Systemy_Operacyjne_3.pdf

Wykład 3

Struktury Systemów Operacyjnych

a)Składowe systemu

b)Usługi systemu operacyjnego

c)Funkcje systemowe

d)Programy systemowe

e)Struktura systemu

f)Maszyny wirtualne

g)Projektowanie i implementacja systemu

h)Generowanie systemu

●

Wstęp

System operacyjny tworzy środowisko w którym wykonywane są programy.

Istnieje kilka dogodnych sposobów patrzenia na system operacyjny: (1) przegląd

świadczonych przez nie usług. (2) interfejs jaki system udostępnia użytkownikom i

programistom. (3) Rozłożenie systemu na części i zbadanie ich wzajemnych

połączeń. W niniejszym wykładzie analizujemy wszystkie te trzy aspekty, aby

pokazać systemy operacyjne z punktu widzenia ich użytkowników, programistów i

projektantów (punkty a) - c)).

a) Składowe systemu.

System tak wielki i złożony jak system operacyjny można utworzyć tylko gdy podzieli

się go na mniejsze części. Nie wszystkie systemy mają taką samą strukturę jednak

wiele współczesnych systemów operacyjnych zawiera wspólne części składowe

opisane w punktach 1-8.

1. Zarządzanie procesami: Program nie robi nic dopóty, dopóki jego instrukcje nie są

wykonywane przez jednostkę centralną. Proces to wykonywany program jednak

ścisła definicja procesu jest ogólniejsza. Aby wypełnić swoje zadanie, proces musi

korzystać z pewnych zasobów takich jak czas jednostki centralnej, pamięć, pliki i

urządzenia wejścia wyjścia. Zasoby te proces otrzymuje w chwili jego utworzenia

lub zostają one mu przydzielone podczas jego działania.

●

Jako uzupełnienie rozmaitych zasobów fizycznych i logicznych, które proces

otrzymuje w trakcie utworzenia, może on również dostać pewne dane początkowe

(wejściowe). Należy podkreślić, że program sam w sobie nie jest procesem. Program

jest elementem pasywnym, tak jak zawartość pliku przechowywanego na dysku.

Natomiast proces jest jednostką aktywną, której licznik rozkazów określa następną

instrukcję do wykonania. Wykonanie procesu następuje w sposób sekwencyjny:

jednostka centralna wykonuje instrukcje procesu jedna po drugiej od początku aż do

momentu zakończenia. Choć z jednym i tym samym programem może być związane

kilka procesów (i jest to naturalne) to należy je rozważać jako oddzielne ciągi

wykonywanych instrukcji. Proces jest jednostką pracy w systemie. System

operacyjny składa się ze zbioru procesów z których część to procesy systemu

operacyjnego (wykonują kod systemu) – reszta zaś to procesy użytkownika –

wykonują kod programów użytkownika. Wszystkie procesy mogą być potencjalnie

wykonywane współbieżnie na zasadzie dzielenia między nie jednostki centralnej. W

odniesieniu do zarządzania procesami system operacyjny odpowiada za następujące

czynności: (a) tworzenie i usuwanie procesów użytkowych i systemowych (b)

wstrzymywanie i wznawianie procesów (c) synchronizacja procesów (d)

komunikacja procesów (e) obsługa zakleszczeń.

2. Zarządzanie pamięcią operacyjną: Wiemy już, że pamięć operacyjna odgrywa

główną rolę w działaniu współczesnego systemu komputerowego. Pamięć ta jest

wielką tablicą słów lub bajtów. Każde słowo lub bajt ma przypisany adres. Pamięć

stanowi magazyn szybko dostępnych danych eksploatowanych głównie przez

jednostkę centralną i urządzenia wejścia wyjścia. Podczas wykonywania cyklu

pobierania rozkazów procesor czyta je z pamięci operacyjnej; także podczas

wykonywania cyklu pobierania danych procesor czyta i zapisuje dane do tej

pamięci. Operacje wejścia wyjścia dokonywane metodą DMA również używają

pamięci operacyjnej do odczytywania i zapisywania danych. Pamięć operacyjna

jest w zasadzie jedyną pamięcią, którą procesor może adresować bezpośrednio. W

przypadkach innych rodzajów pamięci, na przykład pamięci dyskowej, aby

przetwarzać znajdujące się w nich dane – procesor musi sprowadzić je najpierw do

pamięci operacyjnej za pomocą odpowiednich operacji wejścia-wyjścia. Podobnie

aby jednostka centralna mogła wykonywać rozkazy – muszą one znajdować się w

tej pamięci. Aby program mógł być wykonany, musi być zaadresowany za pomocą

adresów bezwzględnych oraz załadowany do pamięci. Podczas wykonywania

programu rozkazy i dane są pobierane z pamięci za pomocą generowania tych

właśnie adresów bezwzględnych.

Jeśli chcemy uzyskać zarówno lepsze wykorzystanie jednostki centralnej, jak i

szybszą reakcję komputera na polecenia użytkowników to musimy przechowywać

kilka programów w pamięci operacyjnej. Jest wiele różnych sposobów zarządzania

pamięcią. W odniesieniu do zarządzania pamięcią system operacyjny odpowiada za:

(a) utrzymywanie ewidencji aktualnie zajętych części pamięci wraz z informacją w

czyim są władaniu (b) decydowanie o tym, które procesy mają być załadowane do

zwolnionych obszarów pamięci (c) przydzielanie i zwalnianie obszarów pamięci

stosownie do potrzeb.

3. Zarządzanie plikami: Komputery mogą przechowywać informacje na nośnikach

fizycznych różnych typów (dyski magnetyczne, optyczne, taśmy). Każdy z tych

nośników ma charakterystyczne parametry techniczne i organizację fizyczną.

Kontrolę nad każdym urządzeniem spełnia sterownik mający określone cechy jak

szybkość działania, rodzaj dostępu (sekwencyjny, swobodny), pojemność, szybkość

przesyłania danych. Dla wygody działania system operacyjny tworzy jednolity,

logiczny obraz magazynowanej informacji: definiuje pliki czyli jednostki logiczne

przechowywanej informacji niezależnie od fizycznych własności nośnika. System

operacyjny odwzorowuje pliki na fizyczne nośniki informacji i umożliwia do nich

dostęp.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: