Wyklad5.pdf

Wykład 5

Systemy operacyjne i ich funkcje

Zagadnienia szczegółowe:

- pojęcie systemu operacyjnego

- struktura systemu operacyjnego

- pliki

- funkcje systemu operacyjnego

- klasyfikacje systemów operacyjnych

- systemy operacyjne Windows

- główne cechy systemów Windows

- MS Windows XP, MS Windows Vista, MS Windows Server 2008

- MS Windows 7

- graficzny interfejs użytkownika

- systemy plików Windows

- interpreter poleceń

- bezpieczeństwo systemu

- Rejestr

- technologie OLE i COM

Pojęcie systemu operacyjnego :

System operacyjny (operating system) to zbiór programów:

- umożliwiających uruchamianie programów użytkownika

- przeznaczonych do dynamicznego zarządzania zasobami komputer

i umożliwiających wykorzystanie tych zasobów

- umożliwiających wszechstronne wykorzystanie samego sprzętu komputerowego

Gdy użytkownik końcowy uruchamia aplikację, na jej potrzeby przydzielane są

zasoby systemu komputerowego. Przydziałem tym zarządza system operacyjny,

dzięki czemu można uzyskać stosunkowo duży stopień niezależności programów od

konkretnego sprzętu oraz odpowiedni poziom bezpieczeństwa i sprawności

działania.

Definicje systemu operacyjnego :

Per Brinch Hansen : System operacyjny jest zbiorem automatycznych i ręcznych

procedur, które pozwalają grupie osób na efektywne współdzielenie urządzeń

maszyny cyfrowej.

Alan Shaw : System operacyjny (nadzorczy, nadrzędny, sterujący) jest to

zorganizowany zespół programów, które pośredniczą między sprzętem a

użytkownikami , dostarczając użytkownikom zestawu środków ułatwiających

projektowanie, kodowanie, uruchamianie i eksploatację programów oraz w tym

samym czasie sterują przydziałem zasobów dla zapewnienia efektywnego

działania.

Abraham Silberschatz : System operacyjny jest programem, który działa jako

pośrednik między użytkownikiem komputera, a sprzętem komputerowym. Zadaniem

systemu operacyjnego jest tworzenie środowiska , w którym użytkownik może

wykonywać programy w sposób wygodny i wydajny .

Andrew Tanenbaum : System operacyjny jest warstwą oprogramowania operującą

bezpośrednio na sprzęcie , której celem jest zarządzanie zasobami systemu

komputerowego i stworzenie użytkownikowi środowiska łatwiejszego do

zrozumienia i wykorzystania.

Miejsce systemu operacyjnego w systemie komputerowym :

aplikacje użytkownika

oprogramowanie użytkowe i narzędziowe

SYSTEM OPERACYJNY

sprzęt

Popularne systemy operacyjne:

CP/M, MS DOS, PC DOS

Windows 3.x, Windows 9x,

Windows Millennium, Windows NT, Windows 2000,

Windows XP,

Windows Vista

UNIX, XENIX, Linux ,

Mac OS, OS/2

Pojęcia podstawowe :

Zasób systemu komputerowego (resource) to każdy, niekoniecznie fizyczny, środek,

o który mogą ubiegać się użytkownicy i ich programy, zwykle niezbędny do

wykonania przez komputer postawionego mu zadania.

Zasoby zarządzane przez system operacyjny:

- procesor – przydział czasu procesora

- pamięć – alokacja przestrzeni adresowej dla procesów

- urządzenia zewnętrzne:

* udostępnianie i sterowanie pamięciami zewnętrznymi

* alokacja przestrzeni dyskowej

* udostępnianie i sterowanie urządzeniami zewnętrznymi

- informacja (system plików)

* organizacja i udostępnianie informacji

* ochrona i autoryzacja dostępu do informacji

Proces to obiekt opisujący pracę systemu komputerowego, któremu przydzielony

został procesor, własny obszar pamięci operacyjnej oraz zbiór innych, potrzebnych

zasobów.

Proces określany jest przez kod programu wykonywanego w trakcie swego istnienia:

- kod programu użytkownika (proces użytkownika)

- kod systemowy (proces systemowy)

Proces może posiadać wiele podobiektów – wątków, z których każdy wykonuje część

kodu w kontekście bieżącego procesu.

Wątki są wykonywane we wspólnej przestrzeni adresowej i współdzielą zasoby.

Struktura systemu operacyjnego :

powłoka

jądro systemu

sprzęt

jądro systemu – wykonuje główne zadania systemu

powłoka – pośredniczy w komunikacji użytkownika z systemem operacyjnym i

sprzętem

system plików – określa sposób zapisu danych na nośnikach

Jądro systemu (kernel) – podstawowa część systemu operacyjnego, wykonuje

główne zadania systemu, ukrywa szczegóły sprzętowej realizacji systemu

komputerowego:

- jądro monolityczne – wszystkie zadania są wykonywane przez jądro, będące

jednym, dużym programem działającym w trybie jądra (Linux)

- mikrojądro – z monolitycznego jądra zostaje tylko jego podstawowa część, części

odpowiedzialne za bardziej wyrafinowane funkcje są wydzielone do funkcjonalnych

bloków albo realizowane jako zwykłe procesy (Windows)

- jądro hybrydowe – kompromis między architekturą jądra monolitycznego

i mikrojądra

Powłoka (shell)

- pośredniczy w komunikacji użytkownika z systemem operacyjnym i sprzętem

- tworzy ją:

