1 / 22

Opera ční systémy (OS)

Opera ční systémy (OS). historie a rozdělení. Operační systém (OS). je základní programové vybavení každého současného počítače, které řídí činnost výpočetního systému na základě požadavků uživatele. OS - funkce.

agnes
Télécharger la présentation

Opera ční systémy (OS)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Operační systémy (OS) historie a rozdělení

  2. Operační systém (OS) • je základní programové vybavení každého současného počítače, které řídí činnost výpočetního systému na základě požadavků uživatele

  3. OS - funkce • spravuje a řídí HW a SW zdroje systému (přiřazování procesorového času aplikacím, přístup k RAM paměti, HDD prostor atd. ..) • zajišťuje přístup aplikací k HW prostředkům aniž by tyto museli přesně vědět jakým způsobem HW funguje • zajišťuje komunikaci s uživatelem (příkazová řádka – shell, grafické uživatelské rozhraní – GUI)

  4. OS – start • po zapnutí počítače: • sada instrukcí v paměti ROM provede kontrolu HW prostředků počítače na správnou funkčnost(POST – power on self test), potom BIOS aktivuje HDD a předá řízeni „boot loaderu“(zaváděcí program) • loader má pouze jednu funkci – zavede OS do paměti RAM

  5. OS – co zařizuje po zavedení do RAM • Procesorový management • Paměťový management • Device management • HDD management • Aplikační rozhraní (API) • Uživatelské rozhraní

  6. I. Rozdělení OS dle počtu uživatelů • jednouživatelské OS (single-user systems) • dovolují práci jednomu uživateli (v daném čase), • standardní OS pro běžné nasazení. • víceuživatelské OS (multiuser systems) • dovolují práci více uživatelů současně, • patří sem především síťové OS.

  7. II. Rozdělení OS dle počtu zpracovávaných úloh • jednoprogramové OS • dovolují běh jednoho programu, • patří sem jednoduché OS (starší OS), • dnes se lze setkat zcela vyjímečně • víceprogramové OS • podpora multitaskingu, • OS podporující multitasking dovolují současný běh několika programů (úloh), • patří sem všechny moderní OS

  8. II. Rozdělení OS - víceprogramové OS • výhody: • možnost přepínání mezi programy (bez přerušení práce), • usnadnění činností, které musí probíhat „paralelně“ s ostatními činnostmi (např. správa sítě), • jednotlivé programy zde mohou lépe spolupracovat (např. přímá výměna dat), • lepší využití výpočetní kapacity systému, • multitasking je nutnou podmínkou pro realizaci víceuživatelského systému

  9. II. Rozdělení OS - víceprogramové OS • nevýhody: • nutná optimalizace OS, aby současný běh více programů výrazně nezpomalil program se kterým právě pracuje uživatel, • nároky na vlastní režii systému, • podmínkou je odpovídající HW vybavení výpočetního systému (procesor, paměť, disková kapacita), • nutné je odpovídající zabezpečení systému (odolnost proti zhroucení systému, ztrátě dat, ...)

  10. Víceprogramové OS - multitasking • Princip multitaskingu • běžný počítač nemá k dispozici dostatek procesorů, kde by běželo více úloh (obvykle pouze jeden), • proto je současný běh programů řízen tak, že se uživateli jako paralelní pouze jeví, • na počítačích s více procesory je potom nutné rozdělit zatížení na všechny procesory (toho nelze prakticky dosáhnout pouhým rozdělením procesů jednotlivým procesorům), • existuje několik principů simulace paralelního běhu procesů , všechny jsou založeny na střídavém přidělování procesorového času jednotlivým úlohám:

  11. Víceprogramové OS - multitasking • principy simulace paralelního běhu procesů • přepínání programů (procesů) • kooperativní multitasking • preemptivní multitasking

  12. 1. přepínání programů (multitasking) • není multitasking v pravém slova smyslu, • dovoluje pouze možnost rychlého přechodu od jednoho programu k druhému • přepínání programů je dosaženo tzv. vzájemným voláním programů a nejde tak přímo o vlastnost OS, ale aplikací, které umožní spuštění jiného programu, • dva základní typy přepínání programů: • systémy s omezeným přepínáním • systémy s neomezeným přepínáním

  13. 1. přepínání programů (multitasking) • systémy s omezeným přepínáním • dovolují přepínat mezi „hlavním“ programem a několika speciálními „vedlejšími“ programy, • tyto programy se deklarují při startu OS, • jiné přepínání není podporováno, • dnes již nevyužíváno

  14. 1. přepínání programů (multitasking) • systémy s neomezeným přepínáním • dovolují spustit běžné aplikace, mezi nimiž se lze přepínat a kdykoliv je možné spustit další program, • aktuální stav aplikace se nazývá kontext • program, který má v paměti svůj kontext (je právě aktivní) se nazývá proces • běžící proces musí pravidelně volat systémovou službu, kterou signalizuje, že může být přerušen, • v této souvislost hovoříme o přepnutí kontextu (context switch), o odebrání procesoru a o přidělení procesoru • dnes již nevyužíváno

  15. 2. kooperativní multitasking • vychází z mechanismů používaných při přepínání procesů, • v systému s přepínáním procesů dochází k přepnutí pouze na žádost uživatele a tomu i odpovídá malé využití možností daného principu • výhodnější je realizovat přepnutí vždy, když první proces čeká (není aktivní) • současně s přepnutím na druhý proces je zadán i požadavek na návrat (přepnutí zpět v případě možnosti přerušení), • první proces běží tzv. na popředí (foreground), druhý proces potom na pozadí (background), • proti běžnému přepínání procesů lepší využití procesoru

  16. 2. kooperativní multitasking • proces na pozadí je standardně výrazně zpomalen, • nelze využít na realizaci paralelních úloh (správa sítě, ...) • v případě chyby aktivního procesu (např. nekonečná smyčka) nemusí být nikdy volána přerušovací služba a systém potom nemá možnost odejmout aplikaci řízení - proto dojde k zablokování celého systému • kooperativní multitasking proto není bezpečný • doposud často používaný • Windows 3.x (příklad poměrně neefektivního řešení)

  17. 3. preemptivní multitasking • řeší většinu problémů, které má kooperativní multitasking, • operační systém zde nevyžaduje spolupráci aplikací při realizaci multitaskingu, • systém je sám schopen přerušit kterýkoliv proces (obvykle při přerušení od časovače) - preempce • lze zde nastavit priority procesů (důležité procesy získávají procesor přednostně)

  18. 3. preemptivní multitasking • systémové procesy ostatním procesům (klienti) nabízejí služby, které jim využití prostředku umožní a zároveň hlídají zablokování • moderní OS zabezpečují iluzi současného běhu několika procesů bez zřetelného střídání • OS nepovolí žádnému procesu běžet déle než po specifikovaný časový interval (časové kvantum) • využívají všechny moderní operační systémy

  19. III. dělení OS dle typu zpracování • multiprocesing • schopnost OS využít instalované procesory, • souběžné zpracování programů na systémech s více procesory, • každý procesor je přiřazen jednomu programu a plní stejné funkce pro všechny programy • běžný pro velké výpočetní systémy a výkonné servery • dva druhy multiprocesingu

  20. III. dělení OS dle typu zpracování • multiprocesing – 2 typy • SMP (Symetrický multiprocesing) • dva nebo více procesorů řízeno jedním OS, • procesory mívají obvykle rovnoprávnou úroveň, • schopnost OS průběžně přidělovat úlohy nejbližšímu volnému procesoru • AMP (Asymetrický multiprocesing) • Rozdílné využití procesorů • Lze stanovit, které úlohy budou využívat který procesor

  21. III. dělení OS dle typu zpracování • interprocesing • dynamické propojování mezi aplikacemi, • možnost přenosu objektů mezi aplikacemi, • automatická aktualizace těchto propojených dat, • např. OLE (Object Linking and Embedding)

  22. III. dělení OS dle typu zpracování • real-time procesing • určeno pro specifické aplikace, kde je vyžadována minimální doba odezvy (řízení technologické linky, ...), • uživatel má dojem, jako by komunikoval v reálném čase

More Related