Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zdzisław Stryła komputer1 W8 – System operacyjny Zdzisław Stryła Instytut Fizyki UAM.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zdzisław Stryła komputer1 W8 – System operacyjny Zdzisław Stryła Instytut Fizyki UAM."— Zapis prezentacji:

1 Zdzisław Stryła komputer1 W8 – System operacyjny Zdzisław Stryła Instytut Fizyki UAM

2 Zdzisław Stryła komputer2 Czym jest system operacyjny? System operacyjny jest programem (zbiorem programów), który zarządza zasobami komputera, obsługuje programistów i szereguje wykonywanie innych programów. System operacyjny jest programem, który steruje wykonywaniem programów użytkowych i działa jako interfejs między użytkownikiem a sprzętem komputerowym. Realizuje on dwa cele: wygodę; sprawność.

3 Zdzisław Stryła komputer3 Dlaczego system? W większości przypadków komputery używane są do wykonywanie jednego lub wielu programów użytkowych (aplikacji). Użytkownika końcowego na ogół nie interesuje architektura komputerów. Patrzy na system komputerowy poprzez swój program użytkowy. Program ten jest przygotowywany przez programistę tworzacego oprogramowanie użytkowe.

4 Zdzisław Stryła komputer4 Dlaczego system ? Jest oczywiste, że opracowanie programu użytkowego w języku maszynowym z uwzględnieniem pełnego sterowania sprzętem komputerowym, staje się skrajnie złożone. Dla ułatwienia stosuje się programy narzędziowe i systemowe. Umożliwiają one realizowanie często używanych funkcji, niezbędnych dla: ułatwienia tworzenia programów, zarządzanie plikami; sterowania urządzeniami wejścia-wyjścia. Programista wykorzystuje te ułatwienia, przygotowując program użytkowy, a program ten podczas pracy uruchamia programy narzędziowe w celu wykonania pewnych funkcji.

5 Zdzisław Stryła komputer5 System Cechą charakterystyczną S.O. jest to, że oddaje sterowanie wykonywanemu zadaniu, po czym wznawia sterowanie dla przygotowania następnego.

6 Zdzisław Stryła komputer6 System i reszta System operacyjny maskuje przed programistą szczegóły sprzętowe i dostarcza mu wygodnego interfejsu z systemem komputerowym. Działa jako pośrednik, ułatwiając programiście i programom użytkowym dostęp do tych udogodnień i usług. Sprzęt System operacyjny Programy narzędziowe Programy użytkowe Użytkownik końcowy programista Autor progr. narzędziowych Projektant S.O.

7 Zdzisław Stryła komputer7 Kiedy nam potrzebny S.O. ? Tworzenie programów. S.O. dostarcza wielu ułatwień i usług (programów narzędziowych), wspomagających programistę przy tworzeniu programów. Nadzór nad wykonywaniem programów. Rozkazy i dane muszą być załadowane do pamięci głównej, urządzenia wejścia-wyjścia i pliki muszą być zainicjowane, potrzebne jest też przygotowanie pozostałych zasobów.

8 Zdzisław Stryła komputer8 Kiedy nam potrzebny S.O. ? Dostęp do urządzeń wejścia-wyjścia. Każde urządzenie wejścia-wyjścia do działania wymaga własnego, specyficznego zestawu poleceń lub sygnałów sterowania. System operacyjny zajmuje się tymi szczegółami, dzięki czemu programista może myśleć w kategoriach prostych odczytów i zapisów.

9 Zdzisław Stryła komputer9 Kiedy nam potrzebny S.O. ? Kontrolowany dostęp do plików. sterowanie musi być uwzględniać charakter sprzętowy urządzeń wejścia-wyjścia (napędów dyskowych, napędów taśmowych), lecz także format plików na nośniku. W systemach wielodostępnych system operacyjny winien zapewnić mechanizmy ochrony, kontrolujące dostęp poszczególnych użytkowników do zasobów, takich jak pliki.

10 Zdzisław Stryła komputer10 Kiedy nam potrzebny S.O. ? Dostęp do systemu. W przypadku systemów wspólnych lub publicznych system operacyjny kontroluje dostęp użytkowników do systemu jako całości oraz do określonych zasobów systemu.

11 Zdzisław Stryła komputer11 Rodzaje S.O. WsadowyKonwersacyjny JednozadaniowyPojedynczy wsad System dedykowany WieloprogramowyZłożony wsadPodział czasu

12 Zdzisław Stryła komputer12 Proste systemy wsadowe Przetwarzanie przerwań Sterowniki urządzeń Szeregowanie zadań Interpreter języka sterowania Obszar programu użytkownika monitor

13 Zdzisław Stryła komputer13 Wsad Pojawia się język poleceń dla monitora

14 Zdzisław Stryła komputer14 Mechanizmy sprzętowe Wymagane są również pewne inne własności sprzętowe: Ochrona pamięci. Próba zapisu z poziomu programu użytkownika w pamięć zajętą przez monitor jest traktowana jako błąd. Procesor przekazuje sterowanie monitorowi, który porzuca zadanie, wysyła komunikat o błędzie i ładuje następne zadanie. Czasomierz - zapobiega monopolizacji systemu przez pojedyncze zadanie. Gdy zadanie nie zakończy się w wyznaczonym czasie, czasomierz zgłasza przerwanie i sterowanie wraca do monitora. Rozkazy uprzywilejowane - wykonywane tylko przez program zarządzający. Należą do nich np. rozkazy wejścia-wyjścia. Program użytkownika dla wykonania takiej operacji musi się odwołać do monitora. Próba wykonania rozkazu uprzywilejowanego z poziomu programu użytkowego jest traktowana jako błąd.

15 Zdzisław Stryła komputer15 wieloprogramowość W pamięci rezyduje więcej, niż jedno zadanie. Gdy aktualne zadanie musi czekać na operacje we-wy procesor przełącza na inne..

16 Zdzisław Stryła komputer16 wieloprogramowość AA oczekiwanie AA BCDBCD WAŻNE !!! Operacje we-wy sterowane przerwaniami lub DMA.

17 Zdzisław Stryła komputer17 Podział czasu Systemy wsadowe nie dają możliwości bezpośredniej ingerencji użytkownika w wykonywane zadanie. Pojawienie się koncepcji systemu konwersacyjnego w połączeniu z wieloprogramowością doprowadziło do powstania systemów z podziałem czasu. W tym przypadku oprócz oczekiwania na we-wy o przełączaniu między zadaniami decyduje upływ czasu przyznanego danemu zadaniu.

18 Zdzisław Stryła komputer18 Szeregowanie czasowe W tym przypadku decyzja o uaktywnieniu danego zadania jest bardziej skomplikowana i wymaga zarządzania zarówno pamięcią, jak i czasem procesora. Aby efektywnie wykonywać szeregowanie potrzebujemy więcej informacji służących do zarządzania systemem.

19 Zdzisław Stryła komputer19 Szeregowanie wysokiego poziomu Zgłoszenie nowego użytkownika wymaga decyzji o przydzieleniu mu procesu: Weryfikacja użytkownika i jego uprawnień; Miejsce w pamięci; Priorytet; Czas realizacji; wymagania co do we-wy.

20 Zdzisław Stryła komputer20 kolejkowanie Pamięć główna CPU scheduler Kolejka we-wy Nowe zadanie Zadania oczekujące Kolejka dostępu Proces bieżący

21 Zdzisław Stryła komputer21 Proces Proces to: program, związane z nim dane; informacje dodatkowe (blok sterujący).

22 Zdzisław Stryła komputer22 Szeregowanie krótkookresowe Program dyspozytora wybiera spośród procesów gotowych następny proces aktywny: algorytm cykliczny z uwzględnieniem priorytetów; kolejka we-wy;

23 Zdzisław Stryła komputer23 Stany procesu Nowy. Program jest przyjęty przez program szeregujący wysokiego poziomu. Czeka na inicjalizację przez system operacyjny. Gotowy. Proces jest gotowy do wykonywania i czeka na dostęp do procesora. Bieżący. Proces jest realizowany przez procesor. Oczekujący. Realizacja procesu jest zawieszona podczas oczekiwania na pewne zasoby systemu, np. wejście-wyjście. Zatrzymany. Proces został zakończony i zostanie zniszczony przez system operacyjny.

24 Zdzisław Stryła komputer24 Stany procesu Nowy Gotowy bieżący oczekujący Zatrzymany

25 Zdzisław Stryła komputer25 Stany procesu Gotowy bieżący oczekujący 1. Proces blokuje się czekając na wejście 4. Dane z wejścia nadeszły 2. Skończyła się szczelina czasowa 3. Scheduler wybiera i uruchamia jeden z gotowych

26 Zdzisław Stryła komputer26 Blok kontrolny procesu Identyfikator - Każdy proces ma unikatowy identyfikator. Stan - Aktualny stan procesu (nowy, gotowy itd.). Priorytet - Względny poziom priorytetu. Znaczniki pamięci - Obszar pamięci zajmowany przez proces. Licznik programu - Adres następnego rozkazu w danym procesie. Kontekst - Zawartość rejestrów procesora podczas realizacji procesu. Kontekst i licznik programu są zachowywane przy zawieszaniu wykonania procesu i odtwarzane przy wznowieniu procesu. Informacja o stanie wejścia-wyjścia - Żądania wejścia-wyjścia, urządzenia wejścia-wyjścia przypisane do procesu, pliki przypisane do procesu, itp. Informacja ewidencyjna – wymagany czas procesora, czas zegara, liczby ewidencyjne...

27 Zdzisław Stryła komputer27 Blok kontrolny

28 Zdzisław Stryła komputer28 kolejki KOLEJKA krótko- okresowa KOLEJKA długo- okresowa Kolejki we-wy Program przetwarzający wywołania obsługi Program obsługi przerwań Pr. szeregowania krótkookresowego (scheduler) Sterowanie przejściem do procesu Przerwanie procesu Przerwanie od we-wy Wywołanie obsługi ze strony procesu System operacyjny

29 Zdzisław Stryła komputer29 Proces i wątek

30 Zdzisław Stryła komputer30


Pobierz ppt "Zdzisław Stryła komputer1 W8 – System operacyjny Zdzisław Stryła Instytut Fizyki UAM."

Podobne prezentacje


Reklamy Google