Басқаратын құрылғылардың типтері. Көпесептілік

ОЖ– де паралельдікке жету үшін екі  үрдісті қолданады олар арнайы арналар  арқылы әрекеттеседі. Сондықтан ОЖ бағыныңқы жүйелері бөлек серверлі үрдістер ретінде жүзеге асырылған  және қорғалған деп аталады.

Үзу мен алып тастау – ол ОЖ–гі қалып–күйлер. Олар бағдарламалы немесе аппаратты анықталады. Үзу немесе алып тастау  анықталғанда санашық сол уақытта орындап жатқан жұмысын тоқтатады және басқаруды пайда болған күйді өңдейтін код мекені бойынша жадының ерекше аймағына береді. Windows ОЖ бұл кодты қақпан өңдеуші деп атайды. (trap hondeer).

Ядро үзу және алып тастауды ажыратады. Үзу (interrupt) – санашықтың қандай жұмыс орындап жатқанына қарамайтын кез–келген уақытта болатын асинхронды жағдай. Көбінесе үзу енгізу–шығару құрылғыларының әсерінен болуы мүмкін.

 Алып тастау (excaption) – синхронды қателі қалып–күй, машиналық команда арқылы орындалады.  Мысалы, жадының қорғанысының бұзылуы.

 Ядро жүйелік қызмет  көрсетудің шақыруын нәтиже ретінде  қарастырады (бірақ ол жүйелік  қақпандар).

 Қақпандарды өңдеуші.     Қақпан (trаp) термині ол санашықпен қолданылатын механизм. Орындалып жатқан ағында үзу немесе алып тастау пайда болған да ол басқаруды алып ОЖ–ң бекітілген нүктесіне басқаруды береді.  Санашық басқаруды ядродағы қақпандарды өңдеушіге береді. Бұл модуль каммутационды панельдің рөлін атқарады: ол санашық генерациялайтын үзулер мен алып тастауларды қабылдайды және басқаруды сәйкес жағдайды өңдейтін кодқа береді.

Қақпан өңдеушісі өзінің шақыру кезінде машинаның қалып–күйін  сақтау үшін уақытша үзуге тиым салады, өйткені егер жаңа үзу немесе алыптастау пайда болса, онда ақпараттар жоғалып  кетер еді. Сол үшін ол қақпан кадырын  құрады және оған үзілген ағынның  орындалатын күйі жайында ақпаратты  орналастырады. Үзу немесе алыптастау өңдеуі аяқталған соң бұл ақпарат  ядроға ағынның әрі қарай орындалуына  мүмкіндік береді.

Кейбір қалып–күйлерді өңдеуіш өзі шешеді, бірақ көбінесе ол пайда болған күйдің типін анықтап оны ядроның басқа модуліне немесе жүйелік атқарушыға басқаруды береді.

Көп есептiк (multitasking, multiprogramming)  - басқару жүйесiнiң қасиетi және бiр процессордың жанында бiрнеше әртүрлi бағдарламалар немесе әртүрлi жиiрек бiр бағдарлама бiр уақытта жұмыстана алатын ЭЕМ. Барлық бағдарламалар сонымен бiрге жедел жадтарда бiрге жығылмай тұрады және әрбiр қандай болса да уақыт аралығына орындалады. Мысалы, болғанша, бiр бағдарлама басқа жұмыс iстей алады шеттегi құрылымның қосындысы немесе оператордың (команда ) сигналдарын күтедi. Көп есептiкке қабiлеттiлiгi ЭЕМнiң түрге қарағанда басқару жүйесiнен үлкен дәрежеде тәуелдi болады. Көп есептi жүйемен кең таралған (АҚШ ) AT T s Bell Laboratoriesтiң фирмасының Unixi болып табылады.

(Windows 95, Windows NT, Unix, Unix ) preemptive multi-tasking басымды көп есептiктердi  қолдайды)- барлық дерлiк қазiргi басқару  жүйелерi. Бұл ығыстырғыш көп есептiктер  жиi сияқты ауыстыратын термин  осы уақытта белсендi оның ағыны  айқынырақ бiрдей басымдылығы  бар басқа бәсекелес ағындармен  алдында артықшылығы барады процесс  немесе бiлдiредi. Macintoshнiң жүйелерi Windows 3.1 және cooperative multi-tasking кооперативтiк  көп есептiктердi қолдайды ), барлық  басқаруға жүйеге берген.        Мұндай жүйеде жеңiлдеу программалау, бiрақ тиiмдiден кем ол. Қабiлеттiлiк көп есептi БЖ негiзгi белгiмен бiрнеше қолданбалы программалардың орындауын қоса атқаруға болып табылады. Демек, сонымен бiрге үлкен мән қосарлану айқын iске асырылған деңгей неткен қосарлануын әдiсiн алады немесе. Егер бiр процессорлық болса, онда time-sharingsystem бұл уақытты бөлуi бар жүйе, бiрақ көп есептi, жүйе lime slice нақтылы уақыт квантын әрбiр қолданбалы программаға ерекшелейдi ), одан кейiн келесi бағдарламаның орындауына ауыстырып қосатын. Уақытты бөлумен жүйелерi басында 60-шi пайда болды. Олар main /rameлер жүргiзiлдi - көп жойылған терминал қызмет етушi компьютерлермен. Тек қана мәлiметтi ендiрiп немесе шығара алатын кәдiмгi телетайптар терминалдар ретiнде бастапқыда қолданылды.

Мұндай телетайп және процессор  құрылымдардың жұмыстың жылдамдықтарында арқасында үлкен айырмашылыққа  уақытты бөлуi бар жүйе көп терминалдардың арасындағы ауыстырып қосып және әрбiр қолданушыға ол алып тастаған процессормен жеке басқаратынын көрiнетiннiң  мәлiметiн ендiрiп немесе шығаруға үлгердi. Содан соңы жойылған терминалдарды  ретiнде қолданылатын дербес компьюлер  пайда болды. Мысалы, бас процессордың басқару жүйесi үшiн осыған байланысты IBM-370 ) қажеттiлiк символ бойынша енгiзу-шығарумен  шұғылдануға қопарылып түстi. Басқару  жүйелерiнiң өңдеуiндегi екпiн ендi әртүрлi қолданушыларға және жадта  бар бас компьютер бiр уақытта  тәуелдi атқарылатын программалық модулдармен  басқаруға көшiрген. Қандай болмасын құрылыммен қызмет көрсетуге кезек  мұндай тапсырмалар кезек ұғымдар  пайда болды: магниттi сақтаушыда, тапсырманың  аяқтауын уақыт және тағы басқалар күтiлетiн тапсырма приоритетi принтер, плоттерлер, жинақтағышпен.

Әрбiр қолданушыны алады  қуатты дербес компьютер жеткiлiктiсi дәл қазiр БЖ дамытудағы екпiндерi жаңадан өзгердi. үлкен мән ендi торлық, көп есептi БЖдердiң дамытуы  алады. Шынын айтқанда, көп есептi БЖдi жеке дербес компьютердегi қолданушы  ендi және бiрнеше процесстердiң сiз  толығусыз сәйкестелетiн қосымшалар өндеуге орнатуға мүмкiншiлiгi болады. Әрбiр процесс, өз кезегiнде, адрестi кеңiстiк процесс атқарылатын  бiрнеше ағындардан тұра алады.

Дербес компью жүзеге асырылған  алғашқы басқару жүйелерi компьютерлер mainframe алдақашан жүзеге асырылған  уақытты бөлуi бар жүйелерге концептуалды жоспарда және беттерiнше нақты мүмкiндiктерге күштi жол бердi. Мысалы, Win 16 ол дасы көп есептiктiң ұғымы бар болады. Ол төмендегiше iске асырылған: кезектi қатынас, қосымша өңделiп басқа  қосымшаға басқару тапсыра алған басқару жүйесiне басқару алып бередi. Көп есептiктiң басқару жүйесiнiң жанында емес бiр қосымшадан басқару басқа алып берген түрi уақыт кез келген уақытта емес, сонда ғана ағымдағы қосымша жүйеге басқаруды бергенiнде, алғанында, ескерткендей, (cooperative multi-tasking ) кооперативтiк көп есептiктiң атау.

Егер хабарды өңдеу  такомалардың жолы тартылып байланса, онда қолданушы ағымдағы қатынастың ағымдағы қосымшасын өңдеудi аяқтау тек  қана содан кейiн жүйе реакцияны  байқайды. Бағдарламашының орындаудың жанында ұзақ операциялары әдетте (құмсағаттар ) мегзегiштiң формасын API шақырып - BeginWaitCursorдiң  функциясын өзгертедi. Егер бұл тiптi бағдарламаның өңдеушiсi, бұл жағдайда кептелiп қалған қосымшаны ескердi PeekMessageның функциясын ол ағымдағы қосымшасы  және тосуға қабiлеттi кезектi қатынас  өңдей алған жүйеге хабарлай шақырса, кейде. Бас ренiштiк бiрақ такомалардың жолында мүмкiншiлiктердiң БЖдың  программадағы қателiк шақырылған жағдайда шексiз циклдасы басқаруды  алуға алмайтын және сонымен бiрге iлiнгендiгiнде. Қолданушыға жүйенi қайта  жүктеуге тура келедi.

Бастай Windowsтерге. Басқару  жүйесiнiң қабiлеттiлiгi уақыт атқарылатын  ағын iс жүзiнде кез келген уақытта  үзсiн және басқа күтетiн ағынға басқаруды тапсырылсын preemptive multitaskingнiң  терминiмен анықталады - басымды, немесе ығыстырғыш, көп есептiк. Iске асыру  оны осылай көрiнедi: қолданушы бөлiгi ылғи бiр процесске жата алатын ағындар  барлық қазiргi осы уақытта процессорлық уақыттарға талаптанады және көздiң  нүктесiмен бiр уақытта орындалуы  керек. Егер керек санаса, жүйенiң  бұл бос қиялының жасаулары үшiн  басқару уақыттың нақтылы аралықтары арқылы алады, қатынастардың өз кезегiндесiн  талдайды, процесстердiң кеңiстiгiнде  басқа кезектер бойынша қатынасты  үлестiредi және, ағындарды ауыстырып  қосады(рис. 1).

Ығыстырғыш көп есептiктiң iске асыруы Windows 2000 байсалды тапсырмаларды  ауыстыруды мүмкiндiкғана емес, тоқтап тұруларға ортаның орнықтылығы, тағы басқа қорлар процессорлық уақытқа  өйткенi бiр қосымша да шексiз право  ала алмайды да бередi. Жүйе осылай бiрнеше қосымшалардың бiр уақыттағы  орындауын эффекттi құрады. Егер компьютер  бiрнеше процессорлары болса, онда Windows NT/2000нiң жүйесi бiрнеше қосымшалардың  орындауы шындығында қоса атқара алады. Егер процессор бiр болса, онда қосарлану бос қиялмен болып қалады. Қашан ағымдағы бағдарлама апарылған уақыт кванты жүйе оны бiтедi контексттi бөлiп, сақтайды және өз кезегiнде күткен басқа бағдарламаға басқару бередi. (time slice ) уақыт квантының шамасы тең 20 мс ол БЖ және процессордың түрi, Windows NTке орташа тәуелдi болады. Ағындардың шындығында бiр уақыттағы орындауына қол жеткiзсiн тек қана бiрнеше процессорлары бар машинаға және тек қана ядросы процессорлардың арасындағы ағындардың үлестiрiлулерiн қолдайтын және әрбiр процессорда ағындардың арасындағы процессорлық уақыт Windows NT/2000нiң басқаруымен мүмкiн атап өту керек. Windows 95 тек қана бiр процессормен жұмыс iстейдi. Егер бiрнешесi процессорлардың компьютер болса, Windows 95-шi басқаруымен тек қана жалғыз олардың iшiнен жұмыс iстеген, өңге тоқтап тұрады.

