Əməliyyat sisteminin funksiyaları
Əməliyyat sistemi kompüterin ayrı-ayrı qurğularının, həmçinin qurğularla tətbiqi proqramların qarşılıqlı fəaliyyətini təmin edən proqram vasitələri kompleksidir.
Müasir əməliyyat sistemləri aşağıdakiları təmin edir:
144 Faylın fraqmentlərinin bir-birindən aralı yerləşən klasterlərə səpələnməsi
proqramların icrasının idarə edilməsi; yaddaşın idarə edilməsi;
giriş-çıxışın idarə edilməsi; fayl sisteminin idarə edilməsi; kəsilmələrin emalı;
kompüterin aparat qurğularının idarə edilməsi;
istifadəçilər və proqramlarla qarılıqlı fəaliyyət (ƏS-nin istifadəçi interfeysi); çoxməsələli rejim;
çoxistifadəçili rejim;
ƏS-in kompüterə yüklənməsi
ƏS-in komponentlərinin qoşulub-açılması; ƏS parametrlərinin sazlanması;
Kompüter cərəyana qoşularkən ƏS-in yüklənməsi;
Kompüter qurğularının cari konfiqurasiyasının avtomatik təyini;
Kompüterin qurğularının və ƏS-in funksional altsistemlərinin testləşdirilməsi və mümkün pozuntuların düzəldilməsi;
Kompüter resurslarının145 proqramlar arasında paylanması; Kompüterin təhlükəsiz işləməsi146;
Bir neçə proqram və ya istifadəçi tərəfindən birgə istifadə edilən verilənlərin düzgünlüyünün təmin edilməsi.
Proqramların icrasının və yaddaşın idarə edilməsi ƏS-in əsas funksiyasıdır.
Çoxməsələli rejimdə ƏS aşağıdakılara imkan verməlidir: Bir neçə proqramın paralel147 icrası;
Tapşırıqların148 icra növbəliliyinin yaradılması;
Prosessor və yaddaş resurslarının proqramlar arasında bölünməsi və xarici qurğulara müraciət ardıcıllığının təmin edilməsi.
145 operativ yaddaşın, prosessorun vaxtının, xarici yaddaşın, periferiya qurğularının və s.
146 bir istifadəçi və ya proqram tərəfindən istifadə edilən yaddaşın digər istifadəçi və ya proqram müda- xiləsindən qorunması
147 psevdoparalel
148 daha doğrusu, proqramların
Çoxistifadəçili rejim verilənlərlə bir-neçə istifadəçinin paralel işləməsini nəzərdə tutur. Odur ki, ƏS bu rejimdə əlavə olaraq aşğıdakılara da imkan verməlidir:
Prosessor və yaddaş resurslarının və xarici qurğulara müraciət ardıcıllığının istifadəçilərin prioriteti üzrə bölünməsinin təmin edilməsi;
Bir istifadəçinin verilənlərinə başqa istifadəçinin müdaxilə etməsinə imkan verilməməsi.
Vaxt bölgüsü rejimi vaxt kvantları ilə işləməyi nəzərdə tutur. Belə ki, bu rejimdə çoxsaylı proqram və istifadəçilərə öz prioritetlərinə uyğun ardıcıllıqla imkan yaradılır və onlara yalnız bir kvantlıq xidmət göstərilir. Növbəti kvantda yarımçıq qalan məsələlər həll edilir.
ƏS-in təkamülü. İlk zamanlar bir neçə firma tərəfindən hazırlanmış müxtəlif ƏS variantları mövcud olmuşdur. 1970-ci illərin ortalarında bir sıra səbəblər üzündən kompüterlərin əksəriyyətində İBM firmasının Disk Əməliyyat Sistemi (DOS) istifadə edilməyə başladı. İBM həm də fərdi kompüterin ilk istehsalçısıdır.
Sonra DOS əsasında Microsoft firması MS DOS əməliyyat sistemini yaratdı. Sonra MS DOS üzərində Norton Kommander adlı proqram örtüyü yaradıldı. Bu, istifadəçi interfeysini xeyli əyaniləşdirdi və işin etibarlılığını yüksəltdi. Əməliyyat sistemlərinin müasir versiyalarında istifadəçi interfeysi ƏS-in bilavasitə tərkib hissəsidir. Makintosh maşınlarındakı istifadəçi interfeysi daha uğurlu oldu. Sonra bu interfeys Windows ƏS-də də istifadə edildi. Sonra ƏS-in inkişafı yeni xidmətlərin daxil edilməsi istiqamətində getdi. Məsələn, Windows ƏS-də çap dispetçeri yaradıldı ki, bu da mətn və qrafik informasiyanın çapa çıxarılması funksiyasını öz üzərinə götürdü. Yəni çap avtonomlaşdı.
Müasir ƏS-lər virtual maşın konsepsiyasına əsaslanır.
Virtual maşın dedikdə, xarakteristikaları yaxşılaşdırılmış operativ yaddaşı149 və müxtəlif proqramların verilənləri üçün mütləq təhlükəsizlik təmin edən hüdudsuz sayda xarici qurğuları olan mücərrəd maşın nəzərdə tutulur. Tətbiqi sistemlər məhz belə ideal virtual maşına istinad edir. Bu halda ƏS-in vəzifəsi real kompüterin işini elə təşkil etməkdən ibarət olur ki, tətbiqi proqram nöqteyi-nəzərindən o, virtual maşın kimi görünsün. ƏS vasitələrinin köməyi ilə virtual maşın reallaşdırılmasına virtual maşının emulyasiyası deyilir.
149 virtual yaddaşı
Hesablayıcı şəbəkələrin meydana çıxması yeni tip məsələlər yaratdı. Fərdi kompüterlər arasında şəbəkə rabitəsini təmin edən şəbəkə örtükləri150 istifadəyə verildi. Şəbəkə funksiyalarının daxil edilməsi ƏS-in inkişafında mühüm rol oynadı. Windows NT və UNIX belə yarandı. Bu əməliyyat sistemləri həm ayrıca kompüterin, həm də şəbəkənin fəaliyyətini təmin edir. Şəbəkə ƏS-ləri şəbəkədəki bütün kompüterlərin fayl fəzalarını vahid fayl fəzası kimi istifadə edir. Yəni, istifadəçi öz kompüterində nə edə bilirsə, onu şəbəkədə də edə bilir. Şəbəkə ƏS-ləri çoxistifadəçili sistemlər olduğundan, hansı proqramın hansı kompüterdən işə buraxıldığını, fayl sistemindən açılmış fayldan kimin iştifadə etdiyini izləmək lazım gəlir. Bu zaman ƏS həmin istifadəçinin açılmış fayla müraciət hüququnun olub-olmadığını yoxlayır və istifadəçi prioritetini nəzərə alır.
Əməliyyat sisteminin fəaliyyəti.
Müasir kompüterlərdə ƏS-in funksiyalarının bir hissəsi sabit yaddaşda saxlanan proqramlarda reallaşdırılmışdır. Bu proqramlar giriş-çıxış baza sistemi (BİOS) adlanır. Kompüter cərəyana qoşulan kimi ilkin yüklənmə proqramı icra edilir. Bu, kompüterin qurğularını yoxlayan diaqnostika proqramlarını qoşur. Bundan sonra ƏS operativ yaddaşa yüklənir. Sonra isə ƏS-in nüvəsi – baş idarəedici proqram151 işə başlayır. Utilitlər lazım gəldikdə yüklənir və işləri başa çatan kimi operativ yaddaşdan silinir. ƏS- in nüvəsi ətraf mühitdən152 daxil olan əmri təhlil edib müvafiq proqramı yaddaşda axtarır, tapırsa işə qoşur, tapmırsa, bu barədə məlumat verir. Dispetçer MS DOS-da command.com, Windows-da win.com adlanır.
