 Дәрiске әдiстемелiк нұсқау

 Дәрiске әдiстемелiк нұсқау

Амалдық жүйеде жадты басқару проблемалары мен әдістерімен таныстыру.

3. 
   Адрестік кеңістік пен оператиті жад арасындағы байланыс;
   
4. 
   Амалдық жүйеде жадты басқару әдістері.
   

Адрестік кеңістік пен оператиті жад арасындағы байланыс.

Әрбір компьютерде орындалатын бағдарламаны сақтауға арналған оперативтік жад бар. Оте қарапайым амалдық жүйеде уақыттың нақты мезгілінде оперативтік жадта тек қана бір бағдарлама болады. Онда екінші бағдарламаны жіберу үшін алдымен бірінші бағдарламаны жадтан жойып алып, срнан кейін оның орнына екінші бағдарламаны жазу керек.

Дамыған амалдық жүйелер жадта бір мезгілде бірнеше бағдарлама­ның болғандығын қолдайды. Олар бір-біріне және амалдық жүйенің өзіне кедергі жасамас үшін қандай да бір қорғау механизмнің болғандығы қа­жет. Ол механизм аппарттық қамтамада орнатылады және амалдық жүйе арқылы басқарылады. Осыған байланысты амалдық жүйені жасар алдында оған компьютердің оперативті жадын басқаруға және оны қор­ғауға қатысты проблеманы шешіп алу қажет.

Келесі проблема маңызы жоғарыда айтылғаннан кем емес, бірақ процестердің адрестік кеңістігіне байланысты болады. Себебі, әрбір процеске пайдаланауға болатын қандай да бір адрестер жиынтығы берілуі тиіс. Әдетте, ондай жиынтық 0-ден басталып қайсы бір максималды мөлшерге шейін аралықта жатады. Ең қарапайым жағдайда процестің адрестік кеңістігінің максималды шамасы негізгі жадтың көлемінен кіші болуы керек. Сонда процесс өзінің адрестік кеңістігін толтырады, ал жад оны бүтін қамтуына жеткілікті болады.

Бірақ біраз компьютерде адрес 32-разрядты немесе 64-разрядты болады. Бұл адрестік кеңістікке барлық байттар саны 2³² немесе 2⁶⁴ болатындығын көрсетеді. Осы жерден өте күрделі сұрақ туады: процестің адрестік кеңістігі компьютердің оперативті жад көлемінен көп болған жағдайда және осы процесс өзінің адрестік кеңістігін барлығын қолдануды талап етсе не істеу керек? Алғашқы компьютерлерде бұл сұраққа жауап табылмады, сондықтан мұндай бағдарламаларды орындамауға тура келді. Бірақ бұл сұраққа жауап беру үшін компьютердің жадын басқару теориясы мен технологиялары пайда болды. Оларда берілген уақытта жадтың қандай бөлігі пайдаланып жатыр, қандай бөлігі босап жатыр, қандай процестерге қанша жад бөлігін беру керек, оперативті жад пен дискінің арасындағы деректер алмасын қалай орындау керек сияқты күрделі мәселелер шешілді.

Амалдық жүйеде жадты басқару әдістері.

Жадты басқару әдістерін екі топқа бөлуге болады:

1) Процестердің орындалу кезінде оперативтік жад пен дискі арасындағы алмасып жазылуы. Мұнда процесттерді толығымен басқылау (swapping – полная подкачка) немесе бетпен басқылау (pagging – страничная подкачка) жүзеге асырылады.

1) Дискіге басқылаусыз бір есепті жүйе.

Жадты басқарудың ең қарапайым әдісі ол уақыттың нақты мезгілінде бір ғана бағдарлама орындалуы және оперативті жадтың орындалатын бағдарлама мен амалдық жүйе арасында екіге бөлінуі. Төменгі суретте осының үш варианты көрсетілген.

A – амалдық жүйе жадтың төменгі жағындағы оперативті жадта, ал пайдаланушы бағдарламасы жоғарғы жақта болуы. Бұл модель бұрын мэйнфреймде және мини-компьютерлерде қолданылды, бірақ қазыр ол жалпы қолданыстан қалды.

B – амалдық жүйе жадтың ең жоғарғы жағындағы тұрақты жадтау құрылғысында, ал пайдаланушы бағдарламасы төменгі жақта болуы. Бұл модель кейбір қалталық компьютерлерде және ендірілген жүйе­лерде қолданылады.

C – құрылғылар драйверлері жадтың ең жоғарғы жағындағы тұрақты жадтау құрылғысында, пайдаланушы бағдарламасы жадтың ортасында, ал амалдық жүйе жадтың төменгі жағындағы тұрақты жадтау құрылғы­сында болуы. Бұл модель алғашқы (мысалы, MS DOS амалдық жүйе­сімен жұмыс істейтін) дербес компьютерлерде қолданылды. Мұндағы амалдық жүйенің тұрақты жадтау құрылғысындағы бөлігін BIOS деп атады.

Компьютерде уақыттың нақты мезгілінде бір ғана бағдарлама орын­далалатын жағдайда пайдаланушы команданы тере салысымен амал­дық жүйе сұратылатын бағдарламаны дискіден жадқа көшіріп, оны орын­дап, ал процесс аяқталған кезде экранға шақыру символын шыға­рып, келесі команданы күтеді. Команданы алып ол жаңа бағдарламаны жадқа бұрынғы бағдарлама үстіне жазады.

2) Бекітілген бөлімдерді пайдалатын көпесептілік

Көптеген жаңа амалдық жүйелерінің бір мезгілде бірнеше процестерді жіберу мүмкіндігі бар. Бір мезгілде бірнеше процестердің орындалуын бір процестің енгізі/шығару амалының аяқталуын күтуі, ал басқа процестің орталық процессорды пайдалануы деп түсіну керек. Көпесептілік процессордың жүктелуін өсіреді.

Көпесептілікке жетудің ең оңай жолы жадты (мүмкін тең емес) n бөлікке бөлу. Оны жүйені жіберген кезде қолмен жасауға да болады.

A – үлкен бөлікке кезек жоқ, ал кіші бөліке кезектің көп болған жағдайда жеке кезектегі кіріс тапсырмаларды сорттау тиімсіз екндігі түсінікті. Себебі кіші бөліктерге кезек көп, ал үлкен бөлік бос болуы мүмкін.

B – балама вариантта барлық бөліктер үшін бір ғана кезек ұйымдастырылған. Мұнда қайсы бөлік бұрын босатылса, оған жалпы кезектегі мөлшері жағынан сәйкес (бөлікке сиятын) ең жақын тапсырма орналасатын болады. Әйтседе, үлкен бөлікке кішкентай тапсырманы орналастырған тиімсіз болғандықтан, жалпы кезектен осы босатылған үлкен бөлікке мөлшері жағынан сәйкес ең үлкен тапсырманы таңдаған жөн.