SCHEMAT FUNKCJONALNY KOMPUTERA

PROCESOR CENTRALNY

CENTRAL PROCESSING UNIT

CPU

PAMIĘĆ ZEWNĘTRZNA (MASOWA, TRWAŁA)

PERMANENT STORAGE, MASS STORAGE

WYJŚCIE

OUTPUT

WEJŚCIE

INPUT

PAMIĘĆ OPERACYJNA ( PAO )

TEMPORARY STORAGE, CORE STORAGE

DANE I PROGRAM

SCHEMAT FUNKCJONALNY MIKRO-KOMPUTERA

Mikrokomputerem

nazywamy komputer, w którym

funkcje centralnego procesora pełni mikroprocesor
(elektroniczny układ scalony o dużej skali integracji).
Typowy

mikrokomputer

zawiera:

mikroprocesor,

pamięć programu i danych, zespół magistral, układy
wejścia/wyjścia.

MIKRO-

PROCESOR

PAMIĘĆ

STAŁA

ROM

PAMIĘĆ

RAM

UKŁADY

WEJŚCIA-
-WYJŚCIA

MAGISTRALA DANYCH

MAGISTRALA ADRESÓW

MAGISTRALA STEROWAŃ

SCHEMAT OGÓLNY PROCESORA

JEDNOSTKA

ARYTMETYCZNO-LOGICZNA (JAL)

STOWARZYSZONE REJESTRY

ARITHMETIC LOGIC UNIT (ALU)

REGISTERS

+

UKŁAD STEROWANIA

STOWARZYSZONE REJESTRY

CONTROL UNIT

REGISTERS

+

DANE

WEJŚCIOWE

ROZKAZ

DANE

WYJŚCIOWE

ADRES NASTĘ-

-PNEGO ROZKAZU

SYGNAŁY

STERUJĄCE

J A L

SYGNAŁY

STATUSOWE

WYJŚCIOWE

SYGNAŁY

STERUJĄCE

WEJŚCIOWE

SYGNAŁY

STERUJĄCE

System operacyjny

jest programem pośredniczącym między

użytkownikiem komputera a sprzętem komputerowym.
Podstawowym celem

Sys. Op.

jest spowodowanie , aby

system komputerowy był

WYGODNY

w użyciu, jednocześnie

zapewniał

WYDAJNĄ

eksploatację sprzętu.

Części składowe systemu komputerowego

SYSTEM OPERACYJNY

System

operacyjny

tworzy

ŚRODOWISKO

,

w

którym

wykonywane są programy, tzn. dostarcza pewnych usług
programom i użytkownikom tych programów.

W zaawansowanych

SO

wyróżniamy moduły odpowiedzialne

za określone funkcje systemu operacyjnego, do
których należą:

1

o

Zarządzanie procesami:

- tworzenie i usuwanie procesów,
- wstrzymywanie i wznawianie procesów,
- synchronizacja procesów,
- komunikacja między procesami,
- obsługa blokad (zakleszczeń).

2

o

Zarządzanie zasobami systemu komputerowego:

- pamięcią operacyjną,
- pamięcią pomocniczą (zewnętrzna - dyski
magnetyczne)
- systemem wejścia/wyjścia,
- plikami.

3

o

System ochrony

- zapewnienie mechanizmu nadzoru

dostępu programów, procesów lub użytkowników do
zasobów

Systemu Komputerowego

4

o

System interpretacji poleceń

- tzw. powłoka

(shell -

j.ang.)

SYSTEM OPERACYJNY

PROCES





ZAKLESZCZENIE





Przykład zakleszczenia
„Jeśli dwa pociągi zbliżają się do siebie krzyżując

swe tory,

to oba

powinny się całkowicie

zatrzymać i nie ruszać

ponownie do czasu, aż

drugi z nich odjedzie.”

Wyciąg z prawa stanowego Kansas ,

początek XX w.

Procesem ( lub zadaniem, task -j.ang. ) nazywamy
ciąg czynności wykonywanych za pośrednictwem
ciągu rozkazów (programu), których wynikiem jest
wykonanie pewnych zadań Systemu Operacyjnego
lub zadań użytkownika.

SYSTEM OPERACYJNY - rys

historyczny

 Tryb

interakcyjny

(bezpośredni)

przy

całkowitym

braku

oprogramowania systemowego. Na początku był

TYLKO SPRZĘT

-

ręczne wprowadzanie programu na tzw. konsoli operatorskiej, lub
później z czytnika kart perforowanych lub taśmy papierowej,
osobisty nadzór operatora w trakcie wykonywania zadania,
możliwość natychmiastowej i bezpośredniej ingerencji w tok
zadania. Wykorzystanie czasu pracy komputera na zasadzie tzw.
harmonogramu pracy (

system rezerwacji

).



Pojawiają się tzw.

programy obsługi urządzeń

we/wy,

kompilatory

.



Tryb

pracy wsadowej

- monitor rezydujący. Uprzednio

przygotowane

kompletnie

zadania

o

podobnych

wymaganiach sprzętowych i programowych gromadzono w
tzw. jednolity wsad, tworzący kolejkę zadań, realizowanych
automatycznie przez monitor. Zadanie musiało posiadać
krótki opis, przekazywany bezpośrednio do monitora, a
zapisany w odpowiedniej składni (np.

Job Control

Language

)

PULPIT OP.





SYSTEM OPERACYJNY - rys

historyczny



Wprowadzenie

mechanizmów buforowania

- metoda

jednoczesnego wykonywania obliczeń i operacji we/wy dla
danego zadania (wczytywanie danych z wyprzedzeniem do
wyszczególnionego

fragmentu

pamięci)

-

zamiar

utrzymania jednostki centralnej i urządzeń we/wy w stanie
nieprzerwanej aktywności.



Wprowadzenie mechanizmów

spooling'u

(

S

imultaneous

P

eripherial

O

peration

O

n-Line) - istota polega na

wykorzystaniu pamięci dyskowej w roli olbrzymiego bufora
do czytania z maksymalnym wyprzedzeniem z urządzeń
wejścia i do przechowywania plików wyjściowych do czasu,
aż urządzenie wyjścia będą w stanie je przyjąć, oraz
realizacja operacji we/wy w trybie pośredniego nadzoru
przez jednostkę centralną.

 Wieloprogramowość

- realizacja wielu procesów (zadań)

współbieżnie (

concurrent processing

), czyli w tym samym

czasie. W określonej chwili czasu, pewna grupa zadań,
znajduje się w punkcie pośrednim między początkiem a
zakończeniem. Jest to możliwe, dzięki zastosowaniu
mechanizmu przekazywania procesora do dyspozycji
kolejnych

zadań

znajdujących

się

w

puli

zadań

oczekujących na realizację.

SYSTEM OPERACYJNY - rys

historyczny

 Podział

czasu

(

time

sharing

)

zwany

też

wielozadaniowością

jest

rozszerzeniem

wieloprogramowości. Procesor wykonuje na przemian wiele
zadań, przy czym przełączenia występują tak często, że
użytkownicy mogą współdziałać z programem podczas jego
wykonania. Stwarza to złudzenie, iż użytkownik posiada
wyłączność dostępu do komputera, mimo iż wszyscy
użytkownicy dzielą pomiędzy siebie ten sam komputer.
Systemy

umożliwiające

interakcyjną

pracę

wielu

użytkowników nazywamy

systemami wielodostępnymi

.



Systemy operacyjne

jednostanowiskowe

- pojawiły się

ponownie w erze mikrokomputerowej, które z założenia
miały pełnić rolę komputerów osobistych ( lub domowych -
home computers ) . Pierwotnie te systemy nie były ani
wielodostępne , ani wielozadaniowe (vide DOS)