Дербес компьютерлердегі жадыны басқару

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет
Jump to navigation Jump to search


Жады- мультибағдарламалы операциялық жүйе арқылы реттеліп, басқаруды талап ететін ең маңызды ресурстардың бірі болып табылады. Жадының бос бөліктерінің барлығы бөлістіруді қажет етеді. ОЖ жадыны басқаруда мынадай қызметтерді атқарады: • бос және толған жады бөлігін анықтау; • жадыны үрдістерге бөлу мен олардың аяқталуы кезінде жадыны босату; • үрдістерді оперативті жадыдан қатты дискіге ығыстыру; • оперативті жадыда орын босаған кезде оларды қайтара көшіру; • бағдарлама мекен-жайларын жадының нақты облысына орналастыру; Жадыны басқару екі жағдайға қатысты орындалуы мүмкін, яғни қатты диск жадысына және оперативті жадыға байланысты. Бұл екі жады да бірдей басқару құрылымын пайдалануы мүмкін. Компьютерде жұмыс істеу барысында бірнеше үрдістер пайда болып, орындалып, аяқталып жатады. Сол үрдістер орындалуы кезінде жадының біршама бөлігін алып отырады. Яғни, жады әрбір үрдіске сәйкес орындар бөліп, оларды босатып отыруы қажет. Сол үшін ОЖ арнайы жады аймағын бөлістіру тәсілдері қолданылады. 1. Қарапайым орналастыру тәсілі. Мұнда үрдістер жады аймағына кезекпен бос ұяшықтарға орналасады және олардың орындалуы сол ұяшықтардың орналасу реттілігіне байланысты. 2. Ығыстыру тәсілі. Бұл тәсіл үрдіс аяқталуы кезінде немесе келіп түскен үрдіске қажетті бос жады қалмаған кезде қолданылады. Яғни, алдыңғы үрдістерді сығу арқылы қажетті бос орынға ие болады 3. Виртуалды жады көмегімен бөлістіру тәсілі. Виртуалды жады – қолданушыларға көлемі қолданыстағы оперативті жады көлемінен асып түсетін бағдарламаларды жазуға мүмкіндік беретін бағдарламалық-аппараттық құралдардың жиынтығы;

Аталған мақсатта виртуалды жады келесі міндеттіліктерді орындайды: 

• Түрлі есте сақтау құрылғыларына деректерді орнықтырады, мысалға бағдарлама жартысы - оперативті жадыда, жартысы – қатты дискіде. • Қажетті жағдайда түрлі есте сақтау құрылғылары арасында деректердің орнын ауыстырады, мысалға, бағдарламаның қажетті бөлігін қатты дискіден оперативті жадыға орналастырады. Аталған әрекеттердің барлығы автоматты түрде орындалып, программист көмегін қажет етпейді. Виртуалды жадыны қолданылудың кеңінен таралған орындаулары – жадыны парақтық, сегменттік және парақтық-сегменттік бөлістіру мен свопинг болып табылады. Жоғарыда аталғандар негізгі тәсілдер болып табылады. Оперативті және қатты диск жадылары арасында дәнекер жады болып табылатын тағы бір жады кэш жадыны қарастырамыз. Кэш-жады – бұл қол жеткізудің орташа уақыты мен бір бит көлеміндегі деректерді сақтау құндылығымен ерекшеленетін, жиі қолданылатын ақпаратты бір жадыдан екінші жадыға көшіру уақытын азайтуға мүмкіндік беретін екі түрлі есте сақтау құрылғыларының бірлесе қызмет етуін ұйымдастыру тәсілі болып табылады. Кэш-жадыны көп жағдайда тек екі түрлі есте сақтау құрылғыларының бірлесе қызмет етуін ұйымдастыру тәсілі ретінде ғана емес, сондай-ақ жылдам есте сақтау құрылғысының бір құрылғысы ретінде қабылдауымызға болады. Ол бағасы жөнінен қымбат, жады көлемі де салыстырмалы жағдайда аз. Кэш-жадыны оперативті жадыда сақталған деректерге қол жеткізудің орташа уақытын азайтудың жекелеген жағдайын қарастыралық. Негізінен процессор мен оперативті жады арасында кэш-жады орналасады(сурет 2). Кэш-жадының құрамы – оған енгізілген деректер бөлшектерінің жиынтығынан құралады. Деректер элементтері жөніндегі әрбір жазбада оперативті жады мен басқарушы ақпаратта қолданысқа енгізетін мекен-жайы: модификация белгісі мен соңғы уақыт аралығындағы деректерге төну белгілері болады.


Жадыны қорғау құралдары Компьютерде орналасқан жады тек қана деректерді сақтап қоймай, сондай-ақ, сол деректерді қорғау мүмкіндігіне ие болуы тиіс. Жадыдағы деректерді қорғау міндеті Операциялық жүйелерге жүктеледі. Ол үшін арнайы жадыны қорғау құралдары пайдаланылады. Жадыны қорғау құралдары мынандай жағдайлардың алдын алуы керек: - Түрлі жады аймағында орналасқан бағдарламалар бір-біріне әсер етуден; - бағдарламадағы қателіктер есебінен бағдарламаның немесе деректердің бұзылуынан; - деректер мен бағдарламаларға әсер ететін түрлі вирустық файлдардан қорғау; - қолданушылардың оқыс әрекеті есебінен жүйенің бұзылуынан қорғау; Бір бағдарламаның екінші бағдарламаны бұзуына бөгет жасау үшін, сол бағдарлама орналасқан жады аймағына басқа бағдарлама тарапынан жазылу әрекетінен сақтану керек. Бағдарламалардың басқа жады аймақтарына енуінен қорғау әр түрлі әдістер арқылы жүзеге асуы мүмкін. Бірақ, қорғанысты күшейтуге бағытталған қандай болсын іс-әрекеттер компьютер өнімділігін төмендетуге немесе өте үлкен шығын талап етпеуі керек. Қорғаныс әдістері ЭЕМ-ң дамуына сәйкес түрленіп, дамып отырады. Оларға мыналарды жатқызамыз: - жеке ұяшықтарды қорғау; - шекаралық регистр әдісі; - кілттік қорғаныс әдісі; - анықтауыштар бойынша қорғау.

Жеке ұяшықтарды қорғау әдісі негізінен оперативті есте сақтау құрылғысымен тікелей байланысты. ОЕҚ-да дәл қазіргі орындалып жатқан бағдарламалар орналасатыны белгілі. Ол жады ұяшықтарынан тұрады. Әрбір ұяшықтың өзіндік бірегей адресі болады, және олардың әрқайсысы екі өріске бөлінген: ішкі жүйе ақпаратының өрісі(мысалы, биттік жұптар) және машина тіліндегі сөздер, бұйрықтар мен деректерден құралуы мүмкін. Мұнда әр жады ұяшығы үшін «қорғау разряды» орналасқан. Жұмыстық бағдарламаларды сақтау үшін разрядта «1» орналасып, берілген ұяшыққа жазба жазуға тыйым салынады. Мұның кемшілігі – қорғау объектілерінің(ұяшықтардың) тым ұсақ деңгейіне байланысты, ақпаратты кодтау қиындығы туады. Мультибағдарламалық режимде қорғаныс тұтас күйінде, жады блоктарымен жүргізіледі. Мұнда жеке ұяшықтар қолданбайды. Шекаралық регистр әдісі –екі шекаралық регистрді енгізу арқылы , яғни жады аймағының жоғары және төменгі шекарасын көрсету арқылы бағдарламалардың қолжетімділігін қамтамасыз ету. Кілттік қорғаныс әдісі – алдыңғыға қарағанда, бірлік массив болып табылған, жеке модуль түрінде ұйымдастырылған жады аймағына бағдарламалардың қол жетімділігін қамтамасыз етеді. Жады логикалық қатынаста бірдей блоктарға бөлінеді, мысалы, беттерге бөлінуі мүмкін. Жадының әр блогына сәйкес кілттік код қойылады. Егер оның кілттік коды «0» болса, берілген жады блогын оқу, жазуға рұқсат етіледі.Ал «1» болса берілген жады блогы оқуға, жазуға тыйым салынып, уақытша қатынаусыз болады. Анықтауыштар бойынша қорғау ақпаратқа қол жеткізуді шектеудің, рұқсат берудің негізгі жолданыр іздейді. Анықтауыштар бойынша қорғауды жадыны кілттік бағдарлауға ұқсастыруға болады. Процессор тани алатын барлық объектілерге қосымша ат беріп, деңгейлерге бөледі, ол анықтауыш деңгейлері деп аталады. Процессорда ақпараттық деңгейде 4анықтауыш деңгейі болады. Олардың ішіндегі ең маңыздысы 0 –деңгей болып табылады. Анықтауыш деңгейі әдетте төрт қорғаныс сақинасы түрінде бейнеленеді. Қорғаныс сақинасы бойынша бағдарламаларды бөлу мынадай түрде болады: 0-деңгей - ОЖ ядросы, жадыға қолжетімділікті басқару, олардың жұмысын реттеу, басқа да маңызы бар функцияларды қорғау, олардың бұзылуы процессор жұмысын істен шығарады; 1-деңгей - ОЖ-ң негізгі бағдарламалары(утилиттер) орналасады; 2-деңгей - ОЖ-ң қызметтік бағдарламалары(драйверлер, ) 3-деңгей - қолданушылық қолданбалы бағдарламалар. Нақты ОЖ бұл 4 деңгейді ұстап тұруы міндетті емес. Мысалы, UNIX ОЖ қорғаныстың екі сақинасымен жұмыс істейді: супервизор(0-деңгей), қолданушы(1,2,3,-деңгей). OS/2 ОЖ үш деңгейді ұстайды: ОЖ коды 0-ші сақинада, енгізу-шығару құрылғыларымен жұмыс істеуге арналған бағдарламалар 1-ші сақинада, қолданушылық бағдарламалар 2-ші сақинада орналасады.

нобай