Systemy Operacyjne - Podstawy i Ćwiczenia, Schematy z Informatyka

Pobierz Systemy Operacyjne - Podstawy i Ćwiczenia i więcej Schematy w PDF z Informatyka tylko na Docsity!

Technologie

informacyjne

Systemy operacyjne

Prowadzący:

dr inĪ. Jerzy Szczygieł

Definicja systemu operacyjnego.

System operacyjny (angielskie operating system, OS) jest

programem, który działa jako pośrednik miĊdzy

uĪytkownikiem komputera a sprzĊtem komputerowym.

Zadaniem systemu operacyjnego jest stworzenie

bezpiecznego i niezawodnego środowiska, w którym

uĪytkownik moĪe wykonywać swoje programy w sposób

wygodny i wydajny.

Cechy wyróĪniające ten rodzaj oprogramowania:

 duĪa złoĪoność (80 tys. jednostek funkcjonalności i wiĊcej);

 systemy operacyjne są sterowane przerwaniami (zdarzeniami);

 system operacyjny rozpoczyna działanie jako pierwszy program w

komputerze i nie zaprzestaje działania aĪ do wyłączenia komputera.

SprzĊt dostarcza podstawowych zasobów systemowych (procesor, pamiĊć operacyjna, pamiĊć masowa, urządzenia wejścia / wyjścia).

System operacyjny koordynuje i steruje wykorzystaniem zasobów sprzĊtowych przez róĪne programy uĪytkowe oraz róĪnych uĪytkowników.

Programy użytkowe definiują sposoby, na które zasoby systemu są wykorzystywane do rozwiązywania konkretnych zadań, na uĪytek konkretnych uĪytkowników (kompilatory, bazy danych, aplikacje biurowe, gry itp.).

Użytkownicy ludzie, maszyny, inne komputery (czasem uĪytkownicy abstrakcyjni, np. program - serwer WWW moĪe być uruchamiany "na konto" uĪytkownika, który nie jest określoną osobą).

System operacyjny – jedna z czterech

czĊści systemu komputerowego.

Co „siedzi” w systemie.

Współczesny system operacyjny

(OS Operating System).

 Zadania.

 Kryteria użyteczności.

 Cechy.

 Klasyfikacja.

Podstawowe zadania przypisywane OS.

 Zarządzanie procesami.

 Zarządzanie pamiĊcią operacyjną.

 Zarządzanie pamiĊcią masową.

 Zarządzanie plikami.

 Zarządzanie urządzeniami wejścia / wyjścia.

 Ochrona zasobów.

 Obsługa sieci.

 Interfejs uĪytkownika (np. interpreter komend,

środowisko graficzne);

 Dodatkowe funkcje.

Zarządzanie pamiĊcią operacyjną.

PamiĊć operacyjna (ulotna ang. volatile) jest z reguły pamiĊcią RAM,

której zawartość zanika po wyłączeniu zasilania lub w wyniku awarii

systemu.

System operacyjny, zarządzając pamiĊcią operacyjną, wykonuje

nastĊpujące operacje:

 rejestruje, które bloki pamiĊci są aktualnie zajmowane i przez kogo;  podejmuje decyzje, który proces moĪna załadować w momencie zwolnienia jakiejś przestrzeni pamiĊci;  alokuje (przydziela) i dealokuje (zwalnia) boki pamiĊci zaleĪnie od potrzeb.

Zarządzanie pamiĊcią masową.

Typową funkcją pamiĊci masowej jest trwałe zapisywanie danych

obrabianych wcześniej w pamiĊci operacyjnej. Z tego wzglĊdu spotyka siĊ

angielskie określenie secondary storage system - system archiwizacji

(backup) dla pamiĊci operacyjnej (primary storage). Takie podejście do roli

pamiĊci masowej stanowi jednak obecnie juĪ zbyt daleko idące

uproszczenie.

System operacyjny, zarządzając pamiĊcią masową wykonuje nastĊpujące

operacje:

 zarządza wolną przestrzenią (wolnymi blokami alokacji);  przydziela przestrzeń (bloków alokacji) plikom;  planuje i realizuje operacje dyskowe.

Zarządzanie urządzeniami wejścia / wyjścia.

System wejścia / wyjścia składa siĊ z:  buforów urządzeń;  interfejsów pomiĊdzy sprzĊtem a systemem sterowników;  programowych sterowników dla poszczególnych urządzeń.

Pu 1 Pu 2

A 1

Pu 3

A 2

S 1 S 2 S 3 S 4

S 1 S 2 S 3

U 1 U 2 U 3 U 4

PROCESY

JĄDRO

SPRZĉT

A – aplikacje Pu – procesy usługowe API – moduły odpowiedzialne za wyższe funkcje 1…4 – urządzenia logiczne S – sterowniki Zs – zasoby sprzĊtu U - urządzenia

API 1 (^) API 2

(^12 )

Zs 1 Zs 2 Zs 3 Zs 4

Architektura wejście/wyjścia

Obsługa sieci (systemy rozproszone).

żrupa procesorów, które nie współdzielą pamiĊci ani zegara systemowego, są zaś połączone ze sobą za pośrednictwem sieci komunikacyjnej moĪe być określona nazwą systemu rozproszonego.

UĪytkownik takiego systemu moĪe mieć zorganizowany dostĊp

do róĪnych jego zasobów, zlokalizowanych w róĪnych wĊzłach

sieci (serwerach zasobów). Konta uĪytkowników mogą być

zakładane i zarządzane:

 oddzielnie na kaĪdym komputerze,

 scentralizowane zarządzanie zasobami całej sieci, np. system domen w Windows-NT lub NDS w NetWare,

 systemy zachowujące siĊ jak jedna, wirtualna maszyna (superkomputery).

Interfejs uĪytkownika.

NiezaleĪnie od przyjĊtego sposobu realizacji interfejs uĪytkownika

musi zapewniać uĪytkownikowi (w szczególności administratorowi)

moĪliwość komunikacji z systemem w zakresie:

 tworzenia procesów i zarządzania procesami;  dostĊpu do urządzeń wejścia/wyjścia;  dostĊpu do pamiĊci masowej i zarządzania jednostkami pamiĊci masowej;  wykorzystywania pamiĊci operacyjnej i zarządzania pamiĊcią;  dostĊpu do systemu plików;  sterowania ochroną zasobów;  konfigurowania i uĪywania sieci.

Dodatkowe funkcje systemu

operacyjnego.

 współdzielenie zasobów, czyli przydzielanie jednego zasobu

grupie uĪytkowników lub procesów pracujących jednocześnie;

 ksiĊgowanie (ang. journaling, accounting), czyli śledzenie i

zapisywanie dodatkowych informacji na temat wykorzystywania zasobów przez poszczególnych uĪytkowników i/lub procesy, prowadzenie statystyk, naliczanie opłat za korzystanie z zasobów, zapewnienie moĪliwości cofniĊcia niedokończonych transakcji itp.;

 zabezpieczenia, czyli środki pozwalające utrzymać zasoby

systemu pod kontrolą jego administratorów, nie dopuścić do uĪywania ich bez zgody właściciela lub w niezgodnie z jego wolą.

Kryteria uĪyteczności OS.

 Łatwość instalacji i uĪytkowania systemu.

 Koegzystencja z innymi systemami tzn., moĪliwość czytania i zapisywania

danych na partycjach innych systemów oraz współpraca i wymiana danych pomiĊdzy komputerami w sieci lokalnej i Internecie.

 Zgodność sprzĊtowa tzn., moĪliwość instalacji na konkretnym komputerze

utrudnia czasem brak odpowiednich sterowników do określonych urządzeń.

 Wymiana danych tzn., moĪliwość czytania i wymiany dokumentów miĊdzy

róĪnymi aplikacjami przystosowanymi do róĪnych systemów.

 Przystosowanie do pracy w Internecie tzn., moĪliwości i wygoda w

przeglądaniu witryn, wymiany protokołów Internetowych itp.

 Cena.

 Ilość aplikacji działającej na danym systemie tzn., nawet najlepiej działający

system bĊdzie niewiele wart, jeśli nie bĊdzie posiadał bogatego oprogramowania przystosowanego na swoją platformĊ.

 Lokalizacja (moĪliwość porozumiewania siĊ z systemem w narodowym

jĊzyku).

Klasyfikacja systemów operacyjnych.

 Pod wzglĊdem sposobu komunikacji z uĪytkownikiem

rozróĪniamy:

 Systemy tekstowe - pierwsze wersje DOSu, Unix

 Systemy graficzne - Windows, MacOS i inne

 Pod wzglĊdem architektury, systemy operacyjne

dzielimy na:

 Monolityczne

 Warstwowe

 Klient serwer

 Systemy równoległe

 Systemy rozproszone