A számítógép lelke, az operációs rendszer

1. A számítógép lelke, az operációs rendszer

2. Történeti áttekintés • A számítástechnika a szoftver és a harver dinamikus fejlődésének eredménye. • Charles Babbage (1792-1871) első digitális anal\tikus gépének még nem volt operációs rendszere, sőt szoftvere sem, és maga a gép sem készült el igazán soha, mert mechanikus szerkezet lévén, az elképzelésekhez hiányzott a műszaki háttér.

3. Az első generációs vákumcsöves gépek • nem oprációs rendszer koordinálta, hanem egy szakértői csapat, • korszakalkotó Neumann János javaslata: • a gépekhez tárolható pogramokat csatoljanak. • EDVAC, 1952-ben. • Kialakult a kezdetek egyik meghatározó gyártója által kifejlesztett UNIVAC I programnyelv a UNIVAC nevű géphez. • 1952-ben Grace Hopper megalkotta az első hibakeresésre használt programot, az úgynevezett debauggert.

4. második generáció a tranzisztorok kora • külön kialakított termekben felépített számítógépeken végeztek úgynevezett kötegelt feldolgozást • egy speciális program, amely a szalagról (kártyáról) elindította a beolvasást, tekinthető az operációs rendszerek elődjének. • A beolvasást a feldolgozás követte, majd a kimeneti adatokat újra szalagra rögzítették, és azok a nyomtató géphez, egy másik terembe kerültek. • Tipikus programnyelveket használtak, olyat, mint az FMS (Fortran Monitor System), vagy az IBSYS, az IBM operációs rendszere a korabeli IBM 7094 gépeken.

5. A számítógép hardver-egységeinek működési sebességében jelentős eltérések mutatkoztak. • A központi egység gyorsult, a perifériák nem győzték ellátni feladattal

6. harmadik generációs gépek • megszülettek az első operációs rendszerek, • az olcsóbb, integrált áramkörökkel épített gépek elterjedtek, és biztosítani kellett azt, hogy halandók is kezelni tudják őket. • Mindegyik nagy gyártó akkoriban, a hatvanas, hetvenes években saját parancssort készített acélból, hogy megkönnyítse a felhasználó-számítógép kommunikációt és valamelyest automatizálja a számítógép belső erőforrásainak működését. • Az alapelvek és a felépítés ugyan hasonló volt, de a megvalósításban jelentős eltérések mutatkoztak.

7. Miért fontos korszak? • Honeywell • Univac, később Unisys • Az IBM cég[1] több ezer szakemberből álló csapata is megalkotott egy olyan assembly programot, az OS/360 nevűt, Nagyméretű volt, hibákkal tűzdelt, a javítások hatására még nehézkesebbé vált. • alapelveit megörökölték a későbbi operációs rendszerek. • Megoldástadott, a multiprogramozás, a háttértárolás vagy spooling, és az időosztás problémájára.

8. a korszaknak a végén kezdődött meg, elsősorban az IBM cégnek köszönhetően, a HW és SW termékek elkülönített gyártása és forgalmazása, (erőteljes szabványosítási folyamat kezdetét is jelentette). • A korszak jellemző rendszere lett a mini számítógépes rendszer, és ennek képviseletében a PDP sorozat, melynek legfejlettebb változata a PDP-11-es volt • Egy ilyen típusu gépen kezdte fejleszteni a UNIX alapú rendzerek ősét a Bell Labs-ban Ken Thompson, 1972-ben.

9. A negyedik, azaz az LSI generáció • a magas integráltságú hardver korát jelentette. • Kialakulhattak a munkaállomások, és az őket mindenképpen kísérő új típusú többfelhasználós operációs rendszerek. • Új szempont lett a felhasználóbarát szoftver • A mikroszámítógépek kora

10. Jellemző rendszerek • DOS operációs rendszer • a kezdetben csak operációs rendszer jellegű, de később teljeskörű szolgáltatást nyújtó Windows rendszerek, • elterjed UNIX alapú rendszereknek. • A kezdetekben még jelentős Apple Macintosh rendszereket ebben a régióban, szinte teljesen kiszorították mára a Windows és Unix alapú rendszerek.

11. Az operációs rendszerek feladata

12. Globális célok • Az operációs rendszer olyan program, amely a közvetítő szerepét vállalja a számítógép felhasználója és a számítógép hardvere között. • biztosítja a felhasználó számára azt a környezetet, amelyben az a programokat futtathatja. • a fejlesztők célja • a számítógép használatát kényelmessé tegyék • a hardver összetevők minél hatékonyabban működjenek

13. A hardvert a CPU, a memóriák és az I/O elemek alkotják, ezek a számítógép erőforrásai. • A gépen futtatandó felhasználói programok, például a fordítók, adatbázis-kezelők, játékprogramok, üzleti szoftverek, határozzák meg a számítógépes rendszer és az alap- szoftverek megválasztását a közvetlen felhasználó számára. • A felhasználó lehet ember, de lehet egy másik, kapcsolt számítógépes rendszer is.

14. szervező, amely a számítógépes feldolgozás elemeit, • a szoftvert, • a hardvert és • az adatokat koordinálja. • Az operációs rendszer program, amely a rendszer erőforrásait beosztja.

15. programokkal oldja meg az olyan problémákat, mint • a CPU időelosztás, • a memóriakezelés, • adatszerkezet-tárolás, • kimeneti-bemeneti műveletek beosztása, • a jogosultságok számbavétele, stb. • a felmerülő ellentmondásokat megpróbálja kiküszöbölni, illetve azokról a felhasználónak számot adni. Ezért az operációs rendszert tekinthetjük felügyeleti szervnek is, amely a felhasználók által futtatott programokat is figyeli, nem csak a saját rendszerprogramjait.

16. Az operációs rendszer az a program (programkészlet), amely állandó jelleggel fut a számítógépen, a bekapcsolástól a kikapcsolásig, és lehetővé teszi a számunkra az összes többi, felhasználói program futtatását. • (Silbersatz)

17. Az operciós rendszer típusai

18. Összetettség szerint • Mikrogépes rendszerek: általában egyfelhasználós személyi számítógépek, a számunkra ismert architektúrával • Mini rendszerek: több, akár önálló gépből, hálózatból, szerver gépből, kijelző képernyőből állnak össze. Egy operációs rendszer alatt futnak a hardverelemek, közös perifériákat használnak. Az egyidejűleg futó programok száma és az egyidőben a rendszer erőforrásait használó felhasználók száma több is lehet.

19. mini-rendszer • A párhuzamos rendszerek multiprocesszoros rendszerek, közös órajellel, hibatűrő, jó debugging rendszerrel, és lehetővé teszik a beágyazott rendszerépítést. • Az osztott rendszerek több processzorral, saját órajellel és saját operatív tárral, adatsínnel rendelkező rendszerekből állnak össze. Előnyeik közé tartoznak az osztott erőforrások, a nyílt és méretezhető rendszer változtathatósága, a konkurens működés (valódi párhuzam), megbízhatóság, a számítógépes kommunikáció biztosítása (groupwork, workflow).

20. Nagy rendszerek • több típusú hardver, több operációs rendszer egyidejű, összehangolt munkáját biztosítják. • A VLSI (V. generációs) gépek a mesterséges intelligencia, brain-like computer, fuzzy, neural networks, genetikus algoritmusok, azaz a soft computing módszereit alkalmazva oldanak meg bonyolult, nagy számítási igényű feldatokat. • Ezekben a rendszerekben a legnagyobb gond az átjárhatóság, amelyet bizonyos szintű szabványosítással oldanak meg.

21. hány felhasználót képes a rendszer egyidejűleg kiszolgálni • Egyfelhasználós (single user) operációs rendszerek. • kezdeti Windows rendszerek és a • DOS. • A többfelhasználós (multiuser) rendszerek A harmadik generációs gépek korában vált lehetővé, hogy több felhasználó terminálrendszeren keresztül látszólagos párhuzamban használja a rendszer erőforrásait, (kialakultak azok az alapelvek)

22. az egyidőben futó feldatok száma szerint • -egyfeladatos (single tasking) és • -többfeladatos (multitasking)