Бөлім. Көпдеңгейлі жүйелер

Көпдеңгейлі амалдық жүйелерді қолданудағы тиімділігін қалай пайдалануды таныстыру.

Көп процессорлы амалдық жүйелердің түрлерімен таныстыру.

Көпдеңгейлі жүйеде бірнеше иерахиялық деңгей бар. Осындай құрылымы бар бірінші амалдық жүйе THE (Technische Hogeschol Eindhoven) деп аталыды, оны голландиялық профессор Э.Дейкстра өзінің студенттерімен Electrologica X8 компьютеріне арнап жасады. Амалдық жүйеде 6 деңгей болды:

0-деңгей: процессордың уақытын бөлу және көпесептілік;

1-деңгей: жадты және магнитті барабанды басқару;

2-деңгей: оператор-процесс байланысы;

3-деңгей: енгізу-шығаруды басқару;

4-деңгей: пайдаланушы бағдарламалары;

5-деңгей: оператор.

0-деңгейде үзілім пайда болғанда немесе таймер қосылғанда процестерді айырып-қосу арқылы процессордың уақыты бөлінеді. Бұл деңгейден жоғарыда жүйелік процестердің тізбегінен тұратын, олардың әрқайсысын бір процессорда бірнеше процестер жіберілгендігін ойламай бағдарламалауға болатын. Демек, 0-деңгей процессордың базалық көпесептілігін қамтыды.

1-деңгей процестерге көлемі 512Ксөз болатындай қылып оперативті жадтың және магнитті барабанның кеңістігін бөледі. Бұл деңгейден жоғарыдағы процестер берілген мезгілде оперативті жадта немесе магнитті барабанда орналасқаны туралы қам жемейді және оның рограммалық қамтамасы беттің оперативті жадқа қажетінше түсіріп отыруды қадағалайды.

2-деңгей оператор тетігі мен процестер арасындағы байланысты басқаралы. Бұл деңгейден жоғарыдағы процестер өзінің оператор тетігі болды.

3-деңгей енгізу-шығару құрылғыларын басқарады және олардан шыққан және оларға кіретін ақпарат ағынын буферлейді. Бұл деңгейден жоғарыдағы процестер нақты енгізі-шығару құрылғының ерекшелігін ескерудің орнына пайдаланушыға ыңғайлы сипаты бар абстрактылы енгізі-шығару құрылғыларымен қатынас жасайды.

4-деңгейде пайдаланушы бағдарламалары орындалады. Олар процестер, жад, оператор тетігі, енгізі-шығару құрылғыларын басқару туралы қам жемейді, себебі, олардың барлығы бұдан төменгі деңгейде шешіліп қойған.

5-деңгейде жүйелік оператордың процесі орналасты.

Көпдеңгейлі амалдық жүйе концепциясы MULTICS амалдық жүйеде дамыды. Мұнда деңгейлер концентрлі сақиналармен жасалды және ішкі сақиналар сыртқыға қарағанда артықшылығы мол болды. Егер сыртқы сақинаның процедурасы ішкі сақинаның процедурасын шақырғысы келсе, онда ол шақыру орындалар алдында параметрлері мұқият тексерілетін жүйелік шақырудың баламасын орындау керек. Әрбір пайдаланушы процесі үшін MULTICS адрестік кеңістіктің бөлігі болса да, аппараттық жабдықтар деректерді қорғауды жадтың сегментері деңгейінде қамтыды. Онда оқу, жазу немесе орындау үшін дербес процедураларға (жад сегменттеріне) қолжеткізуге рұқсат берілді немесе тиым салынды.

Айта кетсек, THE амалдық жүйесінде көпдеңгейлілік тек қана құрылымдық шешім болды, нәтижесінде деңгейлердің барлығы бір объектілі (машина тіліндегі) файлға байланды, ал MULTICS жүйесінде деңгейлерге бөлу механизмі орындалу кезінде аппараттық жабдықтармен қолдау тапты. MULTICS жолының артықшылығы көпдеңгейлілікті пайдаланушылық жүйелер құрылымына дейін кеңейтуге болатын мүмкіндікте жатыр. Мысалы, профессор студенттерді тестілеу және бағалау үшін бағдарлама жазып, оны n-ші сақинада жібере алады. Ал студенттік бағдарламаn+1 сақинада жұмыс жасайды, сондықтан олар өз бағаларын өзгерте алмайды.

Негізі түсінік бойынша көпдеңгейлі амалдық жүйемен жұмыс істеудің жалпы принциптерін білмейінше, жүйенің тиімді қолдануды үйрене алмайсыз және қазіргі дербес компьютердің кез-келген қолданушысында ертеме, кешпе пайда болатын проблемаларды шеше алмайсыз.