Systemy operacyjne

dr inż. Ryszard Frydryk

[e-mail]

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

2

Program przedmiotu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

3

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

4

Wykorzystane materiały:

1.

Jerzy Brzeziński „Systemu operacyjne”
Poznań

2.

Marek A. Chmielowski „Podstawy
informatyki 3” , materiały wykładu
3.11.2001

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

5

Definicja systemu operacyjnego
(1)

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

6

Definicja systemu operacyjnego
(1)

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

7

Definicja systemu
operacyjnego

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

8

Definicja systemu
operacyjnego

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

9

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

10

Miejsce systemu operacyjnego w
architekturze systemu
komputerowego

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

11

Zadania systemu
operacyjnego:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

12

Zadania systemu
operacyjnego

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

13

Zarządzanie zasobami systemu
komputerowego:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

14

Zasoby zarządzane przez system
operacyjny:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

15

Zasoby zarządzane przez system
operacyjny:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

16

Klasyfikacja systemów
operacyjnych:

Ze względu na:

1.

Sposób przetwarzania,

2.

Dopuszczalną liczbę
wykonywanych programów,

3.

Liczbę użytkowników,

4.

Inne rodzaje sys.op.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

17

Sposób przetwarzania

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

18

Sposób przetwarzania

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

19

Dopuszczalną liczbę
wykonywanych
programów

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

20

Zwolnienie procesora w
systemach wieloprogramowych:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

21

Liczba użytkowników:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

22

Inne rodzaje systemów
operacyjnych

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

23

Wiedza o systemach
operacyjnych:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

24

Ogólna struktura syst.
operacyjnego:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

25

Zasady działania
sys.operacyjnego

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

26

Przerwania w systemie
komputerowym:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

27

Źródła przerwań:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

28

Zasady ochrony pamięci:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

29

Przerwanie zegarowe:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

30

Przerwanie zegarowe:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

31

Uruchamianie zadań – pojęcia:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

32

Rodzaje użytkowników:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

33

Proces:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

34

Zasoby niezbędne do wykonania
procesu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

35

Stany procesu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

36

Cykl zmian stanów procesu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

37

Elementy składowe jądra
systemu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

38

Elementy składowe jądra
systemu:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

39

Moduł zarządzania
procesami

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

40

Moduł zarządzania
procesami

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

41

Moduł zarządzania
procesami

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

42

Moduł zarządzania pamięcią
operacyjną:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

43

Podsystem wejścia - wyjścia

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

44

Zarządzanie pamięcią
pomocniczą – przestrzenią
dyskową

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

45

Zarządzanie plikami:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

46

Podsystem ochrony:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

47

Interpreter poleceń:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

48

Warstwy jądra systemu
operacyjnego:

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

49

HISTORIA



1960 - Na każdym komputerze mamy inny
system operacyjny także przesiadając się z
jednego na drugi trzeba było się uczyć od
początku jak korzystać z danego systemu.



1967-69 Tompson, Ritsh , właściciel firmy
Bell Laboratorys, - system operacyjny,
który będzie „user friendly” czyli przyjazny
dla uzytkownika i tak powstal UNIX

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

50



1978 firma Intel - 16-bitowy procesor
oznaczany liczba „8086”. Na bazie tego
procesora zaczęto produkować
komputery na skalę przemysłowa.

Tak zaczęła się historia słynnego komputera PC.

1.

Cena,

2.

Zainteresowaniem dużych firm

3.

Duża zaleta - budowa modularna komputera.
Komputer ten można było poskładać z
różnych części. Części zaś można było sobie
samemu dowolnie wybrać.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

51

Procesor „8086” posiadał 20-bitowa

szynę adresowa co pozwalało mu

zaadresować aż 1 MB pamięci RAM

czyli oznaczało to dokładnie to, ze do

komputera można było podłączyć tylko do

1 MB pamięci RAM.

Można to porównać do numerów domów na jakieś ulicy. Listonosz wie,

ze na danej ulicy numeracja jest od 1 do 100 i więcej domów nie ma.

Wiec jak ktoś mu da list dla domu o numerze 101 to on nic z tym

listem nie będzie mógł zrobić, bo adres tego domu jest za duży.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

52

Mankament - swobodny dostęp do
pamięci RAM

każdy program, każdy proces mógł
odczytać i zapisać dane do każdej
komórki pamięci. - niebezpieczne.

inne oprogramowanie mogło podglądać
jego dane a nawet mógłby zmieniać jego
kod.

każde mieszkanie było by jedna komórka pamięci. Gdyby mieszkania nie
miały by kluczy to ludzie bali by się w takich mieszkaniach mieszkać,
gdyż każdy mógłby sobie wejść, obejrzeć co się dzieje, zabrać coś lub
zamienić...

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

53

MS-DOS – pozwalał podłączyć
więcej pamięci

LINUX – nie miałby wtedy sensu

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

54



80286 - Zaimplementowano ochronę
pamięci czyli tak zwany tryb „chroniony” i
przełączanie zadań, co dawało nam
możliwość imitacji wykonywania kilku
programów na raz. 16 bitowy



80386 - pozwolił na powstanie w pelni
bezpiecznego i wydajnego systemu jakim
jest Linux.

1.

można przełączyć tak samo jak poprzedni w tryb ochrony
pamieci - „chroniony” i tez

2.

miał możliwość przełączenia zadań jednakże

3.

386 był w pełni 32bitowym procesorem

4.

można było zaadresować do 4GB pamięci RAM

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

55



zaadresować do 4GB pamięci RAM...(w

porównaniu do 8086 który mógł zaadresować

tylko 1MB do możliwości wzrosły bardzo mocno).



Wykorzystanie pamięci wirtualnej, pozwalało zaś

zwiększyć na tym samym procesorze pamięć

RAM aż do 64TB...



Wielkości dysków - powiększyć swoja pamiec

RAM o pamięć na dysku. Oznacza to, ze można

było oszukiwać programy, ze ma się więcej

pamięci RAM niż miało się w rzeczywistości.



Np. mieliśmy w komputerze 16MB RAMu... jednakże dzieli

pamięci wirtualnej i procesorowi 386 mogliśmy zwiększyć

ta pamięć RAM o zadana wielkość , która była plikiem na

dysku , np.o wielkości 16MB. W tej chwili programy

myślały, ze komputer ma 32 MB pamięci RAM.



Oczywiście te pozostałe 16MB, które były pamięcią na

dysku twardym były o wiele wolniejsze od pamięci RAM

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

56

Unix



Komercyjny 1969 r. Bell lab.



Kompilator C 1970



Unix przepisany do C 1973 – przenośny



Własności



Multiuser



Multitasking



Multidisplay



Security



Sieć

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

57

Rozwój



Praktycznie na wszystkich „Mainframe”



Multiprocessing



Na niektórych parallel processing



Od 1980 X-windows (remote graphics
display)



Standarty – multicompany development



Drogi – rzędu $100K



Potrzebny silny komputer

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

58

DOS/Windows



DOS (około 1980) $50



Single user



Single task



Windows3.1 $150



Single user



Symuluje multitask



Grafika na jednym ekranie



Windows 3.1 workgroup



Symuluje sieć

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

59

Windows



Windows 95 ($100)



Single user (próbuje sysmulować multiuser)



Multitasks



Sieć jako klient (no może)



Windows NT ($500)



Udaje serwer



Od wersje 4.0 (1995) pracuje jako serwer

plików



Windows 2000 ($500-$1000)



OK to jest serwer plików

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

60

Początki LINUX’a



1983 - projekt GNU - stworzenie w pelni

sprawnego, darmowego systemu

operacyjnego, kompatybilnego z Unixem. Do

wczesnych lat 90-tych stworzono większość

komponentów przyszłego systemu. Wówczas

jednak okazało się ze system GNU jest

właściwie gotowy, lecz brakuje mu... jądra.



1992 - Linus Torvalds, w ramach studenckiego

projektu piszacy jadro nowego, darmowego

systemu kompatybilnego z Unixem - Linuxa.



Połączenie projektów Torvaldsa i GNU dalo

początek temu, co dzis znane jest jako system Linux.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

61

Rozwój LINUX’a



Funkcjonalność jądra rośnie w

błyskawicznym tempie (np. jako pierwszy

na świecie Linux obsługiwał binaria Javy na

poziomie jądra),



Pojawia się mnóstwo mniej lub bardziej

poważnych aplikacji począwszy od

edytorów tekstu, profesjonalnych pakietów

naukowych (SciLab), kompleksowych

zestawów biurowych (StarOffice)



gry (Doom), plus cale mnóstwo innych.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

62

Obsługiwane procesory



Intel (w tym również Intel
8086/80286)



DEC Alpha (21064 i 21164),



SPARC,



MIPS,



Motorola 680x0



architektury wieloprocesorowe (SMP)



PowerPC, ARM, PA-RISC

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

63

LINUX-wielozadaniowy,
wieloużytkownikowy



prawdziwa wielozadaniowość (preemptive
multitasking)



ochronę pamięci (jeden proces nie może
uszkodzić innego procesu ani tym bardziej
systemu)



zaawansowany system plików (długie nazwy,
wielkość do 4TB)



wbudowana obsługę wielu protokołów
sieciowych (TCP/IP, IPX, SMB, Appletalk,
AX.25)



wielowątkowość

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

64

LINUX – inne cechy

1.

wydajność, szybkość i stabilność –konkurencyjny z

komercyjnymi systemami operacyjnymi.

2.

pełna dostępność kodu źródłowego.

3.

otwarty system - do którego wiele firm jest w stanie zapewnić

wsparcie i doradztwo.

4.

Linux jest dostępny za darmo, na licencji GNU. Oznacza to w

skrócie, ze można go stosować także do celów komercyjnych,

lecz jezeli chce sie go sprzedawać (ew. tworząc zmodyfikowane

wersje), trzeba udostępnić również kod źródłowy.

5.

Istotne jest, ze to wymaganie nie dotyczy programów pisanych

pod Linuxa -- a wiec można stworzyć np. system finansowo-

księgowy i sprzedawać go jak dowolne inne oprogramowanie.

6.

Atrakcyjny graficzny interfejs użytkownika (X Windows) i ciągle

wzrastająca ilość oprogramowania wszelkiego rodzaju

powoduje, ze Linux wcale

7.

nieźle spisuje się jako system domowy.

8.

efektywne wykorzystanie zasobów sprzętowych,

9.

pełna wielozadaniowość z wywłaszczeniem,

10.

charakterystyczny dla unixów bezpieczny system uprawnień dla

każdego użytkownika

11.

doskonała integracja z Internetem



to wszystko na zwykłym PC i za darmo.

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

65

LINUX - dystrybucje



RedHat 



Slackware -najbardziej surowa
dystrybucja Linuxa



Debian

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

66

Linux



1991 r. Linus Torvalds napisał pierwszą

wersję systemu podobnego do UNIXa na

IBM PC i udostępnił kod w sieci z

prośbą o rozwój



Dalej żyje samo



Darmowy



Najszybciej się rozwija



Nie wymaga „Mainframe”



Możliwości większe niż większość systemów

UNIX



Darmowe oprogramowanie

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

67

Pojęcie



GPL (General
Public Licence)



Open Source
Software



Dystrybucje



Za co płacimy



Co za darmo



Jak zarabiają



Darmowe

oprogramowania



Dostępny kod



LINUX można

złożyć z różnych

klocków



Za CD i książki



System +

oprogramowanie



Support

PWSZ Elbląg

"Systemy operacyjne" - wykład

68

Jak poznać



Zainstalować „równolegle” z Windows
jakąś dystrybucję i pobawić się



Czasopisma – n.p. LINUX+
(zamieszczają dystrybucje i
oprogramowanie) 25zł



Sieć



Dokumentacja z dystrybucją