Mavzu: Operatsion tizimlarda xotirani boshqarish - bet 2

|
Mavzu: Operatsion tizimlarda xotirani boshqarish
|
bet | 2/4 | Sana | 11.07.2024 | Hajmi | 0,76 Mb. | | #267373 |
Bog'liq Kompyuter xotira qurilmalari haqidaShinalar - Kompyuterda har bir qurilmaning ishini boshqaruvchi electron sxemalar mavjud bo`lib, ular adapterlar (moslovchilar) deb ataladi. Barcha adapterlar mikroprotsessor va xotira orqali berilganlarni ayriboshlovchi magestral yo`l deb ataluvchi shinalar orqali bog`langan bo`ladi. Shunday qilib, oddiy so`z bilanaytganda, shinalar turli qurilmalarni bog`lovchi maxsus simlardir. Kompyuterda bir qancha shinalar bo`lishi mumkin. Asosan uch xil shina mavjud: berilganlar shinasi; manzilli shina;buyruqli shina.
Manzilli shina. Berilganlar bu shinada tezkor xotiraningyacheykalari manzili kabi yuboriladi. Aynan shu
shinadan protsessor bajarilishi kerak bo`lgan buyruqlar manzilini o`qiydi. Zamonaviy protsessorlarda manzilli shinalar 32 raziryadlidir, ya’ni u 32 ta parallel simlardan tashkil topgan.
Berilganlar shinasi. Shu shina orqali protsessor registriga berilganlar nusxasi ko`chiriladi va aksincha. Intel Pentium protsessorli ShK larda berilganlar shinasi 64 raziryadlidir. Buyruqli shina. Protsessor bajaradigan buyruqlar shu shina orqali tezkor xotiradan keladi. Buyruqlar baytlar ko`rinishida tasvirlanadi. Oddiy buyruqlar bir baytgajoylashtiriladi, lekin shunday buyruqlar ham mavjudki, ular uchun ikki, uch va undan ortiq baytlar kerak bo`ladi.
Tashqi xotira – shunday xotiraki, u tashqi ko`rinishidan sistema platasiga o`xshash bo`lib, axborotlarni o`zida uzoq vaqt saqlash uchun mo`ljallangan har xil printsiplarda saqlovchi va har xil turdagi tashuvchi qurilmalardir. Shu bilqan birga, tashqi xotirada kompyuterning barcha dasturiy ta’minotlari saqlanadi. Tashqi xotira qurilmalari kompyuter sistema blokida joylashishi bilan birga uning alohida korpuslarida ham joylashgan bo`ladi. Oddatda tashqi qurilmalar ma’lumotlarni o`zda jamlovchi (yig`uvchi) qurilmalar deb ataladi. Jamlovchi – bu axborotni o`zida saqlaydigan qurilma bo`lib, u katta hajimdagi axborotlarni uzoq vaqt saqlash uchun mo`ljallangandir. Ularning hajmi tezkor xotiradan bir necha yuz marotaba kattadir. Jamlovchi qurilmani ma’lumotni tashuvchi va o`quvchi qurilma deb qarash mumkin.
Axborot tashuvchilar ikki xil bo`ladi: lentali va diskli.
Videoxotira. Videoxotira monitor ekraniga video ma’lumotlarni (videotasvirlarni) saqlab turish uchun ishlatiladi. Shuni aytish lozimki, videotasvirlar (ayniqsa rangli) kompyuter xotirasida kop joy egallaydi. Shuning uchun video xotira hajmi qancha katta bolsa, shuncha yaxshi albatta.
Kompyuter xotira qurilmalari.
Kompyuter elektr manbaidan uzilgandan so'ng, tezkor xotira(ОЗУ)dagi barcha ma'lumotlar o'chib ketadi va kompyuter qayta yuklanganda, o'chgan ma'lumotlarni qayta tiklab bo'lmaydi. Shuning uchun ma'lumotlarni saqlashda, elektr energiyasiga bog'liq bo'lmagan, ma'lumotlarni saqlash qurilmalaridan foydalaniladi. Bu maqolada shu qurilmalar haqida yozmoqchiman.
Barcha tashqi qurilmalar energiyaga bog'liq bo'lmagan holda ma'lumotlani saqlaydi. Hozirgi kunda barcha tashqi xotira qurilmalari quyidagi turlarga bo'linadi:
Magnitli saqlash qurilmasi.
Optik saqlash qurilmasi.
Elektr saqlash qurilmasi.
Magnit saqlash qurilmalari kompyuterga o'rnatiladigan asosiy saqlash vositasi hisoblanadi. Bu turdagi xotira qurilmasining asosi, ya'ni barcha ma'lumotlar magnit asosga ega bo'lgan materiallarda saqlanadi. Bu turdagi xotiradan, barcha turdagi kompyuterlar(ishchi kompyuterlar, serverlar, portativ kompyuterlar,..) foydalanishadi.
•Bu turdagi xotira qurilmasiga quyidagilar kiradi:
•— Qattiq disklar(HDD).
•— Egiluvchan disklar(floppi disk).
•— Magnit lentalar.
Qattiq diskni(vinchester, HDD), kompyuterning asosiy xotirasi deyish mumkin. Bu qurilma kompyuterga bevosita ATA yoki SATA porti orqali ulanadi. Hajmi ham xar hil bo'ladi(250 Gb, 500 Gb, 1 Tb, 2Tb,..). Hajmi qanchalik katta bo'lsa, narxi ham shunchalik qimmat hisoblanadi. Undan tashqari ma'lumotlarni o'qish va yozish tezligi ham narxiga ta'sir qiladi. Bu xotira turiga yana tashqi qattiq disklar ham kiradi. Ular USB port orqali ulanadi va kompyuterdan elektr manbai oladi. Bu turi katta hajmdagi ma'lumotlarni olib yurish uchun ishlatiladi.
Egiluvchan disklar hozirgi kunda kamayib ketgan. 1.44 Mb hajmga ega bo'lib, ma'lumotlarni bir necha martta o'qib, yozish uchun ishlatiladi. Unchalik ishonchli emas, magnit plyonkalar ham yupqa bo'lib, juda tez ishdan chiqish ehtimoli katta. Tashqi ta'sirlarga umuman bardoshli emas.
CD disklar 700 Mb atrofida, DVD disklar esa 4.7 Gb atrofidagi ma'lumotlarni o'zida saqlay oladi. Bu optik disklarni o'qish uchun kompyuterga CD-ROM, DVD-ROMqirilmalari ulanadi. Hozirgi kunda yangi DVD disklari paydo bo'lgan, bular Blu-ray deb nomlanadi va ular ko'k rangdagi lazer orqali ma'lumotlarni yozadi(oddiy optik disklarga qizil rangdagi lazer ishlatiladi). Blu-ray disklarning hajmi 25 Gb dan boshlanadi.
Keyingi tashqi xotira qurilmasi bu – elektr saqlash qurilmasidir. Bu xotira qirilmasida ma'lumotlar, mikrosxemalar orqali yaratilgan va programmalashtirilgan xotirada saqlanadi. Bunga misol, flesh-xotiralardir(fleshka). Bu qurilmalar kompyuterga USBport orqali ulanadi. Qurilmaning o'lchamlari kichik va hajmi hozirgi kunda 64 Gb dan ham oshdi. Bu qurilmaning asosiy parametri hajmidan tashqari ma'lumotlarni o'qish va yozish tezligi hisoblanadi. Ma'lumotlarni yozish va o'qishda hech qanday dasturlarning keragi yo'q va ishlatish juda soddadir. Flesh xotiralarni sotib olishda pulingizni ayamasdan o'sha paytdagi eng katta hajmliligini sotib olavering, sababi bu xotira qurilmasi juda katta tezlikda o'z hajmini kattalashtirib yubormoqda.
Birinchidan, barcha dastur xotirasi bo'sh. Jarayonni yaratish bosqichida bajarish uchun kiritilgan har bir yangi dasturga barcha kerakli xotira ajratiladi (agar xotira etarli bo'lmasa, u holda dastur bajarish uchun qabul qilinmaydi va unga jarayon yaratilmaydi). Jarayon tugagandan so'ng, xotira bo'shatiladi va bu joyga boshqa jarayonni yuklash mumkin. Shunday qilib, vaqtning ixtiyoriy momentida RAM ixtiyoriy o'lchamdagi egallangan va bo'sh maydonlarning (bo'limlarning) tasodifiy ketma-ketligidir. Shaklda. 2.1 dinamik ajratishdan foydalangan holda vaqtning turli nuqtalarida xotira holatini ko'rsatadi. Shunday qilib, t0 vaqtida xotirada faqat OT bo'ladi va t1 vaqtiga kelib xotira 5 ta jarayonga bo'linadi va P4 jarayoni tugatilib, xotirani tark etadi. T3 vaqtida kelgan P6 jarayoni P4 jarayonidan bo'shatilgan maydonga yuklanadi.
Dinamik bo'limlar bo'yicha xotirani ajratish.
Xotirani boshqarishning ushbu usulini amalga oshirish uchun mo'ljallangan operatsion tizim funktsiyalari quyida keltirilgan.
Ruxsat etilgan bo'limlar bilan xotirani ajratish usuli bilan solishtirganda, bu usul ancha moslashuvchan, ammo u juda jiddiy kamchilikka ega - xotira parchalanishi. Parchalanish - ko'p sonli juda kichik, qo'shni bo'lmagan bo'sh xotira maydonlarining (fragmentlarning) mavjudligi. Shu qadar kichikki, yangi kelgan dasturlarning hech biri bo'limlarning birortasiga sig'maydi, garchi fragmentlarning umumiy miqdori muhim bo'lishi mumkin, bu kerakli xotira miqdoridan ancha oshadi.
Xotirani dinamik bo'limlar bo'yicha taqsimlash ko'plab multidasturlarning xotirani boshqarish quyi tizimlarining asosini tashkil qiladi operatsiontizimlar 60-70-yillar, xususan, OS / 360 kabi mashhur operatsion tizim.
•Ko'chirish mumkin bo'limlar
Parchalanish bilan shug'ullanish usullaridan biri barcha egallangan maydonlarni yuqori yoki pastki manzillar tomon siljitishdir, shuning uchun barcha bo'sh xotira bitta bo'sh hududni tashkil qiladi (3.1-rasm). Operatsion tizim xotirani dinamik bo'limlar bilan taqsimlashda bajaradigan funktsiyalarga qo'shimcha ravishda, bu holda vaqti-vaqti bilan bo'limlar tarkibini bir xotira joyidan ikkinchisiga ko'chirish, bo'sh va band bo'lgan maydonlar jadvallarini moslashtirish kerak. Ushbu protsedura siqish deb ataladi. Siqish jarayonning har bir tugashida yoki faqat yangi yaratilgan jarayon uchun etarli hajmdagi bo'sh bo'lim bo'lmaganda amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda, bo'sh va ishg'ol qilingan maydonlarning jadvallarini sozlashda kamroq hisoblash ishi talab qilinadi, ikkinchidan, siqish jarayoni kamroq amalga oshiriladi.
O'zgaruvchan bo'limlar bo'yicha xotirani ajratish
Dasturlar bajarilishi davomida operativ xotira orqali harakat qilganligi sababli, bu holda harakatlanuvchi yuklagich yordamida manzillarni sozlash mumkin emas. Bu erda manzilni dinamik tarjima qilish ko'proq mos keladi.
Siqilish protsedurasi xotiradan yanada samarali foydalanishga olib kelgan bo'lsa-da, bu ko'p vaqt talab qilishi mumkin, bu ko'pincha bu usulning afzalliklaridan ustun turadi.
Siqish tushunchasi xotirani joylashtirishning boshqa usullaridan foydalanganda, alohida jarayonga bitta doimiy xotira maydoni emas, balki ixtiyoriy hajmdagi (segmentlar) bir nechta qo'shni bo'lmagan xotira sohalari ajratilganda ham qo'llaniladi. Ushbu yondashuv OS / 2 ning dastlabki versiyalarida qo'llanilgan, unda xotira segmentlarga ajratilgan va natijada parchalanish davriy ravishda harakatlanadigan segmentlar tomonidan yo'q qilingan.
Foyda: Xotiraning parchalanishini yo'q qilish, ya'ni. bir xil o'lchamdagi sahifalar.
Kamchiliklari: dastur mantiqiy aloqani hisobga olmagan holda tasodifiy sahifalanadi, bu sahifalararo o'tish uchun vaqtni behuda sarflashga olib keladi. OS da Windows xotirasi 4 GB gacha, sahifa hajmini esa 4K gacha oshirish mumkin.
Segmental yo'l tarqatish virtual xotira
Virtual - manzil maydoni semantik ma'noni hisobga olgan holda segmentlarga bo'linadi. Alohida segment subprogramma, ma'lumotlar massivi bo'lishi mumkin. Jarayon operativ xotiraga yuklanganda segmentlarning faqat bir qismi joylashtiriladi va u ma'lum o'lchamdagi uzluksiz bo'limni qidiradi. Agar segmentni yuklash uchun operativ xotirada bo'sh joy bo'lmasa, operativ xotiradan segmentning bir qismi diskdagi diskdagi sahifaga chiqariladi. Operatsion tizim (xususan, xotira menejeri) uzoq vaqt davomida ishlatilmagan segmentni tushirishni tanlaydi. Asosiy xotirada har bir segment uchun axborot tuzilmalari saqlanadi, ular asosida operatsion tizim tushirish uchun segmentlarni tanlaydi.
segmentning joylashuvi haqida (RAMda yoki qattiq diskda); - kirish huquqi;
segmentga kirish haqida belgi (ya'ni segment uzoq vaqt davomida yoki yaqinda ishlatilgan). Afzalligi shundaki, u peyjing faylidan foydalangan holda birinchi tarqatish usuli bo'lib, segment ruxsatlarini o'rnatish ham mumkin edi.
Kamchiliklari: segmentlarni yuklash va axborot tuzilmalarini qayta ishlash uchun protsessor vaqtini yo'qotish, axborot tuzilmalari o'zlari uchun xotira talab qiladi, xotirani defragmentatsiya qilish.
Segmental ravishda - sahifalangan yo'l tarqatish virtual xotira
V Buyerga dastur mantiqan tugallangan qismlarga bo'linadi va sahifalarga bo'lgan segmentlar va sahifa manzili segment raqamidan iborat bo'lib, operativ xotiraga yuklangan segment butunlay joylashtiriladi, lekin bir segmentning sahifalari qo'shni bo'lmagan sahifalarni egallashi mumkin.
Afzalliklari: sahifalarni yuklash vaqti qisqaradi, ammo axborot tuzilmalarini saqlash uchun hisoblash resurslari talab qilinadi - usul qimmat OTda qo'llanilad
MS-DOS OTda xotirani boshqarish quyi tizimi
MS-DOS i86 protsessori uchun real rejimdagi operatsion tizim bo'lib, u atigi 1 MB manzil maydonini talab qiladi. Aslida, IBM kompyuterlari atigi 640 KB asosiy xotiraga ega bo'lishi kafolatlangan, yuqori xotira manzillari esa BIOS va video xotira bilan band bo'lsa-da, ular orasida UMB (yuqori xotira bloki) deb nomlangan tarqoq RAM qismlari mavjud.
Haqiqiy rejimdagi manzil [segment: ofset] formatida yoziladi, lekin bu erda segment segment jadvalining qatoriga murojaat qiluvchi selektor emas, balki oddiygina xotira bo'limining raqami (1 paragraf = 16 bayt). Shuning uchun MSDOS da faqat fizik manzillardan foydalaniladi, deb taxmin qilishimiz mumkin.
Asosan, MS-DOS da ishlovchi dasturlar 1 MB dan ortiq xotiradan foydalanishi mumkin, ammo buning uchun maxsus kengaytirilgan xotira drayverini talab qiladi.
Mavjud xotirani bir nechta jarayonlar o'rtasida almashishning hojati yo'qligi sababli, tarqatish oddiy.
MS-DOS asosiy xotira sohalari
Xotiraning pastki qismini OT modullari egallaydi: uzilishlar bilan ishlov beruvchilar, buyruqlar tarjimonining rezident qismi, qurilma drayverlari. Iqtisodiyot uchun ba'zi tizim dasturlari xotiraning yuqori blokiga (640 KB dan yuqori) yuklanishi mumkin. O'rtada qolgan hamma narsa foydalanuvchi jarayoniga qoldirilishi mumkin.
Ko'proq xotirani tejash uchun ba'zi norezident DOS modullari foydalanuvchi maydonining yuqori qismini egallashi mumkin, lekin faqat foydalanuvchi dasturi tomonidan ularning ustiga yozilguncha, barcha mavjud xotira kerak bo'ladi.
Tizim xotirasining bir qismi va butun foydalanuvchi maydoni qo'shni bloklarga bo'linadi, ularning o'lchamlari paragrafning ko'pligidir. Har bir xotira blokining boshlanishidan oldin xotirani boshqarish bloki (MCB, Xotirani boshqarish bloki) joylashtiriladi, u bitta paragrafni oladi va quyidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi:
Operatsion tizim xotirasini boshqarish vazifalari
"Xotira" turidagi resursni turli raqobatdosh jarayonlar o'rtasida taqsimlash (chunki xotira har doim ham etarli emas, bu o'z mohiyatiga ko'ra cheklangan resurs);
Xotiradan maksimal darajada foydalanish
Jarayonni izolyatsiya qilish (bir jarayonning boshqasidan kirishini himoya qilish) shaklida qo'shimcha "bonuslar" oling;
Dasturchilar uchun mavhum xotiraga kirish.
|
| |