Wykład: Systemy operacyjne.

Software (Oprogramowanie) – jest zestawem instrukcji przeznaczonych do wykonania przez
komputer.

Oprogramowanie to występuje w dwóch postaciach:
 Źródłowej, przeznaczona do przygotowania i obróbki przez ludzi, głównie programistów
 Binarna, przeznaczona do wykonywania przez komputery.
Kompilatory są programami przekształcającymi postać źródłową programu na binarną.

Hardware (Sprzęt) - komputery, drukarki, skanery itp.

System operacyjny

System operacyjny jest zbiorem programów zarządzających i sterujących pracą urządzeń
stanowiących system komputerowy, tj. pamięciami, urządzeniami wejścia i wyjścia. OS stanowi
„środowisko”, które jest niezbędne do pracy programów użytkowych. Zadaniem systemu
operacyjnego jest również umożliwienie komunikacji między użytkownikiem a komputerem.
OS tworzy logiczny i jednolity obraz zgromadzonej informacji. System operacyjny definiuje pliki
(logiczne jednostki operacji), jego zadaniem jest również odwzorowanie ich na fizycznym
urządzeniu. System plików definiowany jest również przez OS.

Pamięć operacyjną można traktować jako wielką tablicę, która składa się z ponumerowanych
słów lub bajtów. Każdy element tablicy posiada swój adres. System operacyjny bezpośrednio
administruje tym typem pamięci.

Plik jest to zbiór powiązanych ze sobą informacji zdefiniowanych przez użytkownika.

Pliki mogą mieć charakter tekstowy, numeryczny czy też alfanumeryczny.

W ramach zarządzania plikami wykonywane są następujące operacje:

 tworzenie i usuwanie plików, katalogów;
 dostarczanie elementarnych operacji do manipulowania plikami i katalogami;
 odwzorowanie plików na obraz pamięci pomocniczej;
 składowanie plików na trwałych nośnikach;
 system ochrony – jednocześnie wykonywane procesy muszą być chronione przed

wzajemnym oddziaływaniem (chociażby dostępem do pamięci).

Współczesne systemu operacyjne umożliwiają również tworzenie sieci komputerowych.

1

Foldery (Katalogi) – DOS, UNIX)
Folder to termin używany w środowisku MS Windows, natomiast o
katalogach mówimy przy okazji DOS czy też Unix. Foldery na dysku
komputera często porównywane są do spisu treści w książce. Struktura
folderów przypomina drzewo (drzewo folderów). Zaczyna się ona od
korzenia, czyli folderu głównego, następnie przechodzi on w „pień”, z

którego

mogą się odgałęziać kolejne foldery. Folder zawiera „treść”, tzn. pliki.
Zadaniem struktury folderów jest zachowanie porządku na dysku.

Rozszerzenie

nazwy

Typ zbioru

bat

procedura systemowa

com

program

dat

zbiór z danymi

dbf

zbiór danych programu dBase

dll

zbiór biblioteczny

doc

zbiór programu Word

exe

program

hlp

zbiór zawierający instrukcje obsługi określonego
programu, czy też informacje pomocnicze

mdb

zbiór programu Access

sys

zbiór systemowy

tmp

zbiór pomocniczy, utworzony tymczasowo

txt

zbiór tekstowy

xls

zbiór programu Excel

ppt, pps

plik programu Power Point

Programy:

.com – programy te posiadają wszyte adresy bezwzględne, muszą być zainstalowane w

odpowiednim miejscu oraz kolejności.

.exe adresy względne

Przykłady systemów operacyjnych:

CP/M (Control Program for Microprocessors), od 1972

Stworzony dla 8-bitowych systemów, wykorzystywanych w komputerach domowych.

PC DOS – Personal Computer Disk Operating System (MS DOS)

Jednoprogramowy, napisany na procesor Intela 8086, struktura plików jest hierarchiczna,
interfejs użytkownika tekstowy, brak mechanizmu ochrony pamięci i plików. Powstał w 1981
w firmie Microsoft pod kierownictwem Tima Petersona. Początkowo obsługiwał wyłącznie
dyskietki jednostronne, 8. sektorowe o pojemności 160 kB.

W DOS....

Nazwy zbiorów dyskowych (pliki)

2

Nazwa zbioru dyskowego składa się z 1 do 8 znaków, z reguły zawiera także rozszerzenie,
składające się z 3 znaków. Pomiędzy nazwą a rozszerzeniem musi być zapisana kropka; np.
zbior.txt.

W nazwach zbiorów nie należy używać znaków szczególnych, takich jak:

| \ ; : ‘ „ ? / <> ! [ ] * + =.

Symbole wieloznaczne (Znaki ogólne, blankietowe) zastępują jeden lub większą liczbę znaków,
są wykorzystywane przy wyszukiwaniu służą do wyszukiwania plików, informacji. Należy do
nich „* „ (Gwiazdka) oraz „?” (znak zapytania. Gwiazdka zastępuje dowolny ciąg znaków, zaś
znak zapytania tylko jeden symbol.

3

Microsoft Windows (po kolei)

http://www.microsoft.com/poland/windows/

MS Windows 1.

01, 1985

MS Windows 2.

0, 1987

MS Windows 3.0

, 1990

MS Windows 3.1

, 1992

MS Windows 3.11 dla Grup Roboczych

, 1993

MS Windows Chicago

, maj 1994

4

MS Windows 95

, 1995

MS Windows 98

, 1998

MS Windows ME

,

Microsoft Windows NT

MS Windows NT 3.1

, 1993

MS Windows NT 3.50

, 1994

MS Windows NT 4.0

, 1996

MS Windows 2000 Professional

, koniec 1999

MS Windows XP

, 2001

MS Windows Server 2003

(5.2), 04.2003

MS Windows Vista (Longhorn) NT 6.0

WIN 3.11

System 16 bitowy, ale naprawdę to program Windows w DOSie. Brak mechanizmu ochrony
pamięci i plików. System wielozadaniowy, możliwość tworzenia sieci i udostępniania zasobów –
Windows for Worksgroups

Win 95/98

System 32-bitowy, ale możliwe jest uruchamianie aplikacji 16-bitowych. Wspólny dostęp do
oprogramowania, sprzętu (CD, drukarki, dyski), wielozadaniowość, możliwość łączenia się
z innymi sieciami.

Windows NT (4.0), 2000 (5.0) NT – New Technology

Systemowa ochrona programów i danych, wielozadaniowość, wieloprocesorowość symetryczna.
Możliwość uruchamiania własnych 32-bitowych aplikacji (ale jednocześnie 32-bitowych czy 16-
bitowych – DOS). Możliwość tworzenia własnej sieci komputerowej do kilkuset komputerów,
mechanizmy korzystania z Internetu i Intranetu (server www, ftp)

Windows XP (eXPerience) v. 5.1

Microsoft zainwestował 1 miliard $ w promocję systemu. Jądro systemu powstało na bazie
Windows 2000/NT. Jest to system w pełni 32-bitowt, oferuje wielozadaniowość oraz wydajne
zarządzanie pamięcią.
Wymagania (min): 300 MHz, 128 MB RAM, 1,5 GB HDD, w praktyce 2,5-3 GB
XP zajmuje 900-1000 MB
Kilka wersji tego systemu:

 Windows Home Edition (pozbawiona wielu użytecznych funkcji sieciowych, pracy w

grupie, możliwości pracy w domenach Windows, obsługi dwóch procesorów,
zabezpieczenia systemu plików, profili wędrujących i in.)
Windows Professional Edition

 XP zaprojektowany jest w kierunku jak największych ułatwień obsługi. Tzw. system

Smart Tags (Sprytne załączniki). Program, który rozpoznaje typ wprowadzanych danych i
proponuje co z nimi można zrobić.

 liczne mechanizmy ułatwiające pracę grupową
 poprawiono czas ładowania systemu i czas startu XP

5

 zaimplementowano mechanizmy pozwalające na proste usunięcie nieprawidłowo

działającego oprogramowania

 konieczna aktywacja produktu w ciągu 30 dni, również po zmianie konfiguracji

sprzętowej komputera, maksymalnie 6 podzespołów

 cała masa różnorodnych kreatorów, ich zadaniem jest prowadzenie użytkownika za rękę
 wbudowany firewall
 typowym dla tego systemu systemem plików jest NTFS, różne prawa dla różnych

użytkowników

 mechanizmy szyfrowania plików i katalogów
 możliwość przejście komputera w stan hibernacji (zawartość pamięci operacyjnej

zapisana jest w skompresowanym pliku hiberfil.sys

 mechanizm odzyskiwania systemu po poważnych zmianach konfiguracji sprzętowej

6

Cecha funkcjonalna

Windows XP

Home Edition

Windows XP

Professional

Doskonałe wsparcie urządzeń przenośnych umożliwiające dostęp do informacji o dowolnej porze

dnia z dowolnego miejsca

Zdalny pulpit systemu – połącz się zdalnie do pulpitu Twojego

Windows XP Professional, z innego komputera Windows, tak byś

mógł pracować na zgromadzonych tam danych i zainstalowanych

aplikacja w czasie, kiedy znajdujesz się poza biurem.

Funkcja plików i folderów offline - korzystanie ze zbiorów

znajdujących się w folderach udostępnionych na serwerach

sieciowych w czasie, gdy komputer jest odłączony od sieci.

Bardzo wysoka efektywność oraz umiejętność jednoczesnej obsługi wielu zadań

Wieloprocesorowość – obsługa stacji posiadających do dwóch

procesorów.

Zabezpieczenie wykorzystywanych danych oraz informacji personalnych o użytkowniku

Internet Connection Firewall - automatycznie chroni Twój

komputer przed niepowołanym dostępem do jego zawartości w

czasie, kiedy pracujesz w sieci Internet.

Obsługa ustawień personalnych w Internet Explorer 6 -

umożliwia zarządzanie informacjami wprowadzanymi przez

użytkownika w czasie jego wizyt na witrynach WWW w sieci

Internet.

System szyfrowania plików - wykorzystując system plików

NTFS zabezpiecza istotne dane umieszczone w zbiorach

znajdujących się na dyskach Twojego komputera.

Kontrola praw dostępu – ogranicza prawa dostępu do

wybranych zbiorów, aplikacji oraz innych zasobów Twojego

komputera.

Zaprojektowany tak by efektywnie wykorzystywać środowisko serwerów Microsoft Windows

Centralna administracja - dzięki podłączeniu swojego systemu

Windows XP Professional do domeny sieciowej stworzonej przez

Windows Server uzyskasz możliwość wykorzystania szerokiej

gamy zaawansowanych dodatkowych narzędzi służących do

zarządzania i zabezpieczenia komputerów.

Polityka grupowa - upraszcza proces administracji grupami

użytkowników oraz grupami komputerów.

Instalacja i konserwacja oprogramowania – automatycznie

zainstaluj, dokonaj konfiguracji, napraw lub odinstaluj wybraną

aplikację ze wskazanego komputera.

Wędrujący profil użytkownika - pracuj na swoich

dokumentach wykorzystując personalne ustawienia aplikacji

niezależnie od stacji roboczej, na której zalogowałeś się do sieci.

Usługa zdalnej instalacji (RIS) – wspiera zdalną instalację

systemu operacyjnego umożliwiającą instalację stacji poprzez sieć

komputerową.

Efektywne komunikowanie się z innymi użytkownikami systemu na całym świecie

Jednolity plik wykonywalny - wprowadzaj tekst w dowolnym

języku korzystając z dowolnej wersji językowej aplikacji Win32

pracującej na dowolnej wersji językowej systemu Windows XP.

Opcja wielojęzykowego interfejsu użytkownika (MUI) -

wybieraj dowolna wersję językową interfejsu użytkownika

lokalizującą okna dialogowe, komunikaty systemowe, pliki

pomocy, itd.

http://www.microsoft.com/poland/windowsxp/porownanie.asp

7

w listopadzie 2006?

http://pl.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Windows_Vista
http://www.programs.pl/artykul,6.html#

Clear Confident Connected, czyli Czysty Pewny Połączony

Edycje systemu:
Windows Vista Starter Edition - najmniej funkcjonalna edycja, przeznaczona na rynki krajów
rozwijających się
- Windows Vista Home N
- Windows Vista Home Basic
- Windows Vista Home Premium
- Windows Vista Professional N
- Windows Vista Professional
- Windows Vista Small Business
- Windows Vista Enterprise
- Windows Vista "Ultimate" - będzie łączyć funkcjonalność wszystkich edycji

Co to znaczy system 32-, 64-bitowy?

Jest to system, w którym jednocześnie są przetwarzane 32 bity danych. Do działania wymaga 32-
bitowego komputera lub lepszego.

16-bitowy komputer
Procesor komputera operuje na danych składających się z 16 bitów bądź gdy jego magistrala
danych może przesłać naraz 16 bitów danych, np. IBM AT

64-bitowy komputer
Komputer, który pracuje z danymi w pakietach po 64 bity. Określa się go jako 64-bitowy, gdy
jego procesor przetwarza porcje danych składające się z 64 bitów lub gdy jego magistrala danych
może przesłać jednorazowo 64 bity danych.

http://www.komputerswiat.pl/leksykon/14.asp

Unix
Powstał pod koniec lat 60. w Bell Laboratory, rozwój systemu wspierał rząd USA.
Jest to system operacyjny z podziałem czasu, wieloprocesowy i wieloprocesorowy. Systemowa
ochrona programów i danych. Hierarchincza struktura danych. Unix potrafi obsłużyć 2x więcej
użytkowników niż server NT o tych samych parametrach. Większość serwerów Internetu to
serwery Unixowe. Istnieje wiele odmian Unixa: SUN – Solaris, IBM – AIX, Silicon Graphics –
IRIX, Digital Equipment Corporation – ULTRIX

Istnieją darmowe wersje Unixa:

a) BSD Unix (rozwijany na Uniwersytecie Kalifornijskim w Bekley – rozprowadzany w

pakiecie Berkley System Distribution

b) GNU/Linux

Jądro sytemu napisał student Linus Torvards (1991), zaś aplikacje powstały w większości
w ramach projektu GNU (tworzenie ogólnie dostępnego oprogramowania)

8

http://www.jtz.org.pl

http://www.linux.com.pl

Dystrybucje Linuksa

Dystrybucja (zestaw oprogramowania) składają się:



system operacyjny,



programy ułatwiające instalację oraz konfigurację systemu,



programy użytkowe i narzędziowe.

http://linux.gery.pl/dzialy/podstawy/wstep/dystrybucje

Najpopularniejsze dystrybucje:

Red Hat
Aurox
Mandrake
Debian
Slackware
Gentoo
S.u.S.E. Linux
PLD Linux

W 1994 roku Marc Ewing załóżył firmę Red Hat Software (przyjazny dla użytkownika, stabilny).

Polskie dystrybucje:
Aurox (

www.aurox.pl/

)

9

Dlaczego Linux?

Linux – różne wersje na procesory Dec Alpha, Sun Sparc, Intel. Jądro systemu dopasowane jest

do wymagań użytkowników i możliwości sprzętowych (to część OS, której znaczna część

rezyduje w pamięci operacyjnej. Nadzoruje on np. przydział czasu procesora, obszaru pamięci,

obsługuje urządzenia) systemu operacyjnego

o LILO (Linux Loader) współistnienie wielu systemów operacyjnych na dysku
o pakiety w postaci rpm (RedHat Package Manager)
o dokumentacja w postaci HOWTO

www.jtz.org.pl

o serwery www (apache), proxy, poczta elektroniczna, news, DNS
o serwer plików ftp, nfs, samba
o router, zapora ogniowa (fire wall)
o ogromna ilość oprogramowania
o GIMP, Netscape, StarOffice
o Midnight Commander – menadżer plików
o KDE K Desktop Environment

o darmowy

Korzystanie z Linuksa i wolnego (free) oprogramowania zwalnia ich użytkowników z
troski o zachowanie warunków licencji

o Meksyk 140 tys, komputerów wyposażono w Linuxa (120 mln $ oszczędności)
o dostępność kodów źródłowych oprogramowania
o stabilność
o wydajność (możliwość wyłączenia grafiki – jest ona traktowana jako kolejna aplikacja)
o szerokie wsparcie sprzętowe
o rdzenne wsparcie dla Internetu

DreamWorks wykorzystał przy produkcji filmu Shrek 1100 procesorów (80% Linux, 20%
IRIX)

Władca pierścieni był realizowany na 200 2-procesorowych komputerach PC korzystających
z Red Hat Linuksa

10

System plików:

ext2: Second Extended File System
ext3: Third Extended File System

Pliki w systemie Unix/Linux

Ka dy plik jest elementem jakiego katalogu

ż

ś

Katalog jest plikiem, który zawiera list innych plików

ę

. Z ka d nazw zwi zany jest

ż ą

ą

ą

odsy acz do tzw. i-w z a, gdzie umieszczony jest dok adny opis pliku.

ł

ę ł

ł

i-w ze

ę ł

jest

struktur danych zawieraj c wszystkie dane o pliku (katalogu): numer bloku na dysku,

ą

ą ą

nazw w a ciciela pliku, prawa dost pu i czas ostatniego dost pu (ka dy i-w ze to

ę ł ś

ę

ę

ż

ę ł

oko o 256B danych)

ł

Struktura katalogów i plików przypomina struktur hierarchiczn (drzewiast ).

ę

ą

ą

Jednak w Unixie mog istnie dowi zania danego pliku do ró nych katalogów,

ą

ć

ą

ż

jak równie ró ne dowi zania do tego samego katalogu.

ż ż

ą

/

katalog główny

/bin

katalog bazowego zestawu poleceń

/dev

katalog plików specjalnych

/etc

katalog poleceń dla administratora systemu

/lib

katalog bibliotek systemowych

/usr

katalog podkatalogów systemowych

/tmp

katalog roboczy przeznaczony głównie dla potrzeb systemu

/usr

katalog podkatalogów użytkowników

/home katalog domowy użytkowników

Komenda:

ls -la

drwxr-xr-x 31 darek genetyka 3072 Feb 4 12:31 .
-rw-r--r-- 1 darek genetyka 977 Jan 27 18:07 .history
-rw-rw-r-- 1 darek genetyka 625 Dec 15 1997 .login
drwxr-xr-x 7 darek genetyka 1024 Jan 5 21:06 2dhf_dist
drwx------ 2 darek genetyka 1024 Mar 20 1998 Mail

rodzaj pliku, prawa dla właściciela, grupy i wszystkich

plik

katalog

r

prawo odczytu pliku

prawo przeglądania zawartości

w

prawo zapisu pliku

prawo tworzenia plików

x

prawo wykonania pliku

prawo dostępu do katalogu

700 = rwx------ = u+rwx
711 = rwx--x--x = u+rwx,go+x
755 = rwxr-xr-x = u=rwx,go=rx
1755 = rwxr-xr-t = u=rwx,go=rx,+t
2511 = r-x--s--x = u=rx,g=xs,o=x
4511 = r-s--x--x = u=rxs,go=x

11

SYSTEM PLIKÓW



Sposób organizacji danych (plików i katalogów) na nośniku danych o dostępie
swobodnym (dysk twardy, dyskietka magnetyczna, ale już nie taśma magnetofonowa -
dostęp do danych wymaga jej przewinięcia).



Zadania systemu plików:



określa to, jak informacje są zapisywane i odczytywane



definiuje wielkość klastrów



definiuje atrybuty plików



określa schemat poprawnych nazw plików i katalogów ( ich długość (por. 8.3, długie
nazwy, dopuszczalne znaki w nazwach)



KLASTRY- fragmenty dysku twardego, zwane jednostkami alokacji (wartości
logiczne). Ich rozmiar może wahać się od 512 B do 64 KB (Windows NT – nietypowe
256 KB). 1 plik = co najmniej 1 klaster; mały plik, duże klastry – niewykorzystane
przestrzenie dyskowe; „im mniejsze jednostki alokacji, tym bardziej ekonomicznie
wykorzystane jest miejsce na dysku” maksymalna liczba jednostek alokacji na dysku
jest jednak ograniczona przez file system

Najpopularniejsze systemy plików to:



FAT16 (stosowany w MS-DOS, Windows 9x i Windows NT),
od ang. File Allocation Table - tablica alokacji plików. System pozwalał zaadresować 2

16

(65 535,architektura 16 bitowa) klastrów; pierwotnie 1 klaster = 1 sektor (512 bajtów),
max. 32 MB; HDD 1GB => 1 klaster aż 32 KB; Partycje tylko do 2,1 GB



FAT32 (Windows 95 OSR2 i Windows 98)
może rozpoznać 2

32

(czyli 4 294 967 296) adresów

jednostek alokacji; obsługuje HDD do 2TB (2000 GB)
Dla partycji < 8 GB => jednostka alokacji ma wielkość tylko 4 KB, ale minimalne
partycje to 512 MB



NTFS {NT File System} (Windows NT, 2000)
szybszy i bardziej wydajny na dyskach twardych powyżej 500 MB, oferuje klastry
wielkości 4 KB; rozbudowane atrybuty dla plików i folderów, dzięki czemu można
określać prawa dostępu do nich



VFAT Windows 9X, Windows NT
rozszerzeniem FAT; obsługa długich nazw plików (255), wykorzystywanie VCACHE i
lepsza wydajność (szybkość)



ext2, ext2 – Linuks



iso9660 system wykorzystywany w przypadku płyt CD-
ROM



swap – systemowa partycja wymiany (cache) Linuks



nfs – system używany do montowania sieciowych napędów dyskowych

12