Ќазаќстан Республикасыныњ бiлiм жєне ѓылым министрлiгi

• 
  программалардың бір – бірімен және сыртқы құрылғылармен өзара әрекетін ұйымдастыру,
  
• 
  оперативті жадты бөлу,
  
• 
  компьютердің жұмыс істеу кезінде қате жіберілу сияқты түрлі оқиғаларды анықтау,
  
• 
  монитор мен принтердің жұмыс істеу режимдерін орнату,
  
• 
  пайдаланушының программасын іске қосып, оны орындау т.б.
  

1. 
   Компьютерлік қамтамасыздандырудың түрлері мен сипаттамасы?
   
2. 
   Сервистікпрограммалыққұралдар ерекшеліктері?
   
3. 
   Қолданбалы және жүйелік бағдарламалардың айырмашылығы неде?
   
4. 
   Операциялық жүйенің негізгі қызметтері?
   

Операциондық желі жұмысының негізгі мақсаттары келесілер.

1.Қолданушы бағдарламаларын орындауда ыңғайлылықты, нәтижелілікті, сенімділікті, қауіпсіздікті қамтамасыз ету.Қолданушыға ең бастысы – оның бағдарламасының жұмыс істеп тұруы, оған қажет дұрыс нәтиже беруі, өзін болжалғандай ұстауы, шалыспауы, сыртқы шабуылдарға ұшырамауы. Бағдарламаларды осылай орындауға есептегіш ортаны операциондық желі қамтамасыз етеді.

2.Компьютерді қолданудаыңғайлылықты, нәтижелілікті, сенімділікті, қауіпсіздікті қамтамасыз ету.Операциондық желі компьютер және оның ресурстарын қолданудың максималды пайдалылығын және эффективтігін қамтамасыз етеді, үзулерді өңдейді, компьютерді жаңылулардан, тоқтап қалудан, хакерлік шабуылдардан қорғайды.ОЖ-нің бұл қызметі қолданушыға аса байқалмауы мүмкін, бірақ ол үнемі жүріп отырады.

3.Компьютерге қосылған желілік, диск және басқа сыртқы құрылғыларды қолдануда ыңғайлылықты, нәтижелілікті, сенімділікті, қауіпсіздікті қамтамасыз ету.Операциондық жүйенің онсыз компьютерді қолдану мүмкін болмайтын , ерекше функциясы – оның сыртқы құрылғылармен жұмысы. Мысалы, ОЖ қатқыл диске түскен кез-келген сұрауды өңдеп, сол арқылы сәйкес драйвер мен бақылағышты (контроллер) іске қосады.Компьютердің USB-слотына сұғылған кез-келген «флэшка» операциондық желімен танылып, өз логикалық атына ие болады да, шығарылып алынбайынша компьютердің файлдық жүйесінің бөлігіне айналады.

4.Заманауи ОЖ функцияларының ішінде мәліметтерді қорғау, сенімділік пен қауіпсіздікді қамтамасыз етудің аса маңыздылығын ерекше айтып өткен жөн. Компьютер мен операциондық жүйе өз мақсаты етіп компьютер жұмысын бұзу , қолданушының компьютерде сақталған конфиденциалды деректерін «бұзу», құпия сөз, логиндерді ұрлау, компьютерді жарнама немесе вирус және т.б. таратушы «робот» ретінде қолдануды қоятын хакерлер мен олардың бағдарламаларының шабуылы үнемі мүмкін және іс жүзінде болып тұратын желілік ортада жұмыс істейтіндігін ескерген жөн.Осыған байланысты Microsoft фирмасы 2002 жылы мақсаты бағдарламалық қамсыздандырудың, әсіресе операциондық жүйелердің сенімділігі мен қауіпсіздігін жоғарылату болып табылатын сенімді және қауіпсіз есептеулер бойынша (trustworthy computing initiative) жариялады.

Компьютерлік жүйе компоненттері.

Компьютерлік жүйе келесі компоненттерден тұрады:

1.Негізгі бөліктері компьютер командаларын (нұсқауларын) орындайтын орталық процессор (Central Processor Unit - CPU), бағдарламалар мен мәліметтерді сақтайтын жады (memory), компьютерге ақпаратты енгізуді және қолданушы-адам немесе басқа бағдарламаларға айқын қалыпта бағдарлама жұмысының нәтижесін шығаруды қамтамасыз ететін енгізу-шығару құрылғылары немесе , басқаша сыртқы құрылғылар (input-output devices I/O devices) болып табылатын компьютер аппаратурасы (hardware).Жиі программистік слэнгте аппаратураны «темір» деп те атайды.

2.Операциондық жүйе (operating system) – компьютер аппаратурасын түрлі бағдарламалар мен қолданушылардың пайдалануын басқаратын жүйелік бағдарламалық қамсыздандыру.

3.Қолданбалы бағдарламалық қамсыздандыру (applications software) – түрлі класты мәселелерді шешуге арналған бағдарламалар. Оларға бағдарламалау тілдерінен, мысалы С++, машиналық кодқа трансляцияны қамтамасыз ететін компиляторлар, деректер базасын басқару жүйелері (ДББЖ), графикалық кітапханалар, ойындық бағдарламалар, кеңселік бағдарламалар жатады.

4.Қолданушылар (users) – адамдар және басқа компьютерлер.Әр қолданушы өз жұмысының барысында есептегіш жүйенің бөлігіне айналады,өйткені жұмыс процессінде белгілі қатаң ережелерді сақтауы қажет.Желідегі басқа компьютерлер сервер рөлін атқарып, файлдарды сақтауға немесе үлкен бағдарламаларды орындауға арналған берілген компьютерге қатысты қолданушылар (клиент) рөлін ойнайды.

Операционды жүйенің негізгі құрауыштары

Ядро – аппаратурамен ерекше привилигияланған тәртіпте орындалатын кез-келген операциондық жүйенің төменгі деңгейлі негізі. Ядро жадыға бір рет жүктеліп, тұрақты мекен-жайда орналасады.

Кластерлер үшін операционды жүйе жалпы мүмкіндіктерінен басқа кластер конфигурерлену, оған енетін компьютерлерді (процессорларды) басқару, кластер компьютерлері арасындағы мәселелерді шешуді параллелдеу құралдарын ұсынуы керек.Мұндай ОЖ мысалдары болып Microsoft фирмасының Windows 2003 for clusters, Windows 2008 High-Performance Computing (HPC) ОЖ табылады.

1. 
   Операциялық жүйе дегеніміз не?
   
2. 
   Операциондық желі жұмысының негізгі мақсаттары
   
3. 
   Компьютерлік жүйе компоненттері.
   
4. 
   Қолданбалы бағдарламалық қамсыздандыру (applications software) қандай мақсатта қолданылады?
   

Дербес компьютерлер,ереже бойынша тек бір қолданушыға арналған.Дегенмен де,дербес компьютерлерге арналған ОЖ мультибағдарламалау режимін қарастыру қажет,себебі қолданушыларға бірнеше жұмысты бір уақытта орындаған тиімдірек әрі уйреншікті – мысалы қандай да бір текстті редакторда тере отырып,электронды поштадан хат қабылдау мүмкіншілігі,және де принтерде сол кезде қандай да бір құжаттарды шығарып отыру. Сонымен қатар,локальді желіде жұмыс істей отырып басқа да желідегі компьютерлерге кіру мүмкіндігі бар.Яғни,ОЖ дербес компьютерлер үшін уақыт бөлу режимімен қамтамасыз етілуі тиіс.

Дербес компьютерлер енгізу және шығару құрылғыларының түрлі жиынымен қамсыздандырылған,олармен жұмысты операциялы жүйе драйверлер арқылы орындайды.Драйверлер – төмен деңгейлі осы құрылғыларды басқаруға арналған жүйелік бағдарламалар жиыны. Қолданушы үшін барлық драйверлер бір операциялы жүйеде кірістірілгені абзал. Дегенмен де жағдай шиеленісуі мүмкін,себебі құрылғы драйверлерін ОЖ жасаушысы емес, ағылшын құрастырушысы фирмасы - Original Equipment Manufacturer (OEM)жасап шығарады. Сондықтан жаңа драйверлерді ОЖге құрғанда қандай да бір ақаулар тууы мүмкін. Практика жүзінде ОЖ кем дегенде екі-үш жыл эксплуатациядан өтуі қажет – дегенмен де қазіргі кездегі ОЖ түсініктірек бола бастады,және оларда драйверлер жиыны көбее түсуде.

13.1 Параллельді компьютерлі жүйелер және олардың ОЖ ерекшеліктері.

Параллельді компьютерлі жүйелер– әртүрлі бірнеше мультипроцессорлі жүйелерден тұратын жүйелер. Классикалық мысалдар: шетел компьютерлерінен - CRAY, өзіміздікінен – "Эльбрус"; қазіргі заманға сай – СКИФ сериялы компьютерлер. Қазіргі кезде мультипроцессорлы жұмыс станциялары шығарылып жатыр - мысалы, үстел компьютерін сатып алсаңыз, оның құрамынан екі немесе төрт процессор бірге ала аласыз.Әрине,ОЖ соған қатысты бұндай жүйенің реконфигурациясын қамтамасыз етуі қажет.

Параллерь компьютерлер арасында мынадай терең байланысқан (tightly coupled)жүйелер бар,олар ортақ жады арқылы қатынасады.

Көпядролы (multi-core) компьютерлер– компьютерлі жүйелер, нядролардың өзара байланысқан,бір кристалда орналасқан және екінші деңгейлі ассоциативті жадыны бөлетін ортак жадыдағы жүйелер.

Параллель компьютерліжүйе артықшылықтары:

1. 
   Жақсартылған өнімділік(throughput);
   
2. 
   Үнемділік;
   
3. 
   Жоғарғы сенімділік;
   
4. 
   Graceful degradation
   
5. 
   Қателіктерге төзімділік (fail-soft system)
   

Симметриялы мультипроцессорлы жүйе - symmetric multiprocessing (SMP) – бұл көпроцессорлы компьютерді жүйеОЖ бір ғана копиясын қолданатын процессорлар. Операциялы жүйе кез келген процессорда қолданылуы мүмкін.Соны да қарастыруымызға болады. Бұл жүйеде кез келген бос процессорға кез келген тапсырма берілуі мүмкін.

Сур. 12.1.-SMP-архитектуралы компьютерлердің ұйымдасу схемасы

Бұл жүйеде (distributed system) есептеу бірнеше физикалық құрылғылар арасында болады,олар бір бірімен желі арқылы байланысады.

Бос байланысқан жүйе (loosely coupled system)– тармақталған компьютерлік жүйе,әр процессордың локалды жадысы бар, ал түрлі процессорлар бір брімен байланыс линиясы арқылы байланысады,олар жоғары ылдамдықты шиналар, телефон линиялары, Wi-Fi, EVDO, Wi-Max және т.с.с.Веб-сервер (Web server)– компьютер және бағдарламалық жасақтама, к Web-беттер арқылы клиенттерге кіруге мүмкіндік береді,ол компьютер-серверде орналасқан. Мысалы: Web-сервер Apache.

Прокси-сервер – компьютер және бағдарламалық жасақтама,, локальді желінің бір бөлігі және локальді желі бойынша Интернетке компьютерлердің эффективті қайтымын қамтамасыз етеді. Proxy-сервер негізінен ОЖге кірістірілген.

Серверлі бэк-энд (Server back-end) – гсерверлі компьютерлердің локальді желілеріне кірістірілген топ,сервердің орнвна қолданылады,үлкен қауіпсіздікті қамтамасыз етеді және үлкен ресурстармен қамсздандырады


13.4 Кластерлі есептеуішжүйелер және олардың ОЖ

Компьютерлі кластерлер ғылыми есептеулер үшін өте танымал. Кластерлердегі компьютерлер, ереже бойынша,жылдам локальді желі бойынша байланысқан. Кластеризация екі немесе одан да көп жүйелерге жалпы жадыны қолдануға мүмкіндік береді.Компьютерлі кластерлер түрі:

• 
  асимметриялы кластеризация (asymmetric clustering);
  
• 
  cимметриялы кластеризация (symmetric clustering).
  

Қалта компьютерлері (handhelds) және олардың ОЖ. Қалта мобильді компьютерлері (КПК), немесе Personal Digital Assistants (PDA), және мобильді телефондары жатады. Дегенмен де қазіргі кездегі коммуникация құрылғылары (мысалы, Wi-Fi) және де дербес компьютерлермен байланысы бар компьютерлер қалта мобильді телефондарында да қолдануды кейінненбері қолдануды жүзеге асырып,үлкен қолданыс аясын қамтамасыз етіп отыр.

Параллель компьютерліжелілер бір брірмен тыс байланысқан болуы мүмкін (VLIW, көпядролы және т.б.) және аз байланысты немесе тармақталған болуы параллельді жүйелердің ерекшелігі мынада –жоғарылатылған өнімділік, жоғары сапа, қателерге деген тұрақтылық пен шыдамдылық.

Клиент-серверлі жүйелерде клиенттерфайл-серверлермен қамсыздандырылады, мәлметтер базасы, веб-серверлер, прокси-серверлер, электронды пошта серверлері, бэк-эндтер (пулалар, фермалар) серверлері.

Кластерлі есептеуіш жүйелер ғылыми есептеулер үшін қолданылады және бөлінуі жағынан симметриялы, асимметриялы, кластерлер,қысымды реттеуіштері бар кластерлерге және жоғары жылдамдықты кластерлер болып бөлінеді.

ОЖ дамуы түрлі компьютерлердің дамуына (mainframe, миникомпьютеров, ПК, настольных и карманных компьютеров) аналогты толқын арқылы (витками) өтеді, резидентті біртапсырмалы мониторлардан – уақытты бөлу қолдауына дейін және де желідегі жұмыстардың көп тармақтылығына байланысты.

Интеграцияланған есептеуіш орталар дәстүрлі,веб ориентациялы және кірістірілген болып үшке бөлінеді.

Мәтінді бұлтты есептеу үшін клиенттерге рұқсат алу деректердің өңдеуінің орталығының веб-сервисам арқылы веб және браузер, ПО және деректердің сақталған- инсталляцияранын назарымен клиенттің компьютерінде қамсыздандырады. Олар есептеудің ең танымал қалыбымен осы уақытты болып табылады. Міне – бұл бұлттан клиенттен толық тәуелділікі. Ең көп таратылатын орта және осы бұлтты есептеулер үшін - Microsoft Windows Azure қолданылады.