1-ші сурет: Ағындардың ығыстырғыш көп есептiгi бар жүйесiндегi ауыстырып қосу

(БЖ ) басқару жүйелерiнiң  көпшiлiгi көп есептiктердi қолдайды. Олар есеп бiр басқаға дәйектi түрде ауыстырып қосады.Әрбiр  уақыт процессорға бiр-ақ есептi  орындайды. Көп тасқынды процессорларда  бiрнеше есептер бiр уақытта  орындала алады. Есептердiң қандайы  БЖ келесi орындалауға жоспарлайды,  бұл есептi таңдайды және есептердiң  контексттерiн ауыстырып қосады. Ауыстырып қосудың әдiстерi стратегия,  таңдаулы БЖдардан тәуелдi болады. 
Жоспарлаудың әдiстерi және диспетчерированияны қарап шығамыз. (кесте төменде қара) жоспарлаудың бiрнеше түрлерi танып бiледi.

                              Жоспарлаудың түрлерi 
БЖға өмiрдiң процессiндегi (ағын ) есеп күйлердiң бiрлерiнде бола алады: 
• (дайын ) Ready - орындауға дайын; 
• (тоқтап тұрады ) Standby - нақты процессордағы орындау, диспетчер үшiн таңдалған келесi есептi контекст бұл ауыстырып қосады; 
• (орындалады ) Running - есеп моментке дейiн орындалады: 
-Аяқтаулар; 
-Биiгiрек басымдылығы бар есептiң ығыстырулары; 
-Күту күйiне Дербес өткелi; 
-Ерекшеленген уақыт квантының аяқтаулары. 
• (күтедi ) Waiting - есеп синхронизацияланған объектте күй өз алдына бұл өтедi немесе БЖ команда бойынша, есеп күтудi аяқтау бойынша Ready да Runningлердiң күйге көшедi 
• (ауыспалы күй) Transition - есептiң стегi жадтан, жүктеудiң жанында жүк түсiрiлген Readyлардың күйге көш 
• (бiтiрген ) Terminated - орындауды бiтедi, жадтан бошалай алады; 
• (аты-жөнiн көрсеткен ) Initialized - ROM немесе винчестердiң загуженасы. 
Күйлерге арналған есептiң өтуiн кәдiмгi тiзбек мұндай бола алады:

(аты-жөнiн көрсеткен ) Initialized - ROM немесе винчестердiң загуженасы. 
Күйлерге арналған есептiң өтуiн кәдiмгi тiзбек мұндай бола алады: 
Initialized - Ready - Standby - Running - Terminated. Күйлерге арналған есептiң өтуiн схема толықтау суретте Win 2000 көрсетiлген - сурет төменде қара

Көп есептiк - (немесе программалық орта) басқару жүйесiнiң қабiлеттiлiгi бiр-бiрiменнiң (бағдарламалар, орындаудың ағындары) бiрнеше есептерiнiң бiр  уақыттағы бiрлескен орындау және өзара әрекеттесуi және сыртқы ортамен  қолдау. 
Егер жүйе есеп тек қана дәйектi түрде аяқтауын келесi тек қана содан кейiндерiн бастай ағымдағы орындай алса, онда жүйе бiр есептi деп аталады. Алғашқысы жүйе мұндай болды.Көп есептi БЖге аумалы-төкпелi буын пакеттi өңдеудi БЖ болып табылады: мұндай жүйе бiр қосымшамен емес мән бойынша бiр есептi бола жұмыс iстейдi, дәйектi түрде (олардың өңдеуiн функция немесе бағдарлама iске қоса) жұмыстанатын пакеттердiң ағынымен.

Итеiп шығарылмайтын көп  есептiк 
Ығыстырғыш көп есептiктiң қадырлары жаттығу есептерiнiң көпшiлiгi үшiн өте маңызды толып қалады және сондықтан түгелдей дерлiк дамыған қазiргi басқару жүйелерi жеткiлiктi көп есептiктiң тап солдың түрлерiн жүзеге асырады. 
       Көп есептi жүйенiң тиiмдiлiгi орындауға есептердiң диспетчеризацияның әдiсiнен көпшiлiгiнде тәуелдi болады. Диспетчеризацияның түсiнулерi үшiн маңызды тапсырманың күйiнiң ұғымы болып табылады. Негiзгiсi тапсырманың күйлерi мұндай: 
- орындалады; 
- орындауға дайын; 
- тосқауыл қойған.

Есеп оған астында  орындауды күйде осындайда болады процессордың қоры ерекшеленген және басқару тапсырылған. Жүйеде орындайтын есептер физикалық процессорға қарағандасы көбiрек бола алмайтыны анық. Сондықтан екiншi күй бар болады - орындауға дайындық. Демек, ол күй есеп бұл осындайда жүзеге аса алады бiтеу шамданған себептер бар болмайды, бiрақ есептеуiш қорлар басқа есептерге берген. үшiншi тапсырманың күйiне оның орындауын мүмкiн еместiктiң жанында осы кезде тигiзедi. Бұл бола алады 
- күтуi немесе (семафордың ашуы, қатынастың кiрiсi тағы сол сияқтылар) оқиға; 
- (қашан iске қосу үшiн бастапқы шарты басқа есеппен немесе жүйемен әлi жасалуға жеткiлiксiз болады) бас-аяқсыз инициализация; 
- «(орындауды анық тоқтау, дұрыстау мақсаттарда әдетте) қатқақ; 
- (күй бiтiрiп қойыл орындау бағындыр, бiрақ қорларды әлi босатылуға жеткiлiксiз болады) аяқтау;

IOSтiң БЖiне көп есептiк  appның бағдарламаларының арасындағы  ауыстырып қосып және appның бағдарламасының  жұмысын қайта бастауға лезде  мүмкiндiк бередi. Appның бағдарламасына  қайтаруда оған бiтiрген орындарымен  жұмысты жалғастыруға болады. Көп  есептiк атқарылатын appның бағдарламасының  алдыңғы жоспарында өнiмдiлiгi  төмендетпейдi және аккумулятордан  жұмыстың уақыты азайтпайды. 
Appның бағдарламаларының арасындағы тез ауыстырып қосуы үшiн келесi әсерлердi орындаңыз.

1. App-ның жақында қолданылған  бағдарламаларына қарау үшiн елге  батырманы екi рет басыңыз.

 
2. Жұмыс iстеуге керегетiн appнiң  бағдарламасын солға немесе оңға  қағып түсiрiп табыңыз. 
3. Ол қосылу үшiн appнiң бағдарламасын басыңыз. 
Көп есептiк және appның жақында қолданылған бағдарламалары туралы Хабар-ошар Елге батырмалар екi есе шығын басуда appның жақында қолданылған бағдарламаларының тiзiмi көрсетiледi. Сол немесе жүйелiк қорларды қолдануға ашық болып белсене осы уақытта қолданылатын appның бағдарламалары бұл мiндеттi емес. Қолданушы қашан бағдарлама, оларды бұл қайтарылады автоматты iске қосылады. Нақтылы есептер немесе қызмет фон тәртiбiнде жұмыс iстей бере алады. Оларды анықталу үшiнкүй жолына қараңыз:

     -  Геолокация/GрS: олар қашан қолданылады, күй  жолында белгi көрiнiп қалады. Егер appның бағдарламасында appның бағдарламасындағы  бұл қызметтiң жұмысын тоқтаттыру  мүмкiн локацияның қызметтерiн  қолданылса, тоқтаттыру мүмкiн. 
Ескерту. Геолокация күйге келтiрулер бөлiмде жерлокацияны қызметтердi жақында қолданылатын appның бағдарламаларының тiзiмi қарауға болады. 
     -  Көшiрме аудио: музыканың тыңдауында немесе басқа көз күй жолдарында белгi көрiнiп қалады. Егер appның бағдарламасында бұл appның бағдарламасына көшiрме тоқтаттырып немесе тоқтату мүмкiн көшiрме орындалса, тоқтаттырып немесе тоқтату мүмкiн. Жабуға болма немесе бағдарламаның жұмысын бiтiру. 
    -  Күй жолында қашан iTunes:сi синхронизация белгi, құрылым көрiнiп қалады модемнiң тәртiбiндегi iTunesтiң бағдарламасы бар синхронизацияны орындайды немесе сымсыз желi бойынша. 
     -  Торлық белсендiлiк: күй жолдарында қашан белгi көрiнiп қалады, торлық белсендiлiкте болады. Торлық белсендiлiктiң индикаторы тек қана қолдануда тиiстi келесi функцияларды және операцияларды app программасы үшiн көрiнiп отырады: