O`zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va komunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI

Muhammad Al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti talabasi Operatsion tizimlar fanidan

Mustaqil ish

Bajardi: Farmonov Shahzod
Tekshirdi: Ro’zibayev Ortiq
Guruh: SRM002

Toshkent – 2022

Mavzu: Operatsion tizimlarda virtual xotira tushunchasi.

Reja:
1.Virtual xotira tushunchasi haqida.

2.Virtual xotirani chaqirish.
3.Virtual xotirani segmentli tashkil etish.
4.Zamonaviy operatsion tizimlarda virtual operativ xotiradan foydalanish.
5.Xulosa.
6.Foydalanilgan adabiyotlar.

1. Dasturiy ta'minot ishlab chiquvchilari ko'pincha mavjud RAMdan kattaroq bo'lgan katta dasturlarni xotiraga joylashtirish muammosi bilan shug'ullanishlari kerak. Ushbu muammoni hal qilish variantlaridan biri - bir-birining ustiga chiqadigan tuzilmalarni tashkil etish - oldingi ma'ruzada muhokama qilingan. Shu bilan birga, dasturning bir-biriga o'xshash qismlarini shakllantirish jarayonida dasturchining faol ishtiroki nazarda tutilgan. Kompyuterlar arxitekturasining rivojlanishi va operasion tizimning xotirani boshqarish imkoniyatlarining kengayishi ushbu muammoning yechimini kompyuterga o'tkazish imkonini berdi. Asosiy yutuqlardan biri paydo bo'ldi virtual xotira(virtual xotira). U birinchi marta 1959 yilda Manchester universitetida ishlab chiqilgan Atlas kompyuterida amalga oshirilgan.

Kontseptsiyaning mohiyati virtual xotira quyidagicha. Faol jarayon ishlaydigan ma'lumotlar RAMda joylashgan bo'lishi kerak. Sxemalarda virtual xotira jarayon o'ziga kerak bo'lgan barcha ma'lumotlar asosiy xotirada ekanligi haqidagi tasavvurga ega. Buning uchun, birinchi navbatda, jarayon tomonidan egallangan xotira bir necha qismlarga bo'linadi, masalan, sahifalar. Ikkinchidan, jarayon kiradigan mantiqiy manzil (mantiqiy sahifa) dinamik ravishda jismoniy manzilga (fizik sahifa) tarjima qilinadi. Va nihoyat, jarayon orqali kirilgan sahifa jismoniy xotirada bo'lmagan hollarda, uni diskdan almashtirishni tashkil qilishingiz kerak. Xotirada sahifa mavjudligini nazorat qilish uchun sahifalar jadvalidagi sahifa atributlarining bir qismi bo'lgan maxsus mavjudlik biti kiritiladi.Shunday qilib, asosiy xotirada jarayonning barcha tarkibiy qismlari bo'lishi shart emas. Ushbu tashkilotning muhim natijasi shundan iboratki, jarayon egallagan xotira hajmi asosiy xotira hajmidan kattaroq bo'lishi mumkin. Mahalliylik printsipi ushbu sxemani kerakli samaradorlik bilan ta'minlaydi.
Xotirada faqat qisman bo'lgan dasturni bajarish qobiliyati bir qator aniq afzalliklarga ega.
Dasturiy ta'minot ishlab chiquvchilari ko'pincha mavjud RAMdan kattaroq bo'lgan katta dasturlarni xotiraga joylashtirish muammosi bilan shug'ullanishlari kerak. Ushbu muammoni hal qilish variantlaridan biri - bir-birining ustiga chiqadigan tuzilmalarni tashkil etish - oldingi ma'ruzada muhokama qilingan. Shu bilan birga, dasturning bir-biriga o'xshash qismlarini shakllantirish jarayonida dasturchining faol ishtiroki nazarda tutilgan. Kompyuterlar arxitekturasining rivojlanishi va operasion tizimning xotirani boshqarish imkoniyatlarining kengayishi ushbu muammoning yechimini kompyuterga o'tkazish imkonini berdi. Asosiy yutuqlardan biri paydo bo'ldi virtual xotira(virtual xotira). U birinchi marta 1959 yilda Manchester universitetida ishlab chiqilgan Atlas kompyuterida amalga oshirilgan.
Kontseptsiyaning mohiyati virtual xotira quyidagicha. Faol jarayon ishlaydigan ma'lumotlar RAMda joylashgan bo'lishi kerak. Sxemalarda virtual xotira jarayon o'ziga kerak bo'lgan barcha ma'lumotlar asosiy xotirada ekanligi haqidagi tasavvurga ega. Buning uchun, birinchi navbatda, jarayon tomonidan egallangan xotira bir necha qismlarga bo'linadi, masalan, sahifalar. Ikkinchidan, jarayon kiradigan mantiqiy manzil (mantiqiy sahifa) dinamik ravishda jismoniy manzilga (fizik sahifa) tarjima qilinadi. Va nihoyat, jarayon orqali kirilgan sahifa jismoniy xotirada bo'lmagan hollarda, uni diskdan almashtirishni tashkil qilishingiz kerak. Xotirada sahifa mavjudligini nazorat qilish uchun sahifalar jadvalidagi sahifa atributlarining bir qismi bo'lgan maxsus mavjudlik biti kiritiladi.
Shunday qilib, asosiy xotirada jarayonning barcha tarkibiy qismlari bo'lishi shart emas. Ushbu tashkilotning muhim natijasi shundan iboratki, jarayon egallagan xotira hajmi asosiy xotira hajmidan kattaroq bo'lishi mumkin. Mahalliylik printsipi ushbu sxemani kerakli samaradorlik bilan ta'minlaydi.
Xotirada faqat qisman bo'lgan dasturni bajarish qobiliyati bir qator aniq afzalliklarga ega.Dastur jismoniy xotira miqdori bilan cheklanmaydi. Dasturiy ta'minotni ishlab chiqish soddalashtirilgan, chunki katta virtual bo'shliqlardan foydalanilgan xotira miqdori haqida tashvishlanmasdan foydalanish mumkin.
Dasturni (jarayonni) xotiraga qisman joylashtirish va dasturlar o'rtasida xotirani moslashuvchan tarzda qayta taqsimlash imkoniyati paydo bo'lganligi sababli, xotiraga ko'proq dasturlarni joylashtirish mumkin, bu esa protsessor yukini va tizim o'tkazuvchanligini oshiradi.Dasturning bir qismini diskka tushirish uchun zarur bo'lgan kiritish / chiqish miqdori klassik almashtirish versiyasiga qaraganda kamroq bo'lishi mumkin va buning natijasida har bir dastur tezroq ishlaydi.
Shunday qilib, "ko'rinish" dasturini (operatsion tizim ko'magida) ta'minlash imkoniyati amalda cheksizdir (32-bitli arxitektura uchun odatiy o'lcham 2 32 = 4 GB) manzilli foydalanuvchi xotirasi (mantiqiy). manzil maydoni) sezilarli darajada kichikroq asosiy xotira (jismoniy manzil maydoni) Bu juda muhim jihat.Lekin kirish virtual xotira boshqa, unchalik muhim bo'lmagan vazifani - alohida xotira segmentlariga kirishni boshqarishni ta'minlash va xususan, foydalanuvchi dasturlarini bir-biridan himoya qilish va operatsion tizimni foydalanuvchi dasturlaridan himoya qilish imkonini beradi. Har bir jarayon o'zi bilan ishlaydi virtual manzillar, ular kompyuter uskunasi tomonidan jismoniylarga tarjima qilinadi. Shunday qilib, moslashtirilgan jarayon boshqa jarayonlar bilan bog'liq ma'lumotlar bilan band bo'lgan asosiy xotira sahifalariga bevosita kirish imkoniyatidan mahrum.Misol uchun, 64 KB mantiqiy xotiraga ega bo'lgan 16 bitli PDP-11/70 kompyuterda 2 MB gacha operativ xotira bo'lishi mumkin. Operatsion tizim bu kompyuter shunga qaramay qo'llab-quvvatlanadi virtual xotira, bu foydalanuvchi jarayonlari o'rtasida asosiy xotirani himoya qilish va qayta taqsimlashni ta'minladi.
Virtual xotira - bu xotiraning umumiy hajmini oshirish, bir nechta manzil xotira bo'shliqlarini tashkil qilish, ularni himoya qilish va kompyuterning asosiy xotirasi va ikkilamchi xotira o'rtasida mashina kodini va ma'lumotlarini ko'chirish jarayonini avtomatlashtirish uchun ishlab chiqilgan texnologiya.Virtual xotira texnologiyasi hozirda barcha zamonaviy protsessorlarda apparatda qo‘llab-quvvatlanadi.Agar ma'lumotlar tashqi xotira qurilmalarida joylashgan bo'lsa, xotira alohida fayl yoki qattiq diskdagi maxsus bo'lim sifatida ko'rsatilishi mumkin.
“Swap” atamasi ham mavjud bo‘lib, bu virtual xotira (aniqrog‘i, uni ifodalash usuli) yoki almashtirish fayli degan ma’noni anglatadi.
Virtual xotira texnologiyasidan foydalanish quyidagilarga imkon beradi:

mijoz dasturiy ta'minoti orqali xotira manzilini soddalashtirish;

kompyuterning operativ xotirasini oqilona boshqarish (undagi faqat faol foydalanilgan xotira maydonlarini saqlash);
jarayonlarni bir-biridan ajratib oling (jarayon barcha xotiraga mutlaq egalik qilishini taxmin qiladi).
Virtual xotirani amalga oshirishning bir necha yo'li mavjud: virtual xotirani almashtirish, paging va parchalanish.
Swapping virtual xotirani amalga oshirish usullaridan biri bo'lib, unda individual, odatda faol bo'lmagan jarayonlar RAMdan qattiq diskka ko'chiriladi va shu bilan boshqa jarayonlarni yuklash uchun RAM bo'shatiladi. Jarayonlar to'liq RAM va qattiq disk o'rtasida harakat qiladi, shuning uchun ba'zida ba'zi jarayonlar RAMda butunlay yo'q bo'lishi mumkin. Agar jarayonni qayta ishga tushirish kerak bo'lsa, u xotira menejeri tomonidan RAMga qaytariladi. Yuklash va tushirish jarayonlarini tanlashning turli xil algoritmlari, shuningdek, RAM va disk xotirasini yuklangan jarayonga ajratishning turli usullari mavjud.
Ko'p operativ xotirani ishlatadigan, lekin protsessor vaqtini kam yoki umuman talab qilmaydigan ko'plab interaktiv ilovalar ishlayotganda almashtirish eng samarali hisoblanadi.Almashtirish mexanizmining kamchiliklaridan biri paging faylining (almashinuv fayli) parchalanishi bo'lishi mumkin. Parchalangan paging faylidan sahifa ma'lumotlarini o'qish va yozishda qattiq disk boshlarini keyingi maydonning boshiga o'zgartirish uchun juda ko'p vaqt kerak bo'ladi, bu esa tizim ishlashining pasayishiga olib kelishi mumkin.
Almashtirishni eng samarali tashkil etish va mahsuldorlikni oshirish uchun quyidagi usullar qo'llaniladi:

1. Swap fayli uchun bo'sh joy ajratiladi, uning hajmi RAM miqdorini 1 ga, 2 ga yoki 3 ga ko'paytiriladi.

2. Agar kompyuter yoki noutbukda bir nechta qattiq disklar mavjud bo'lsa, u holda paging fayli kamroq yuklanganida joylashgan bo'lishi kerak.
3. Diskdagi paging faylini eng yuqori o'qish/yozish tezligiga ega va diskning boshiga imkon qadar yaqinroq joylashtiring.
4. Windows da ishlaganda, almashtirish faylini FAT32 fayl tizimiga ega bo'limga joylashtirgan ma'qul, shu bilan birga u NTFS ga qaraganda ishonchli emas.
5. Agar sizda engil yuklangan tizimda etarlicha katta hajmdagi RAM (2 Gb dan ortiq) bo'lsa, siz paging faylidan butunlay voz kechishingiz mumkin.

2. Peyjing virtual xotirasi operativ xotirani xotira sahifalari deb ataladigan qattiq uzunlikdagi xotira hududlariga ajratadi. Sahifa ajratilgan xotiraning eng kichik birligidir.

Jarayon xotiraga virtual xotira manzilidan foydalanadi, unda sahifa raqami va sahifa ichidagi ofset mavjud. Operatsion tizim virtual manzilni jismoniy manzilga aylantiradi, agar kerak bo'lsa, sahifani qattiq diskdan RAMga yuklaydi.
Microsoft Windows operatsion tizimlari oilasi operativ xotiradan oldingi sahifalarni saqlash uchun pagefile.sys faylidan foydalanadi. Fayl uchun joy oldindan ajratilishi kerak, o'lcham mustaqil ravishda belgilanishi mumkin yoki siz tanlovni operatsion tizimga topshirishingiz mumkin.
3. Virtual xotirani amalga oshirishning yana bir mexanizmi, bunda virtual maydon ixtiyoriy o'lchamdagi qismlarga bo'linadi - segmentlar, bu, masalan, jarayon ma'lumotlarini mantiqiy bloklarga bo'lish imkonini beradi.Jarayon yuklanganda, segmentlarning bir qismi operativ xotiraga, ba'zilari esa diskka joylashtiriladi. Bitta dasturning segmentlari RAMda qo'shni bo'lmagan joylarni egallashi mumkin. Yuklash paytida tizim jarayon segmentlari jadvalini yaratadi (sahifa jadvaliga o'xshash), unda har bir segment uchun operativ xotiradagi segmentning dastlabki jismoniy manzili, segment o'lchami, kirish qoidalari, modifikatsiya belgisi, ushbu segmentga kirish belgisi. oxirgi vaqt oralig'i va boshqa ba'zi ma'lumotlar ko'rsatilgan ...Agar bir nechta jarayonlarning virtual manzil bo'shliqlari bir xil segmentni o'z ichiga olsa, u holda ushbu jarayonlarning segment jadvallarida ushbu segment bitta nusxada yuklangan bir xil RAM qismiga havola qilinadi. Segment tashkilotiga ega tizim peyjing tashkilotiga ega tizimga o'xshash ishlaydi: vaqti-vaqti bilan xotirada kerakli segmentlarning etishmasligi bilan bog'liq uzilishlar mavjud, agar xotirani bo'shatish kerak bo'lsa, har bir kirishda ba'zi segmentlar tushiriladi. asosiy xotiraga virtual manzil jismoniy manzilga aylantiriladi. Bundan tashqari, xotiraga kirishda ushbu segmentga kerakli turdagi kirishga ruxsat berilganligi tekshiriladi.
Segment xotira tashkiloti uchun virtual manzil juftlik (g, s) bilan ifodalanishi mumkin, bu erda g - segment raqami va s - segment ofset. Jismoniy manzil segment jadvalida joylashgan segmentning boshlang'ich jismoniy manzilini g va ofset s da qo'shish orqali olinadi.Xotirani taqsimlashning ushbu usulining kamchiliklari segment darajasida parchalanish va peyjing bilan solishtirganda manzilni sekinroq tarjima qilishdir.
Virtual operativ xotira barcha zamonaviy operatsion tizimlarda qo'llaniladi. Bu sizning kompyuteringizda o'rnatilganidan ko'ra ko'proq RAM xotirasini simulyatsiya qilish imkonini beradi.Ammo, keling, bu qanday ishlashini ko'rib chiqaylik. Ilovalar va ularning ma'lumotlari protsessor tomonidan ishlatilishi uchun ular saqlanadigan qattiq diskdan operativ xotiraga olinishi kerak, undan to'g'ridan-to'g'ri protsessorga kirish mumkin bo'ladi. Shuning uchun tizimning to'g'ri ishlashi uchun etarli miqdorda RAMga ehtiyoj bor.Bir necha yil oldin bu juda qimmat mahsulot edi. Agar bunga barcha ishlaydigan ilovalar bir vaqtning o'zida ishlatilmasligini qo'shsak, tizimning o'zi tomonidan xotiradan foydalanishni nazorat qilish kerak bo'ladi.
RAM xotirasi qimmat bo'lsa-da, qattiq disk mavjud. Shunday qilib, qattiq disk xotirani oshirish uchun ishlatilgan. Jarayon oddiy edi, hozirda foydalanilmayotgan RAMning bir qismi qattiq diskka o'tkazildi.Ushbu usul kattaroq xotira hajmini simulyatsiya qiladi. Oddiy operatsion tizimda soxta o'rnatilgan RAMning ikki baravar kattaligiga etadi. Bu, o'z navbatida, ba'zida tizimni biroz sekinlashtirishi mumkin.Muammo shundaki, qattiq diskda joylashgan ma'lumotlarga kirish tezligi RAM xotirasiga qaraganda minglab marta sekinroq. Agar xotiraning bir qismi diskda bo'lsa, tizim uni qabul qilishi va asosiy xotiraga qaytarishi uchun biroz vaqt ketadi, chunki bu protsessor foydalanishi mumkin bo'lgan yagona joy.RAM darajalarga bo'lingan. Birinchidan, protsessor protsessor yaqinida joylashgan keshdagi ma'lumotlardan, so'ngra operativ xotirada va eng oxirgisi qattiq diskdagi ma'lumotlardan foydalanadi. Protsessorga qanchalik yaqin bo'lsa, tezlik shunchalik yuqori bo'ladi.Agar xotira etarli bo'lmasa, boshqa dasturlarni ishga tushirish mumkin emas va ishlayotganlar katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashda muammolarga duch kelishi mumkin. Ammo virtual operativ xotiradan foydalanish tufayli kompyuteringiz sekinroq ishlashi mumkin. Agar u qattiq diskdagi xotiradan foydalanishi kerak bo'lsa, bu sodir bo'ladi. Har doimgidek, tizim tomonidan qayta ishlanadigan ma'lumotlar tezligi va miqdori o'rtasida murosaga erishiladi.
4. Operatsion tizimlarning har bir yangi versiyasi bilan boshqaruv va xotirani sozlash algoritmlari takomillashtirildi. Biroq, grafik interfeyslardan tobora ko'proq foydalanish va tobora murakkablashayotgan vositalar tizimni RAM iste'molchisiga aylantiradi.Tizim tezligini oshirishning bir usuli SSD dan foydalanishdir. Ammo shuni yodda tutingki, ma'lumotlarga kirish tezligining bunday samarasiz yaxshilanishi ham xotira etishmasligi bo'lsa, kompyuterga katta yordam berishi mumkin.

5.Demak virtual xotira bu xotiraning umumiy hajmini oshirish, bir nechta manzil xotira bo’shliqlarini tashkilm etish, ularni himoya qilish va komputerning asosiy xotirasi va ikkilamchi xotirasi o’rtasida mashina kodini va malumotlarini ko’chirish jarayoni avtomatlashtirish uchun ishlab chiqilgan texnologiya.

Hech qanday virtual xotira parametrlari RAM ni kengaytirishdan yaxshiroq bo’lishi mumkun emas. Bundan tashqari, ideal holda, ushbu funksiya o’chirilgan komputerga ega bo’lish yaxshiroqdir.

6.Foydalanilgan adabiyotlar

https://bumotors.ru/uz/dlya-chego-neobhodima-virtualnaya-pamyat-chto-takoe-virtualnaya.html