Proqramların icrasının idarə edilməsi.
İlk zamanlar kompüterdə yalnız bir proqram işləyirdi və o, operativ yaddaşın sıfır nömrəli yuvasından başlayaraq yerləşdirilirdi. Operativ yaddaşa bir neçə proqramın yerləşdirilməsi halında proqramın icrasından sonra onun yaddaşda ünvanı dəyişə bilir. Bu hal verilənlərin yerləşməsində də özünü göstərir. Buna görə də nisbi ünvan anlayışın- dan istifadə edilir. Yəni, proqramın ilk ünvanı nə qədər sürüşürsə, həmin rəqəm qalan ünvanların üzərinə əlavə edilir.
150 məsələn, Novell firmasının NetWare sistemi
151 və ya kommander, və ya dispetçer, və ya ƏS-in monitoru
152 klaviaturadan, mışdan və s.
Müasir kompüterlərdə çoxsaylı proqram mərtəbələri mövcuddur ki, bunların da ən yüksək mərtəbəsində ƏS durur. Müxtəlif proqramlar qarşılıqlı fəaliyyət göstərə bilir. Daha doğrusu, bir proqram işləyərkən başqa proqramı işə qoşa bilir və özü başqa proqram vasitəsilə işə qoşula bilir. Başqa proqram vasitəsilə işə qoşularkən həmin proqram özünü alt proqram kimi aparır. Yəni, bu proqramın aldığı nəticələr hökmən onu işə qoşan proqram tərəfindən istifadə edilir. Bu o deməkdir ki, hər bir proqramın icrası müəyyən proqramlar əhatəsində baş tutur. Bütün bunlar isə ƏS tərəfindən idarə olunur.
Yaddaşın idarə edilməsi.
Kompüterdə çoxlu proqram işlədikdə, hansı proqramın operativ yaddaşın harasında yerləşdiyini izləmək çox vacibdir. Bu, ƏS-in yaddaşın idarə edilməsi funksiyası adlanır. ƏS yaddaşın boş hissəsini dolu hissəsindən ayırmağı bacarır. Yeni proqram işə buraxılarkən ƏS yaddaşı idarə edən utilitdən boş sahə olub-olmadığını öyrənir və bu proqram üçün lazım olan yaddaş sahəsini ayırmağı tələb edir. Utilit yaddaşda boş sahə axtarır, tapan kimi tələb olunan ölçüdə yer olub-olmadığını araşdırır, varsa, yer ayırır. Bəzən işləyən proqram ƏS-dən əlavə yaddaş sahəsi tələb edir ki, dinamik verilənlər deyilən aralıq nəticələri yerləşdirsin. Bu iş də yaddaşı idarə edən utilitin vəzifəsidir. Dinamik verilənlərə ehtiyac qalmadıqda onlar silinir. Yaddaşı idarə edən utilit həmçinin tutulmuş sahəni başqa proqramlardan qoruyur. Yaxşı məlum olan Əs-lərin hamısında operativ yaddaşın məntiqi modelindən istifadə edilir ki, buna da virtual yaddaş deyilir. Virtual yaddaş – ƏS-in istifadəçilər və proqramlar üçün yaratdığı ideal kompüterin yaddaşıdır. Virtual yaddaş vinçesterdə yaradılır. Yəni, bu və ya digər proqrama operativ yaddaşda yer çatmadıqda vinçesterin müəyyən hissəsi virtual yaddaş adı ilə müvəqqəti istifadəyə cəlb edilir. Cəlbetmə işi xüsusi keş yaddaşda həyata keçirilir.
Fayl sisteminin idarə edilməsi.
Proqramların xarici yaddaşda yerləşən verilənlərə müraciət etməsini təşkil etmək üçün ƏS mürəkkəb fayl sistemindən istifadə edir. Fayl dedikdə, xarici yaddaşda vahid məntiqi obyekt şəklində saxlanan və müəyyən proqramlar üçün lazım olan verilənlər yığımı153 nəzərdə tutulur. ƏS üçün fayl elə bir struktur vahididir ki, proqram istifadəçiləri
onun üzərində yaratmaq, ləğv etmək, operativ yaddaşa oxumaq, dəyişdirilmiş verilənləri yenidən yazmaq, simvol adlı fayllara müraciət etmək,digər istifadəçilərin fayllarına müraciət etmək, öz fayllarına müraciət etməyi idarə etmək, pozulma hallarında faylları bərpa etmək kimi tipik əməliyyatlar apara bilir.
Fayl sistemi kompüterdə saxlanan disk—kataloq—fayl iyerarxiyasına malik verilən modelidır. Fayl fiziki diskdə saxlansa da, fiziki disk məntiqi disklərə bölündüyündən, faktiki olaraq məntiqi diskdə yerləşir. Hər bir diskdə yerləşən faylların siyahısı154 olur. Fiziki diskin məntiqi disklərə bölünməsi disklərə və kataloqlara da fayl kimi baxmağa imkan verir. Beləliklə, fayl sistemi dedikdə 3 səviyyəli fayllar iyerarxiyası nəzərdə tutulur. Fayl məntiqi vahid olsa da fiziki cəhətdən müxtəlif saylı fraqmentlər şəklində saxlana bilir. Bir fayla aid fraqmentlər eyni adla saxlanır və həmin ada əsasən FAT xüsusi cədvəli (FAT –File Allocation Table) vasitəsilə müəyyən edilir. FAT cədvəlində, həmçinin fayla icazəsiz müdaxilə edilməsinin qarşısını almaq üçün əlavə əlamətlər də saxlanır. Fayla çoxsaylı müraciət səviyyələri mövcuddur:
kataloqdan heç nə oxumaq mümkün olmur;
faylın və sahibinin adını oxumaq və sahibinə müraciət etmək mümkün olur; faylı işə qoşmaq mümkün olsa da üzünü köçürmək mümkün olmur;
faylın məzmunu ilə tanış olmaq mümkün olsa da, onu dəyişmək mümkün olmur; faylın məzmununu yalnız sona əlavəetmə şəklində dəyişmək mümkündür;
fayl üzərində istənilən iş aparmaq mümkün olsa da başqa istifadəçilərin müraciət etmək statusunu dəyişmək mümkün olmur;
fayl üzərində istənilən iş aparmaq mümkündür.
Kəsilmələrin idarə edilməsi.
Kəsilmələr kompüterdə hesablama prosesinin idarə edilməsinin vacib elementidir. Çünki kəsilmələr kompüterin müxtəlif qurğularının sərbəst paralel işləməsi vasitəsidir. Məsələn, klaviaturadan daxiletmə zamanı müvafiq qurğu prosessora kəsilmə barədə siqnal göndərir. Səhv hesablama, məsələn, sıfra bölmə zamanı, qurğu imtinası zamanı da kəsilmə baş verir. Prosessor növbəti əmri icra etməzdən əvvəl kəsilmə siqnalının olub- olmadığını yoxlayır. Varsa, onu işləyir, sonra növbəti əmrə keçir. Kəsilmə sorğuları
154 direktoriya
maskalanmış və maskalanmamış olur. Maskalanmamış sorğular prosessora ayrıca xətlə verilir. Məsələn, elektrik cərəyanı şəbəkəsindən daxil olan sorğu maskalanmamış sorğu- dur. Bu sorğular yüksək prioritetə malikdir. Cərəyanda baş verən dəyişiklik informasiya itkisinə səbəb ola bildiyindən, xüsusi qəza halları üçün nəzərdə tutulan tutum filtrləri vardır ki, bu da informasiya itkisi təhlükəsini xeyli azaldır. Maskalanmış sorğular xarici qurğulardan daxil olur və növbədənkənar əməliyyat icrasına icazə istəyir. Prosessor cari işi yarımçıq qoyub həmin əməlin icrasına keçir və sonra yarımçıq qalmış iş davam etdirilir.
| 