System_Operacyjny.pdf

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Wprowadzenie

System operacyjny - program, kt ó ry po œ redniczy miŒdzy

u¿ytkownikiem komputera a sprzŒtem komputerowym

Zadania systemu operacyjnego :

• Ukrywa szczeg ó ‡y sprzŒtowe systemu komputerowego poprzez

tworzenie abstrakcji (maszyn wirtualnych).

Przyk‡ady:

- jednolity spos ó b dostŒpu do urz„dzeæ zewnŒtrznych

- zbiory blok ó w dyskowych widziane jako pliki o symbolicznych

nazwach

- du¿a, szybka, dedykowana pamiŒ æ operacyjna

- wsp ó ‡bie¿ne wykonanie program ó w (jako abstrakcja r ó wnoleg‡o œ ci)

• Zarz„dza zasobami:

- zasoby to obiekty niezbŒdne do wykonania programu, np. pamiŒ æ ,

czas CPU, wej œ cie-wyj œ cie, porty komunikacyjne

- strategie przydzia‡u i odzyskiwania zasob ó w

(zarz„dzanie pamiŒci„, zarz„dzanie procesorem, zarz„dzanie plikami,

zarz„dzanie urz„dzeniami)

- efektywno œæ zarz„dzania zasobami decyduje o wydajnej eksploatacji

sprzŒtu komputerowego

• Dostarcza przyjazny interfejs

- wygoda u¿ycia (ustawianie prze‡„cznik ó w, karty perforowane, ta œ my

perforowane, terminale graficzne z myszk„ i klawiatur„)

Sk‡adowe systemu komputerowego:

• SprzŒt - podstawowe zasoby obliczeniowe (CPU, pamiŒ æ , urz„dzenia

wej œ cia-wyj œ cia)

• System operacyjny - nadzoruje i koordynuje pos‡ugiwanie siŒ sprzŒtem

• Programy u¿ytkowe - okre œ laj„ spos ó b u¿ycia zasob ó w systemu do

rozwi„zania zadaæ stawianych przez u¿ytkownik ó w

• U¿ytkownicy (ludzie, maszyny, inne komputery)

Wprowadzenie

str. 1

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Historia rozwoju system ó w operacyjnych

Wczesne systemy - „ go‡a ” maszyna

• Struktura

- wielkie maszyny obs‡ugiwane za po œ rednictwem konsoli

- system jednou¿ytkownikowy (harmonogram pracy maszyny)

- programista/u¿ytkownik pe‡ni‡ rolŒ operatora

• Nieefektywne wykorzystanie kosztownych zasob ó w

- niskie wykorzystanie CPU

- pe‡na sekwencyjno œæ pracy urz„dzeæ

- przestoje sprzŒtu zwi„zane z wykonywaniem czynno œ ci operatorskich

• Wczesne oprogramowanie

asemblery, programy ‡aduj„ce, programy ‡„cz„ce, biblioteki typowych

funkcji, kompilatory, programy steruj„ce urz„dzeæ

Proste systemy wsadowe

• Zatrudnienie operatora (u¿ytkownik <> operator)

• Skr ó cenie czasu instalowania zadania przez przygotowywanie wsadu

zadaæ o podobnych wymaganiach

• Automatyczne porz„dkowanie zadaæ - automatyczne przekazywanie

sterowania od jednego zadania do drugiego

• Rezydentny monitor

- inicjalnie sterowanie jest w monitorze

- przekazanie sterowania do zadania

- po zakoæczeniu zadania sterowanie wraca do monitora

• Wprowadzenie kart steruj„cych (Job Control Language)

• Istotna zmiana trybu pracy z punktu widzenia u¿ytkownika

• ZwiŒkszona przepustowo œæ systemu kosztem œ redniego czasu obrotu

zadania

Problem : niska wydajno œæ (CPU i urz„dzenia wej œ cia-wyj œ cia nie mog„

pracowa æ r ó wnocze œ nie, czytnik kart bardzo wolny)

Rozwi„zanie : praca w trybie po œ rednim (off-line)

Wprowadzenie

str. 2

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Praca w trybie po œ rednim

Przy œ pieszenie obliczeæ poprzez ‡adowanie zadaæ do pamiŒci z ta œ m oraz

czytanie kart i drukowanie wynik ó w wykonywane off-line

czytnik

kart

procesor

pomocniczy

drukarka

ta œ my systemowe

komputer g‡ ó wny

Korzy œ ci :

• Komputer g‡ ó wny nie jest ograniczony prŒdko œ ci„ pracy czytnik ó w kart

i drukarek, a jedynie prŒdko œ ci„ szybszych stacji ta œ mowych

• Nie s„ potrzebne zmiany w programach u¿ytkowych przy przej œ ciu do

trybu pracy po œ redniej

• Mo¿liwo œæ u¿ywania wielu system ó w czytnik-ta œ ma i ta œ ma-drukarka

dla jednego CPU

Wprowadzenie

str. 3

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Buforowanie

Metoda jednoczesnego wykonywania obliczeæ i wej œ cia-wyj œ cia dla

jednego zadania:

• Nie eliminuje ca‡kowicie przestoj ó w CPU czy urz„dzeæ wej œ cia-wyj œ cia

• Wymaga przeznaczenia pamiŒci na systemowe bufory

• Niweluje wahania w czasie przetworzenia danych

Spooling (simultaneous peripheral operation on-line)

Metoda jednoczesnego wykonywania wej œ cia-wyj œ cia jednego zadania i

obliczeæ dla innych zadaæ

• Mo¿liwe dziŒki upowszechnieniu siŒ system ó w dyskowych

• Podczas wykonania jednego zadania system operacyjny:

- czyta nastŒpne zadanie z czytnika kart na dysk (kolejka zadaæ)

- drukuje umieszczone na dysku wyniki poprzedniego zadania

• Pula zadaæ - mo¿liwo œæ wyboru kolejnego zadania do wykonania

• Dalsza rozbudowa systemu operacyjnego (modu‡ wczytuj„cy, modu‡

steruj„cy, modu‡ wypisuj„cy)

dysk

czytnik

kart

drukarka

CPU

Wprowadzenie

str. 4

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Wieloprogramowe systemy wsadowe

Wiele (wiŒcej ni¿ jedno) zadaæ r ó wnocze œ nie przebywa w pamiŒci i

wsp ó ‡dzieli procesor (wykonuje siŒ wsp ó ‡bie¿nie)

CPU

I/O

L: read()----------------------

SIO --------------

-- --

L+1: --------------------------- --

-- --

M: P(S) ----------------------- --

-- --

---------------- --

-- --

-- przerwanie --

<---------------------------------

R: -------------->

R+1: <-----------

• Dzielenie czasu procesora (wznawianie zadaæ, synchronizacja i

komunikacja)

• Dzielenie pamiŒci operacyjnej (ile program ó w r ó wnocze œ nie, ochrona)

• Dzielenie urz„dzeæ (program kana‡owy, system przerwaæ)

Wprowadzenie

str. 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: