تحقیق مروری بر سیستم عامل های win NT و XINU و MINIX و UNIX

موضوع : تحقیق مروری بر سیستم عامل های win NT و XINU و MINIX و UNIX

به دنبال پيشرفت مايكروسافت DOS به دليل محدوديتهاي حافظه ميكروپروسسورهايي از قبيل 8086 و 8088 شانزده بيتي كه يك فضاي آدرس‌دهي بيست بيتي را عرضه مي‌داشتند طراحي كردند يعني در واقع اين ميكروپروسسورهاي مي‌توانستند يك مگابايت از حافظه را به طور فيزيكي آدرس‌دهي كنند با توجه به اين كه بيست بيت به خوبي در كلمه word شانزده بيتي جاي نمي‌گرفت مهندسين INTEL براي دستيابي به هر آدرس طرحي به نام تقسيم حافظه ارائه دادند 

در اين نوع آدرس‌دهي آمدند يك مگابايت را به 16 قسمت تقسيم كردند كه هر قسمت 64 كيلوبايتي با ghunk بود اين كار بدين دليل بود كه برنامه‌نويسان اصولاً در پردازنده‌هاي 8 بيتي قديمي مانند INTEL 8085 و ZILOG Z80 با آدرس‌دهي 64 kdyte آشنايي داشتند 

براي اينكه برنام‌نويسان بتوانند به هر آدرسي در داخل فضاي آدرس يك مگابايتي دست پيدا كنند آدرس حافظه فيزيكي محاسبه شد قسمت در 16 ضرب كرده و سپس يك offset به آن اضافه مي‌شود نتيجه به بايت مورد نظر اشاره مي‌كند بقية پردازنده‌هاي 6 بيت مانند 68000 Motorola از آدرس‌دهي خطي استفاده مي‌كردند كه هربيت از حافظه مستقيماً و بدون استفاده از offset & segment آدرس‌دهي مي‌كرد و علاوه بر تسهيلاتي مانند MS-DOS 50 و windows 31 طراحان زيادي طرحهاي خود را براي آدرس‌دهي و بيش از 640 كيلوبايت حافظه پيشنهاد كردند مي‌توان از معروفترين نمونه‌هاQEMM QUALAS’ 386 MA و QUARTERDECK’S را نام برد 

كل اين و طرحها حافظة مورد استفاده را بيش از حد 640 كيلوبايتي بسط داند ولي مجبور كردن آنها به كار با يك موقعيت خاص PC و دنبالة درخواستها و تسهيلات نرم‌افزاري معمولاً يك هدر كردن زمان پردازش خنثي‌كننده است هميشه اين‌طور به نظر مي‌رسد كه حداقل يك درخواست مهم با يكي از تسهيلات با مديريت حافظة شما سازگار نيست 

اولين پردازنده كه فضاي آدرس‌دهي خطي را به كار برد و نيز با DOS سازگاري داشت INTEL 386 بودكه مي‌بايست تقسيم‌بندي حافظه در كنار آن احتياج به مديريت شخص ثالث را حذف كرد كه در واقع فضاي آدرس‌دهي 32 بيتي INTEL 386 با برنامه‌ها نوشته شده براي پردازنده‌هاي INTEL قبلي سازگاري نداشت 

اين برنامه‌هاي ناسازگار DOS و تمام برنامه‌هاي اجرا شده تحت DOS بودند برايايجاد سازگاري با DOS و درخواستهاي آن INTEL يك طريقة ديگر آدرس‌دهي را طرح كرد بنام Real Mode  

اين نوع آدرس‌دهي با ساير نرم‌افزارهاي قبل سازگاري داشت ولي متذسفانه در هنگام كار با اين نوع آدرس‌دهي يعني Real moed  386 و 486 بيش از يك 8086 خيلي سريع عمل نمي‌كند DOS كه در مقابل محدوديتهاي 8086 و 8088 نوشته شده بود هنوز بسيار شبيه نسخه سريع حد خود در سال 1981 با تمام محدوديتهاي آدرس‌دهي عمل مي‌كنند

در ويندوز NT يك پردازش شامل دستور العمل ها  فضاي آدرس دهي مجازي كه براي نگهداري برنامه لازم است داده و منابع سيستم عامل كه توسط برنامه هاي در حال اجرا به كار رفته اند مي باشد در هر پردازش حداقل يك thread وجود دارد و قسمتي است كه معمولآ ويندوز NT براي اجرا زمانبندي مي كند  هر پردازش يك thread نيازمند است چرا كه بدون thread هيچ ازرشي ندارد  در هنگام اجراي thread است كه پردازش هم صورت مي گيرداگر چه در ويندوز NTدر يك زمان مي شودچند برنامه را با هم انجام شوند و اين بدين معني است كه هر پردازش بيش از يك thread دارد 

برنامه پايگاه اطلاعاتي را براي آ ژانس هاي مسافرتي در نظر مي گيريم اين برنامه آثار ركوردهاي سرويس گيرندة آژانس را روي يك كامپيوتر محلي حفظميكند وبراي به دست آوردن اطلاعات پرواز براي سرويس گيرنده  به يك سيستم رزرواسيون از طريق شبكه يا مودم وصل شود يك شركت مسافرتي مي تواند براي سرويس گيرنده در خواست اطلاعات بكند و فايل مسافرتي سرويس گيرنده را صدا زند اتصال شبكه اي به سيستم رزرواسيون براي ايجاد و تكميل زمان بيشتري لازم دارد تا دريافت فايل از هاردديسك اصلي اگر اين درخواست به صورت يك thread نوشته شود  شركت بايد قبل از دستيابي به فايل مسافرتي انقدر صبر كند تا اتصال رزرواسيون انجام شود و اطلاعات مورد در خواست انتقا ل داده شود گر چه براي يك درخواست چند threadبرنامه مي تواند دست يابي به يروفايل سرويس گيرنده را هر زمان كه شركت مسافرتي اتصال شبكه اي بهسيستم رزرواسيون برقرار كرد  آغاز كند در حالي كه يك thread منتظر پاسخ رزرواسيون است  thread ديگر پروفايل سرويس گيرنده دريافت و نمايش مي دهد 

ويندوز NT هم مي تواند اين thread هاي مجزا را انجام دهد وهم مي تواند thread را به پردازنده هاي گوناگون در سيستمهاي چند پردازنده اي بفرستد اين threadهاي چندگانه به طورهمزمان با هم اجرا مي شوند 

يك برنامه با يد نوشته شو دتا اين thread هاي چند گانه را باهم ادغام كند  اكثر برنامه ها كه در سيستم چند پردازنده اي قابل اجرا هستند ويك thread دارند  بسياري از امكانات اجرايي نهفته و پنهان سيستم را از بين ميبرند در بعضي از جاها يك پردازش با يك thread مي توانند سرعت پردازنده هاي ديگر را پايين بياورداين مسئله معمولآ در سيستم هاي شبكه اي كه پردازش هاي اجرا شونده روي پردازنده هاي يك منبع مشترك مانند مديريت شبكه را بكارمي برندواقعيت دارد اگر مديريت شبكه چند thread باشد  بازيابي مي تواند بينthread هايي كه روي چند پردازنده اجرا مي شوند مانند تقاضا براي افزايش منابع مديريتتقسيم شود اگر يك طرح تك thread بكار رود  مديريت شبكه مي تواند تنها روي يك پردازنده كار كند  با افزايش تقاضا پردازنده تضعيف مي شودوبراي سيستم موجود اشكالاتي پيدا مي شوند 

حالا نوبت آن رسيده است كه از خصوصيت ديگر ويندوز NT خصوصيت پنجم نام ببريد و آن client/serverاست كه در صفحة بعد توضيحات آن داده خواهد شد

 5- ساختارCLIENT/SERVER

خيلي ها اصطلاح client/server را با شبكه هاي محلي و يا lanبكار مي برند ما در اول شرح اصطلاحمي پردازيم سپس در مورد چگونگي كار ويندوزNT كه چگونه طرح client/server را از شبكه به سيستم عامل منتقل مي كند

براي درك بهتر متوسل به مثالي مي شويم

فرض كنيد شما در شركتي كه كار مي كنيد در اتاق خود يك PC كه در آن يك ديسك قرار دارد و يك چاپگر كه متصل به كامپيوتر است و همچنين مودم داريد اين PC براي شما يك نفر در هر زمان بخوبي كار نخواهد كرد اگر شركت افراد استخدام شده خود را افزايش داد به هر نفر يك PC تعلق مي گيرد حال بايد تصميم بگيريم كه ايا شما مي توانيد به هر كدام اين افراد جداگانه يك چاپگر و يك مودم بدهيد

مسلم است كه اين كار پر هزينه استو بعلاوه چاپگر شما كه اغلب بلا استفاده است چه لزومي دارد كه براي هر نفر هم يك چاپگر خريداري شود

سؤال ديگر كه پيش مي آيد اين است كه ممكن است افراد ديگري هم در شركت به فايلهايي كه در هارد PC شما است احتياج داشته باشد يكي از راهها اين است كه اين فايلها روي فلاپي ديسك Save شود

مروري بر سيستم‌هاي عامل UNIX MINIX XINU WIN NT

فهرست مطالب

مقدمه ۱

۱- آدرس‌دهی ۳۲ بیتی ۱

مزیت های آدرس دهی ۳۲ بیتی  ۴

۲-VIRTUAL MEMORY حافظه مجازی ۵

عیوب استفاده ازRAM 

Mass STORAGE HARD DISK 7

SWAP FILE 9

3-PREEMPTIVE MULTITASKING 11

THREAD 12

nonpreemptive  13

Preemptive multitasking  13

مقایسه nonpreemptive و Preemptive  14

4- symmetric multipocess 16

MULTIPROCESSING* 16

MULTIPROCESSING متقارن و نا متقارن ۱۸

مزیتهاو عیوب سیستمها ی چند پرداشی نا متقارن  ۱۸

معایب سیستم های متقارن  ۱۹

THRAD 20

5- ساختارCLIENT/SERVER 22

CUENT/SERVER در ویندور NT 24

خصوصیت کنترل دستیابی ۲۶

مقدمه ۲۸

ساختار سیستم عامل xinu 29

زمانبندی و سوئیچ کردنScheduling & Context Switching 30

فرآیند پوچ Null Process 31

هماهنگی فرآیند ها Process Coordination 32

Interprocess Communication 33

مدیریت حافظه  Memory Management 34

Interrupt Processing  35

Input Output Management 36

Booting XINU 37

File System 38

سیستم عامل MINIX 40

تاریخچه MINIX 40

1-1نگاهی به مراحل پردازش در minix 42

2-2 ساختمان داخلی minix 42

3-2 مراحل مدیریت فرآیند ها در minix 44

فلاپی و دیسک ۴۵

۴-۲ مراحل جدول بندی شده در minix 46

1-1نگاهی به سیستم ورودی / خروجی در minix 47

2-3 برنامه مدیریت وقفه در سیستم minix 47

نرم افزار راه اندازی در سیستم unix 47

3-3 نرم افزار ورودی /خروجی غیر وابسته به وسایل سخت افزاری در minix 50

4-3 مدیریت وقفه در سیستم minix Dead Lock 51

5-3 دیسک گردان RAM 52

6-3 نگاهی به دیسک گردان فلاپی در سیستم minix 53

9-3 نگاهی به نرم افزار پایانه در minix 56

سیستم خروجی پایانه ۵۷

۱-۴مدیریت حافظه در minix 57

2-4 شمای حافظه ۵۸

نتیجه گیری ۶۱

سیستم عامل UNIX 62

مقدمه ۶۲

ساختار داخلی UNIX  65

ورود به UNIX  65

فایلها و دایرکتریهای در UNIX  66

UNIX Implementation اجرای UNIX  68

پردازشها در UNIX  69