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

?