1 / 142

Systemy Operacyjne cz. I

Prowadzący: mgr inż. Stanisław SIERPIEŃ dr hab. Piotr GIZA. Systemy Operacyjne cz. I. Systemy Operacyjne :. Wykład -podstawy teoretyczne . (w tym trochę informacji praktycznych) II sem. - 30 godz. (dzienni), 15 godz. (zaoczni) III sem. - 15 godz. (dz.), 15 godz. (zaoczni)

eytan
Télécharger la présentation

Systemy Operacyjne cz. I

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. Prowadzący: mgr inż. Stanisław SIERPIEŃ dr hab. Piotr GIZA Systemy Operacyjne cz. I

  2. Systemy Operacyjne : • Wykład -podstawy teoretyczne . • (w tym trochę informacji praktycznych) • II sem. - 30 godz. (dzienni), 15 godz. (zaoczni) • III sem. - 15 godz. (dz.), 15 godz. (zaoczni) • Unix na bazie Linux-a • Ćwiczenia: • zarządzanie MS Windows XP Pro • trochę „DOS-a” - wiersz poleceń, skrypty • III sem. - podstawy Unix-a na bazie Linux-a

  3. Zaliczenia i egzamin : • II semestr: • Zaliczenie ćwiczeń - aktywność i kolokwia • Egzamin • ... ( ... nie zwalniamy ... ) ...

  4. Literatura : • „Podstawy systemów operacyjnych” - Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin • ....

  5. Definicje Cele Zadania Budowa (jak to działa ...) przykłady, i inne elementy ... Systemy Operacyjne

  6. System komputerowy • Sprzęt • CPU, pamięci, syst. plików, drukarki, sieci, ... • programy • systemy operacyjne... • programy do programowania (języki) • programy użytkowe ... • ludzie • operatorzy, programiści, użytkownicy ...

  7. System komputerowy: • (abstrakcyjne przedstawienie elementów systemu komputerowego) User 1 User 2 User 3 User n User n1 ...... ..... Kompilator Assembler Edytor ........ Baza danych Gra ...... Programy użytkowe : System operacyjny Sprzęt komputerowy

  8. System operacyjny: • Nadzoruje i koordynuje posługiwanie się sprzętem (zasobami) przez różne programy użytkowe, pracujące na zlecenie różnych użytkowników; • Tworzy środowisko (sam jest środowiskiem) w którym inne programy mogą działać i wykonywać pożyteczne prace ... • Dystrybutor (zarządca) zasobów - czas procesora, pamięć operacyjna lub plików, urządzenia we/wy - przydziela je programom i użytkownikom ... • Rozwiązuje konflikty, jaki mogą powstać przy zamawianiu zasobów syst. komputerowego ..

  9. Czym jest „System Operacyjny” ? • Zbiór programów zawierających wspólne elementy zarządzania zasobami ... • Program, który działa w komputerze cały czas (jądro), inne zaś programy to programy użytkowe ... • W „wielkim” uproszczeniu - tym co kupujemy (??!) jako „system operacyjny” ....

  10. Cele systemów operacyjnych • 1. Wygoda - wykonywanie programów i ułatwianie rozwiązywania problemów stawianych przez użytkowników • 2. Efektywność - wydajne wykorzystanie zasobów systemu komputerowego: optymalizacja czasu i kosztów ...

  11. Systemy wsadowe Pamięć operacyjna prostego systemu wsadowego System operacyjny Obszar programów użytkownika

  12. Operacje w systemach wsadowych: • Pisanie (kodowanie) programu w postaci maszynowej (binarnej) • Wprowadzenie do pamięci (ręczne, taśmy papierowe, karty perforowane, ...) • Uruchomienie • Ew. błędy - poprawa i ponowne uruchamianie • Wyprowadzenie wyników

  13. Operacje w systemach wsadowych: • Powstały assemblery, programy ładujące, tłumaczące (kompilatory), biblioteki typowych funkcji, progr. łączące (konsolidujące, linkery), • Moduły sterujące układami we/wy (drivery) dodawane w postaci bibliotek ... • Języki programowania ....

  14. Przetwarzanie wsadowe: Program ładujący Porządkowanie zadań Interpreter kart sterujących Obszar programów użytkownika

  15. Operacje w systemach wsadowych: • Programowanie - coraz łatwiejsze ... • Działanie komputera - coraz bardziej złożone ...

  16. Operacje w systemach wsadowych: • Przykład - program w Fortranie: • wprowadzenie kompilatora do pamięci (z przewijaka taśmy ) • przeczytanie programu z kart i zapisanie na taśmie - już innej • kompilacja programu - Fortran na assembler, nast. na kod masz. • Następna taśma - z assemblerem ... • Połączenie z bibliotekami - linkowanie • zapisanie kodu wynikowego ... • UFF !!! Wykonanie • A efektywność ?????????? A czas obiegu zadania ???

  17. Czas realizacji zadań wsadowych(optymalizacja) : • Optymalizacja czasu: zatrudniono zawodowych operatorów komputera obok programistów • Sprawniejsza obsługa komputera (+) • Odsunięcie programisty od maszyny ... (-) • Gromadzenie podobnych zadań do wspólnego wykonania ... • Pamięci dyskowe zamiast taśmowych - spooling (simultanous peripheral operation on-line)

  18. Spooling - buforowanie • Dysk twardy CPU Czytnik kart Drukarka wierszowa

  19. Planowanie zadań • Karty - FIFO - First In First Out - nie • Taśma - dostęp sekwencyjny - już lepiej ... • Dysk twardy - dostęp bezpośredni : umożliwienie planowania zadań ... - tak

  20. Przetwarzanie wsadowe: • A: • Assembler1 • Fortran1 • Cobol1 • Fortran2 • assembler2 • Cobol2 • Fortran3

  21. Przetwarzanie wsadowe: • A: uszeregować >>> B: • Assembler1 Assembler1 • Fortran1 Assembler2 • Cobol1 Fortran1 • Fortran2 Fortran2 • assembler2 Fortran3 • Cobol2 Cobol1 • Fortran3 Cobol2

  22. System wieloprogramowy: System operacyjny Pamięć operacyjna systemu wielopro- gramowego Zadanie 1 Zadanie 2 Zadanie 3 Zadanie 4

  23. Wieloprogramowość: • Możliwość wykonywania więcej niż jednego zadania w tym samym czasie ... • Lepsze wykorzystanie czasu procesora, • lepsze wykorzystanie zasobów systemu (CPU, pamięć, urządzenia I/O, ...), US $$$$$ .. • Analogia - szewc, adwokat, serwis TV, .. (a kto to jest szewc ... ???)

  24. Podział czasu - wielozadaniowość • Rozszerzenie wieloprogramowości - przełączanie wykonywanych zadań • Możliwość pracy interakcyjnej wielu użytkowników w tym samym czasie ... - każdy używa procesora przez mały odcinek czasu

  25. Systemy wielozadaniowe: • Wiele programów przechowywanych równocześnie w pamięci - wymagane zarządzanie pamięcią i ochrona; • Aby zagwarantować odpowiedni czas wykonania, zadania z pamięci trzeba czasem odsyłać na dysk, i czytać ponownie • pamięć wirtualna - technika „poszerzania” pamięci głównej procesora

  26. Pamięć wirtualna: • Możliwość wykorzystywania większej ilości pamięci operacyjnej (głównej) niż pamięć fizyczna, faktycznie zainstalowana w komputerze ... • Technika ta pozwala programistom uwolnić się od ograniczeń pamięciowych ...

  27. Systemy dyskowe i systemy plików • Systemy z podziałem czasu muszą dostarczać bezpośrednio dostępnego systemu plików ... • Systemy plików znajdują się (rezydują) na dyskach - trzeba więc zapewnić zarządzanie dyskami, systemami dyskowymi ....

  28. Współbieżność: • Systemy z podziałem czasu muszą umożliwiać też działanie współbieżne (wieloprocesorowość), a to wymaga odpowiednich metod przydziału procesora;

  29. Wielozadaniowość: • Aby zagwarantować porządek wykonywania zadań, w systemie muszą istnieć mechanizmy synchronizowania zadań i komunikacji pomiędzy nimi; • System musi też zapewniać, że zadania nie będą się „zakleszczać”, wzajemnie na siebie czekając ...

  30. Komputery osobiste (lata 70-te): • Obniżenie cen sprzętu - możliwość zbudowania komputera dla użytkownika indywidualnego ... • Inne - nowocześniejsze urządzenia we/wy: klawiatury i myszy zamiast czytn. kart, małe drukarki i monitory zastąpiły drukarki wierszowe i perforatory kart ...

  31. Komputery osobiste: • Początkowo - ani wielostanowiskowe ani też wielozadaniowe ... • Z czasem - zamiast maksymalizować stopień wykorzystania procesora (tanie procesory), nacisk położono na wszechstronność systemu i wygodę użytkownika ...

  32. System Operacyjny dla PC ... • Ochrona plików - nie jest konieczna • Modem, LAN - wielodostęp - ochrona plików / zasobów • Brak ochrony - ułatwienie dla programów złośliwych

  33. System Operacyjny dla PC ... • Koncepcje (cechy) systemów dla dużych maszyn (mainframe) trafiają do systemów mikrokomputerowych ... • Pierwowzór UNIX-a - Multics z MIT lata 1965-1970 • UNIX - Bell Labs - dla PDP-11 - 1970

  34. System Operacyjny dla PC ... • Cechy (rozwiązania) UNIX-owe przechodzą do systemów dla PC: • Microsoft Windows NT • IBM OS/2 • MacIntosh Operating System • ... UNIX-y dla stacji roboczych: HP, IBM, Sun, Alpha DEC/Cpq/HP

  35. Systemy równoległe: • Ściśle powiązane - wieloprocesorowe: • symetryczne i asymetryczne (a ile procesorów ma nasz PeCet ??? ) • Luźno powiązane - rozproszone: • podział zasobów • przyspieszenie obliczeń • niezawodność • komunikacja ...

  36. Systemy czasu rzeczywistego: • Surowe wymagania dotyczące czasu przetwarzania lub przepływu danych: • eksperymenty naukowe • medycyna - badania i nadzór • sterownie procesami przemysłowymi • niektóre systemy wizualizacji (pogoda) • sterowniki urządzeń AGD, • ......

  37. Systemy czasu rzeczywistego: • Rygorystyczne - ograniczenie wszelkich opóźnień w systemie, brak podziału czasu, • Łagodne - krytyczne zadania otrzymują pierwszeństwo przed innymi, i nie mogą czekać w nieskończoność ... (zastosowania ograniczone - multimedia, Virtual Reality,

  38. Początki epoki komputerów: • Lata 1945 - 1985: • pojedyncze komputery, minikomputery • drogie (dziesiątki/setki tysięcy $), • rozproszone, brak łączności

  39. Systemy scentralizowane: Komp. Centralny Terminal Terminal

  40. Systemy scentralizowane: K. Komp. Centralny Koncentrator Terminal Terminal

  41. Systemy scentralizowane: • Jeden procesor (centralny) oraz: • pamięć • urządzenia zewnętrzne • pewna liczna terminali • ?? modemy ?? i linie telefoniczne • ...

  42. Rewolucja ??? - lata 80-te XX w. • Mikroprocesor - r. 197x - komputery domowe i osobiste • Sieci komputerowe (LAN, WAN), • Szybkie sieci komputerowe ... • Komputery - tanie, łatwe i przyjemne ... • Szybka i tania komunikacja ...

  43. Komputer pojedynczy (PC) : • Jeden procesor • Jeden użytkownik • brak komunikacji/łączności • ? Maszyna do pisania ???

  44. Systemy rozproszone : Komp. Komp. ??? Komp. Komp. Komp. Komp.

  45. Systemy rozproszone : Sieć, media łączności, ? Internet ? Komp. Terminal Komp. Komp. Serwer Terminal

  46. System rozproszony : • Definicja: (a jest ich wiele) ... • System rozproszony to układ niezależnych komputerów (procesorów), który sprawia na jego użytkownikach wrażenie, że jest jednym komputerem (procesorem, systemem) ...

  47. Systemy rozproszone :przykłady: • Firma, biuro, uczelnia, ....(np.. PeCety i ...) • Roboty/automaty w hali produkcyjnej - taśma produkcyjna z centralnym komp. • Banki z oddziałami, linie lotnicze i rezerwacja biletów

  48. Cele decentralizacji : • Optymalizacja kosztów (cena), ekonomia ... • Decentralizacja przetwarzania ... (np. sieć supermaketów i lokalne zaopatrzenie ) • wspomagana komp. zespołowa praca ludzi (albo graczy komputerowych ...)

  49. Zalety decentralizacji :(w porównaniu 1 komp. Centralnym) • Optymalizacja kosztów (cena), ekonomia ... • Lepszy współczynnik cena/wydajność (z 1$) • wydajność nieosiągalna w 1 procesorze ... • Niezawodność (całego systemu !!!) • możliwość stopniowej (tańszej) rozbudowy ...

  50. Zalety decentralizacji :(w porównaniu komputerami odosobnionymi -PC) • możliwość współdzielenia informacji/danych • współdzielenie urządzeń (np. drukarki) - koszty • komunikacja międzyludzka - np. poczta elektroniczna, ... • elastyczność - rozkład obciążenia na wszystkie dost. komputery w sposób bardziej efektywny ... • wykonywanie zadań na cudzych procesorach ...

More Related