң қорғауы және қолданбалы мәлiметтер және бағдарламалар; 
• Шектеу рұқсат және көп қолданушы жұмыс тәртiбi дұрыс айтады.

БЖ –ң түрлері: 
• (multiuser system, multiaccess system) ұжымдық рұқсатты көп қолданушы жүйе, ұжымдық рұқсаты бар жүйе, жүйенi - есептеуiш жүйе немесе бiрнеше қолданушыларға өз терминалынан бiр ЭЕМ-ге бiр уақытта рұқсаты болуға мүмкiндiк беретiн оның бөлiгi. Жұмыстың көп қолданушы сипаты әртүрлi терминалдар және бағдарламалардың арасындағы ЭЕМ құйын ауыстырып қосуда болатын және сәйкесiнше әрбiр қолданушының командаларының сәйкесiнше тез жан-жақты зерттеуiне уақытты бөлу тәртiптiң арқасында жетедi. Сонымен бiрге соңғысы басқа қолданушы қызмет көрсетуге қатысты уақыттың тоқтаулары көрiп қалмайды.

Бiр қолданушылық жүйе (one user system ) - өзіндік көпқолданушыларға ие болмайтын басқару жүйесi. Бiр қолданушылық БЖ-дардың мысалдарымен (АҚШ ) Microsoftтiң фирмасының MS DOSы және Microsoft сонымен бiрге және IBM жасалған Ос/2лер болып табылады. 
• Торлық басқару жүйесi, (NOS, Network Operating System) сорған - есептеуiш желiнiң жұмысының қамтамасыз етуi үшiн қолайлы басқару жүйесi. Windows NTтiң торлық басқару жүйелерi болып табылады, мысалы, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux тағы басқалар.

       БЖ түрлер: 
• график түрiнде - (тек қана командалық жол) мәтiндiк; 
• тегiн-ақылысы; 
• (бастапқы код редакциялау мүмкiндiгiмен) ашық - (бастапқы код редакциялау мүмкiндiгiсiз) жабулы; 
• клиент-серверлiгi; 
• (аппаратты бөлiктiң бас-сирақтарына орнықтылық) биiк тұрақтылық - аласа тұрақтылық; 
• оңай (қатардағы қолданушы үшiн) әкiмдiк етуде - күрделiсi, жүйелiк әкiмдер үшiн;

БЖ үшiн артық болатын  есептеушi техниканың қосымшасы бар. Мысалы, кiрiстiрiлген микрокомпьютерлер  мұндай компьютер көбiнесе ауылы  көпшiлiгiнде тұрмыстық құралдар,автокөлiктер, кәрез телефондар және өйткенiлерде  бүгiн болады, қосынды бойынша  ұшыратын тек қана жалғыз бағдарламаны үнемi орындайды. Және ойын қосымшалар - сонымен бiрге мамандандырылған микрокомпьютерлер өзiмен ұсынатын БЖсыз Картридж құрылымы немесе тығыз-диск қондырылған жазып алған бағдарламаны қосындыда iске қоса қарай алады.

Басқару жүйелерi, өз кезегiнде : 
• есептеуiш жүйе әр түрлi есептер үшiн қолданылады, және де бұл есеп атқарушы бағдарламалар мәлiметтер және оған айырбастары сақтауға зарығады. Мәлiметтердiң сақтауды әмбебап тетiгiнiң қажеттiлiгi осыдан шығады; БЖ жағдайлардың басым көпшiлiгiнде файл жүйесiнiң iске асыруы онда жауап бередi. Қазiргi БЖ-дер бұдан басқа, енгiзуi бар бiр бағдарламаның қорытындысы басқа ақырын диск сияқты операциялар туралы өтiп кете байлауға тiкелей мүмкiндiк бередi; 
• әр түрлi бағдарламалар ылғи бiр ескiлiктi iс әсерлер орындауға зарығады. мысалы, нышанның енгiзуi клавиатурадан тұрып қал және бейне оны машина командаларының жүздiктерiнiң орындауы пердеде талап ете алады, диск сияқты операцияның. БЖ олар әрдайым қайтадан программаламау үшiн жиi қолданылатын iшкi программалардың жүйелiк кiтапханаларына iлiгедi; 
• жүйелер бағдарламалармен және қолданушылардың арасындағы қолданушылар өз Дандары қорғай алу үшiн өкiлеттiк үлестiруге керек.

"Уақытты бөлу" сияқты  қабылдау арқылы iске асатын,олатын  тек қана жалғыз процессор  тiптi, бiр компьютердегi бiрнеше бағдарламалардың  бiр уақыттағы орындауды имитациясының  мүмкiндiгi белгiлi қажеттi. Арнайы  компонент сонымен бiрге жоспарлауышы  деп аталатын қысқа кесiндiлерге  процессорлық уақыт қыяды және  олардың кезекпен әр түрлi атқарушы  бағдарламаларына iлiгедi; 
• әйтеуiр, мүмкiндiк оператор, қалай болғанда да, жеке бағдарламалардың орындауының процесстерiмен басқаруға алуы керек. Ол үшiн бiр операциялық орталар қызмет көрсетедi үйреншiктi утилиталардың қабық және жиыны БЖ-дың бөлшегi болып саналады. Сайып келгенде, қазiргi әмбебап БЖ-дар қалай ең алдымен сипаттауға болады 
• (мәлiметке қол жеткiзудi әмбебап тетiкпен) қолданушы файл жүйелерi, 
• (өкiлеттiктердiң бөлiнуiмен) көп қолданушысы, 
• (уақытты бөлумен) көп есептiсi.

Өкiлеттiктердiң көп есептiк  және үлестiрiлуi өзi БЖдiң компоненттердiң  артықшылықтарының нақтылы иерархиялары талап етедi. БЖ құрамда компоненттердiң  үш топтары танып бiледi: 
• ядро жоспарлауышы болатын; құрылымдардың драйверлерi жабдық тiкелей бағдарлаушы; торлық iшкi жүйенi, файл жүйесiн; 
• жүйелiк кiтапханалар және 
• утилиталары бар қабықты. 
Қолданбалы, жүйелiк те бағдарламалардың көпшiлiгi, процессордың артықшылығы жоғылған жұмыс тәртiптерiнде жүзеге асады және шақыруларды системныз тек қана арқылылар болса және басқа ядролық қорларға, сонымен бiрге басқа бағдарламалардың қорларына керек жабдықтарға рұқсат алады. Ядро ерекше құқықты режимде жүзеге асады: мағына бұл тап БЖ жабдықпен басқаратынын айтады.

БЖ-ына стандартының ағымдағы редакциясы жүйелердiң қай тек қана жүзеге асыруы керектен нақтылы сыныпқа бөлiгi кiтапханалық iшкi программалары тағы басқалар мыңдаған шақты жүйелiк шақыруларын анықтауында болады; мысалы, нақты уақыт жүйелерiндегi ) және қабықтар және БЖдың утилиталарының 200 шақты командалары. Стандарт тек қана шақырулар және командалардың функциясын анықтайды, және олардың iске асыруының әдiстерi туралы нұсқауы бар болмайды.

  Стандарт, бұдан басқа, БЖ файл жүйесiнде, командалық жолдың қалыбы және мiнез-құлықтың кейбiр басқа тұрғылары жүйедегi файлдардың бағыттауын әдiс, жүйелi айтылуларды (қатынастардың тiлi немесе дата және уақыттың қалыпқан мұндай қатысты қоюлар) оқшау бөлiгi, үйлесiмдi символдар жиыны, синтаксис, тiзбелердiң құрылымын анықтайды.

Мән БЖ құрамның анықтауында  операциональ бүтiндiгiнiң белгiсiн  алады: жүйе өз компоненттерi қолдануға  бағалы мүмкiндiк беруi керек. БЖ толық  құрамға сондықтан (компиляторлар, дұрыстаушылар және құрастырушыларға мәтiндiк редакторларынан) аспапты  құралдардың жиыны да қосылады. Операциональ тұйықтығымен стандарт терминдерiндегi профильге разработческому жеткiлiктi жүйелерге ие болады.

 

 

Көпесептілік. Санашық бір уақытта тек бір ағынды орындайды. Бірақ көпесептіліқ операциялық жүйеде пайдаланушыға бірнеше бағдарламаларды пайдалануға мүмкіндік береді:

– бір қордың босағанын немесе ағынның орындалуы үзілгенше ағын қолданылады;

– ағынның мәнмәтіні сақталады;

– ағынның мәнмәтіні жүктеледі;

– орндалуды күткен ағындар бар  болғанша бұл қайталау қайталанады.

Санашықтың бір ағынды орындау  кезінде басқа ағынның орындалуына  қайта қосылуын мәнмәтінінің қайта қосылуы дейміз.

Көпесептілік жүйе орындайтын жұмыстың мөлшерін көбейтеді, өйткені көп  ағындар үзілмей орындалмайды. Ағындар  орындалуын тоқтатып, мысалы енгізу–шығару  құрылғысының босауын күтуі мүмкін. Көпесептіліктің арқасында бір  ағын күтуде болса, басқа ағын орындалуы  мүмкін, соның арқасында санашықтың уақыты босқа кетпейді.

Ығыстыратын көпесептілік  – көпесептіліктің түрі, бұнда ағынның басқа ағындардың орындалуына өзбетінше санашықтың босатуын операциялық жүйе күтпейді. Оның орнына алдын ала берілген уақытта немесе артықшылығы жоғары ағын орындалуға дайын болса операциялық жүйе ағынды үзеді. Ығыстыру бір ағынның санашықты толық алуынан сақтайды және басқа ағындарға санашықтың уақытын қолдануға мүмкіндік береді.

Widows ОЖ орындалу жүйесі –  ығыстыратын көпесептілік жүйесі  және Windows негізгі ортасы мен Win32 бағыныңқы жүйесі болып табылады.  Ығыстырмайтын Windows версиясында  MS–DOS–қа көпесептілікке жету  үшін, ағын өз бетінше санашықтың  басқаруын беру қажет.  Нашар  бағдарламалар басқа қолданбаларға  немесе жүйеге кедергі жасап  санашықты жаулап алуы мүмкін  еді. 

Кейбір кезде екі ағынға жалпы  бір мақсатқа жету үшін бір бірімен  әрекеттесуі қажет. Мысалы, С компиляторында бір ағын С тілінде бағдарламаның  өндеуін орындаса, ал екінші ағын –  бірнеше ағынның жұмысының нәтижесін  қабылдап және оны объективті кодқа  компилляциялауы мүмкін. Бұл екі  ағынға бір бірінің деректерінің алмасу тәсіліне қажет.

Санашықтың өндеуі және бағдарламаның  компилляциясы екі үрдіспен (әр қайыссының бір ағыны бар) орындалады, бір  үрдістің орындалуына қарағанда  тез болуы керек, өйткені көпесептілік операциялық жүйеде санашықтың ағынын немесе компиллятордың ағынын кезек  кезек орындауы мүмкін. Санашық бірігіп  қолданатын буферге бір нәрсе  орналастырса, компилятор өзінің жұмысын  бастауы мүмкін. Осыған ұқсас  екі  немесе бірнеше орында бір уақытта  орындалатын қолданбаларды, паралельді қолданбалар дейміз. Бір санашықты компьютерде паралельді қолданбалар пайдалы, ал көпсанашықтыларда ол өте пайдалы.

Көпағындық. Паралельдікке жету үшін екі үрдісті қолдану барлық жағдайда тиімді емес. Windows ОЖ бұл проблеманы шешу үшін ыңғайлы жадыны бірігіп қолданатын механизмдердін құрады. Бұл механизмдерді қолданған жағдайларда да басқа проблемалар болуы мүмкін, сол жағдайда паралельдікке жету үшін көпағынды үрдіс қолданылады.

Көпағынды үрдістің  екі немесе бірнеше ағындары болады олар бірігіп  бір мекендік кеңістікті және қорды  қолданады.

Әр үрдіс бір ағынмен құрылады. Қажет болса бағдарлама үрдіс  ішінде қосымша ағындарды құруы  мүмкін. Олар көбінесе бағдарламада асинхронды операцияларды орындау үшін қолданылады (операциялар кез келген уақытта  орындалады). Бұл категорияға енгізу–шығару  операциялары кіреді. Бір ағынды негізгі  бағдарламаның орындалуына қолданып, және екінші ағынды енгізу–шығару  құрылғысының сұранысына құрып, сонда  жүйе бір санашықта бөлек екі  операция орындауына болады, бұл жағдайда көпесептілік орын табады. Көпсанашықты компьютерде бұл екі ағын бірге  орындалуы мүмкін, және басқа үрдіс  құруына қажеті жоқ.

Ағындарды қолданып параллелизмге  жету үшін бағдарлама бір үрдісте  екі немесе бірнеше ағын құрады. Көпағындық үрдістер паралельдікке  жетеді және екі үрдісті қолдануымен  байланысты кемшіліктері жоқ. Ағындар  үрдіске қарағанда тез құрылады. Одан бөлек үрдістің ағындары бір  жадыны қолданады, өздерінің стегі  және регистр мәндерін алып тастағанда. Ерекше деректер алмасу механизмін керек  етпейді. Бір ағын өзінің нәтижесін  жадыға жазады, ал екінші ағын оларды оқиды. Сонымен бірге үрдістің барлық қорлары  оның барлық ағындарымен бірдей қолданылады. Ағындардың орындалу кезегін анықтау  үшін ядро артықшылыұұа негізделген  сұлбасын қолданады. Артықшылығы жоғары ағын артықшылығы төмен ағыннан  бұрын орындалады, ядро ағындардың  артықшылығын өзгертіп тұрады, сол  арқылы олардың бәрінің орындалуына  кепілдік береді.

Көпағынды үрдісті қолдану –  серверлі қолданбаларға тиімді шешім, ол клиенттерден сұраныс қабылдайды және әр сұраныс бойынша бір кодты  орындайды. Мысалы, файл–сервер файлдармен жұмыс жасайтын операциялар, бірақ  әр сұраныс серверден өзінің файлымен жұмыс істеуді сұрасада, сервер бағдарламасы жадыға тек бір рет жүктеледі. Әр келетін сұраныс қажет функциясын орындайтын сервердің бөлек ағындарымен  қабылданады және өңделеді.