* interpreter poleceń komunikujący użytkownika z systemem, który:

- pobiera polecenia od użytkownika

- interpretuje polecenia

- wykonuje polecenia

- przekazuje użytkownikowi wyniki wykonania poleceń oraz informuje

o problemach lub błędach

* programy systemowe do obsługi poleceń

- przykłady: cmd.exe (Windows), sh (UNIX), KDE (Linux)

System plików określa sposób zapisu danych w postaci plików, metodę

przechowywania plików, zarządzania plikami i informacjami o nich.

plik

- jest podstawową jednostką zapisu i przechowywania danych w komputerze

- jest ciągiem bitów, opatrzonym nazwą i atrybutami

- bity danych są interpretowane w zależności od charakteru (typu) pliku

- plik opisują następujące informacje:

* nazwa pliku oraz rozszerzenie charakterystyczne dla typu pliku

* rozmiar pliku (w bajtach)

* data oraz godzina utworzenia (lub modyfikacji) pliku

* atrybuty: tylko do odczytu, ukryty, systemowy, archiwalny

* prawa odczytu, zapisu, wykonania pliku

Pliki mogą być organizowane w katalogi ( foldery , kartoteki)

Funkcje systemu operacyjnego :

wynikają z konieczności rozwiązywania konfliktów powstałych podczas

współubiegania się różnych procesów o zasoby systemu komputerowego

i optymalizacji wykorzystania tych zasobów przez procesy:

- funkcje zarządzające: zarządzanie pracą wszystkich elementów wchodzących

w skład systemu komputerowego, tworzenie środowiska do pracy innych

programów.

- funkcje dystrybucji zasobów: nadzór nad wszystkimi zasobami wchodzących

w skład systemu komputerowego, odpowiedni przydział (dystrybucja) zasobów

poszczególnym programom, które się o nie ubiegają

- funkcje sterujące: nadzorowanie działania programów użytkownika,

przeciwdziałanie błędom i zapobieganie sytuacjom awaryjnym, sterowanie pracą

urządzeń wejścia-wyjścia i zapewnienie poprawnej współpracy jednostki centralnej

z urządzeniami zewnętrznymi

- testowanie składowych sprzętowych systemu

- pobieranie i wykonywanie poleceń użytkowników, obsługa dialogu użytkownik –

komputer, definiowanie interfejsu użytkownika

- udostępnianie środowiska do wykonywania programów (ładowanie

i uruchamianie programów, szeregowanie procesów)

- zarządzanie procesorami, pamięcią operacyjną, procesami, siecią komputerową

(przydział i zwalnianie pamięci, zarządzanie pamięcią wirtualną)

- współdzielenie danych i zasobów (wielodostęp) (przydział, synchronizacja

dostępu, ochrona i autoryzacja dostępu, odzyskiwanie zasobów, księgowanie

wykorzystania zasobów)

- zarządzanie plikami (gromadzenie, przetwarzanie i porządkowanie programów

i danych na zewnętrznych nośnikach - przetwarzanie plików, tworzenie, usuwanie

plików i katalogów, zapis i odczyt plików)

- zarządzanie urządzeniami zewnętrznymi (przyłączanie nowych urządzeń

i ustawienie parametrów ich pracy, obsługa operacji we/wy, buforowanie operacji

we/wy)

- obsługa błędów

Klasyfikacja systemów operacyjnych :

ze względu na sposób przetwarzania:

- systemy przetwarzania bezpośredniego (on-line processing systems) tzw. Systemy

interakcyjne :

* występuje bezpośrednia interakcja pomiędzy użytkownikiem, a systemem

(podanie danych, wybór z menu)

* wykonywanie zadania użytkownika rozpoczyna się zaraz po jego wprowadzeniu

do systemu

- systemy przetwarzania pośredniego (off-line processing systems) tzw. Systemy

wsadowe :

* występuje znacząca zwłoka czasowa między wprowadzeniem do systemu

a rozpoczęciem wykonywania zadania

* niemożliwa jest ingerencja użytkownika w wykonywanie zadania

ze względu na liczbę wykonywanych programów:

- systemy jednozadaniowe (jednoprogramowe):

* niedopuszczalne jest rozpoczęcie wykonywania następnego zadania użytkownika

przed zakończeniem poprzedniego

- systemy wielozadaniowe (wieloprogramowe) z wywłaszczeniem lub bez

wywłaszczania:

* dopuszczalne jest istnienie jednocześnie wielu zadań (procesów), którym, zgodnie

z pewną strategią, przydzielany jest kolejno procesor

* zwolnienie procesora następuje w wyniku: żądania przydziału dodatkowego

zasobu, zainicjowania operacji we/wy, przekroczenia ustalonego limitu czasu

(podział czasu procesora)

ze względu na liczbę użytkowników:

- systemy dla jednego użytkownika :

* zasoby przeznaczone są dla jednego użytkownika (np. w przypadku komputerów

osobistych)

* nie ma mechanizmów autoryzacji, a mechanizmy ochrony informacji są

ograniczone

- systemy wielodostępne :

* wielu użytkowników może niezależnie korzystać ze zasobów systemu

komputerowego, a system operacyjny gwarantuje ich ochronę przed

nieupoważnioną ingerencją

ze względu na sposób, w jaki komunikują się z użytkownikiem :

- systemy pracujące tylko w trybie tekstowym:

* na monitorze widoczne są tylko znaki ASCII

* polecenia wpisuje się w linii poleceń z klawiatury

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: