System operacyjny

System Operacyjny
Zajęcia 4
System Operacyjny (OS)
System operacyjny (z ang. skrót OS - Operating System) – to oprogramowanie
zarządzające sprzętem komputerowym, tworzące środowisko do uruchamiania i kontroli
zadań użytkownika.
W celu uruchamiania i kontroli zadań użytkownika System Operacyjny zajmuje się:
• planowaniem oraz przydziałem czasu procesora poszczególnym zadaniom,
• kontrolą i przydziałem pamięci operacyjnej dla uruchomionych zadań,
• dostarcza mechanizmy do synchronizacji zadań i komunikacji pomiędzy zadaniami,
• obsługuje sprzęt oraz zapewnienia równolegle wykonywanym zadaniom jednolity, wolny od
interferencji dostęp do sprzętu.
Dodatkowe przykładowe zadania, którymi może ale nie musi zajmować się System
Operacyjny to:
•ustalanie połączeń sieciowych,
•zarządzanie plikami.
Wiele Systemów Operacyjnych posiada środowiska graficzne ułatwiające komunikacje
maszyny z użytkownikiem.
System Operacyjny jako interfejs pomiędzy maszyną a człowiekiem
Budowa Systemu Operacyjnego
Przyjęto podział na trzy główne elementy budowy Systemu Operacyjnego:
• jądro systemu wykonujące i kontrolujące ww. zadania.
• powłoka – specjalny program komunikujący użytkownika z systemem operacyjnym,
• system plików – sposób zapisu struktury danych na nośniku.
Jądro składa się z następujących elementów funkcjonalnych:
• planisty czasu procesora, ustalającego które zadanie i jak długo będzie wykonywane,
• przełącznika zadań, odpowiedzialnego za przełączanie pomiędzy uruchomionymi zadaniami,.
Dodatkowo:
• modułu zapewniającego synchronizacje i komunikację pomiędzy zadaniami,
• modułu obsługi przerwań i zarządzania urządzeniami,
• modułu obsługi pamięci, zapewniającego przydział i ochronę pamięci.
• innych zależnie od funkcji i przeznaczenia systemu.
Podział systemów operacyjnych
Pod względem sposobu komunikacji z użytkownikiem:
• systemy tekstowe - komunikujące się za pomocą wydawanych z linii poleceń komend
• systemy graficzne - komunikujące się za pomocą graficznych okienek i symboli (ikon). Obsługa
komputera polega na manipulowaniu za pomocą kursora myszy lub klawiszami, symbolami które
odpowiadają określonym zadaniom
Pod względem planowania i przydziału czasu procesora poszczególnym zadaniom:
• system operacyjny czasu rzeczywistego
• systemy operacyjne czasowo niedeterministyczne
Ze względu na sposób realizacji przełączania zadań:
• systemy z wywłaszczaniem zadań
• systemy bez wywłaszczania zadań
Ze względu na rodzaj osadzenia:
• otwarte systemy operacyjne
• wbudowane systemy operacyjne
Pod względem środowiska użytego do implementacji systemu:
• programowe
• sprzętowe
Zadanie 1 Znajdź po jednym przykładzie Systemu Operacyjnego do każdej z powyżej wskazanych grup.
Zasoby sprzętowe zarządzane przez System Operacyjny
Procesor
•przydział czasu procesora
Pamięć
• alokacja przestrzeni adresowej dla procesów
• transformacja adresów
Urządzenia zewnętrzne
• udostępnianie i sterowanie urządzeniami pamięci masowej np. dysk twardy
• alokacja przestrzeni dyskowej
• udostępnianie i sterowanie drukarkami, skanerami, aparatami itp.
Informacja (system plików)
• organizacja i udostępnianie informacji
• ochrona i autoryzacja dostępu do informacji
Szczegóły zarządzania zasobami przez OS
Zarządzanie procesem – proces to program w stanie uruchomionym, każdy proces wymaga
przydziału pewnych zasobów, włączając w to czas procesora, pamięć, pliki oraz urządzenia
wejścia/wyjścia, aby w pełni wykonać swoje zadanie. System operacyjny jest odpowiedzialny
w fazie zarządzania procesami za:
• tworzenie i usuwanie procesu,
• wstrzymywanie i przywracanie procesu,
• zapewnienie mechanizmów pozwalających na synchronizację procesów oraz komunikację
między procesami.
Zadanie 2 Sprawdź pod Windows wszystkie aktualnie uruchomione procesy.
Szczegóły zarządzania zasobami przez OS
Zarządzanie pamięcią operacyjną – pamięć to duża tablica słów lub bajtów, każda z
własnym adresem, pamięć jest szybko dostępna i dzielona jest pomiędzy procesor oraz
urządzenia wejścia/wyjścia. Pamięć główna jest ulotnym miejscem przechowywania danych,
traci swoją zawartość w czasie awarii systemu. System operacyjny jest odpowiedzialny w
fazie zarządzania pamięcią za:
• utrzymywanie informacji która część pamięci jest aktualnie używana i przez kogo,
• decydowania który proces powinien zostać wczytany do pamięci jeżeli pamięć jest wolna,
• przydzielanie i zwalnianie pamięci.
Zadanie 3 Sprawdź pod Windows pamięć zużywaną przez procesy.
Szczegóły zarządzania zasobami przez OS
Zarządzanie plikami – plik jest zbiorem informacji zdefiniowanym przez twórcę pliku.
Zazwyczaj, pliki reprezentują programy (źródła programów lub pliki wykonywalne) oraz dane.
System operacyjny jest odpowiedzialny w fazie zarządzania plikami za:
• tworzenie i kasowanie plików,
• tworzenie i kasowanie katalogów,
• wsparcie dla użytkowników końcowych przy operacjach na plikach,
• mapowanie plików na nośniku danych,
• tworzenie kopii plików.
Zadanie 4 Sprawdź pod Windows jak podzielone są dyski przy komputerze na którym aktualnie
pracujesz i jaki system plików jest tam zainstalowany.
Przykłady OS - DOS
DOS (z ang. Disk Operating System), pierwszy przenośny system operacyjny OS
komputerów PC i mikrokomputerów lat 80. rezydujący nad BIOSem, zawierający m.in.
rozszerzenia programowe procedur sprzętowych BIOSu i interpreter komend. DOS zawiera
niektóre doświadczenia systemu klasy CP/M.
Przykłady OS - Windows
Microsoft Windows (z ang. okna)
– rodzina kilku systemów
operacyjnych wyprodukowanych
przez firmę Microsoft. Systemy
rodziny Windows działają na
serwerach, systemach
wbudowanych oraz na komputerach
osobistych, z którymi są najczęściej
kojarzone.
Prezentację pierwszego
graficznego środowiska pracy z
rodziny Windows Microsoft
przeprowadzono w listopadzie
1985. Wówczas była to graficzna
nakładka na system operacyjny
MS-DOS, powstała w odpowiedzi
na rosnącą popularność graficznych
interfejsów użytkownika takich,
jakie prezentowały na przykład
komputery Macintosh. Nakładka, a
później system operacyjny
Windows po pewnym czasie
zdominowała światowy rynek
komputerów osobistych. W marcu
2009 systemy z rodziny Microsoft
Windows były zainstalowane na
88,14% komputerów na świecie.
Przykłady OS - Linux
Linux – rodzina uniksopodobnych systemów
operacyjnych opartych o jądro Linux. Linux jest
jednym z przykładów wolnego i otwartego
oprogramowania: jego kod źródłowy może być
dowolnie wykorzystywany, modyfikowany i
rozpowszechniany.
Pierwsza wersja jądra Linux została
udostępniona publicznie 17 września 1991 dla
architektury komputera PC, wykorzystującej
mikroprocesor o architekturze IA-32. Do jądra
dołączono narzędzia systemowe i biblioteki z
projektu GNU aby otrzymać nadający się do
użytku system operacyjny. Z tego powodu
powstała też alternatywna nazwa kompletnego
systemu: GNU/Linux. Obecnie jest on
udostępniany w formie licznych dystrybucji
Linuksa, które składają się z jądra (niekiedy
zmodyfikowanego w stosunku do oficjalnej
wersji) i zestawu pakietów oprogramowania
dobranego do różnorodnych wymagań.
Dystrybucje zawierają głównie
oprogramowanie na licencjach FLOSS, jednak
najczęściej zawierają też lub pozwalają na
łatwe doinstalowanie pewnej liczby programów
na licencjach własnościowych.
Najbardziej znanym zastosowaniem Linuksa są
środowiska serwerowe, dla których komercyjne
wsparcie oferują również duże firmy
komputerowe jak IBM, Sun Microsystems, Dell,
Hewlett-Packard, Red Hat i Novell. Linux działa
na szerokiej gamie sprzętu komputerowego,
wliczając komputery biurkowe, superkomputery
i systemy wbudowane, takie jak telefony
komórkowe i routery.
Przykłady OS – Mac OS X
Mac OS X - złożony system operacyjny dla komputerów Macintosh opracowany w roku 2000 w
amerykańskiej firmie Apple Inc. X w nazwie oznacza 10. wersję systemu Mac OS, jednak Mac OS X
jest systemem o całkowicie odmiennej budowie niż poprzednie wersje Mac OS.
Praca domowa:
1. Dowiedź się jak najwięcej o systemie operacyjnym QNX?
2. Czy proces i zadanie to to samo?
3. Dowiedz się czym jest Google Chrome OS?