Sisteme de Operare

Capitolul 1 - Generalitati despre sisteme de operare

Obiective:Acest prim capitol prezinta notiuni fundamentale referitoare la sistemele de operare , ca software strict necesar unui sistem de calcul. Astfel este prezentata componenta unui sistem de operare, principalele sale caracteristici, tipurile de astfel de sisteme, precum si obiectivele de atins atunci cind se proiecteaza si realizeaza un sistem de operare. In continuare, ne vom uita la un sistem de operare din patru perspective, pentru a surprinde cit mai bine toate fatetele sale.

Continut:Sistem de calcul

Sistem de operare (SO). Componente. Caracteristici. Obiective in proiectarea SO. Tipuri de SO.

SO, ca suma de module de gestiune a resurselor

SO, ca suma de module care asigura tranzitia intre stari

SO, ca extensie a masinii

SO, ca interfata oferita utilizatorilor

Cuvinte cheie: sistem de calcul, sistem de operare, gestiunea resurselor.

Modul1 - Sistem de calcul

Sistem de calcul (SC)= ansamblu de componente functionale care coopereraza pentru a satisface cerintele utilizatorilor privind:

- introducerea

- stocarea

- prelucrarea informatiei

- transmisia

- regasirea Componente functionale:

- fizice: procesoare, memorii, dispozitive de intrare/iesire (I/O) etc;

- logice: programe de sistem (SO insusi), utilitare (de exemplu Norton Commander), programe de aplicatie (programe de prelucrare de texte, de gestiune a bazelor de date, de calcul tabelar), programe dezvoltate de utilizator;

- firmware: software inclus in dispozitivele electronice in momentul fabricatiei acestora;

Fig.1. Firmware

Aceste componente sint structurate pe niveluri care interactioneaza prin interfete bine definite, dupa cum se poate observa din figura urmatoare:

Fig.2. Structura ierarhica a unui SC

Modul2 - Sistem de operare

Sistem de operare (SO)= ansamblu de

- proceduri manuale

- module program,

dintr-un sistem de calcul, care: - gestioneaza resursele sistemului conducind la utilizarea eficienta a acestora;

- coordoneaza executia operatiilor dorite de utilizator, comunicarea facindu-se prin intermediul unei interfete calculator-utilizator.

Un SO indeplineste functii ca:

- planificarea si executia proceselor (alocarea de cuante de timp procesor pentru diferitele task-uri pregatite pentru executie);

- gestiunea memoriei (alocarea memoriei principale proceselor in curs de executie);

- gestiunea operatiilor de I/O (comunicarea cu diversele echipamente periferice (EP) cu ajutorul driver-elor de dispozitiv);

- gestiunea informatiei (organizarea fisierelor pe un suport extern);

- gestiunea teletransmisiilor;

si sarcini suplimentare cum ar fi:

- monitorizarea sistemului (mentinerea si vizualizarea informatiilor despre starea curenta a sistemului);

- realizarea protectiei (autoprotectie/protectie a utilizatorilor intre ei);

- alegerea utilizatorilor pentru folosirea diverselor resurse (conform unor politici de alocare a resurselor);

- contabilizarea serviciilor;

- lansarea de programe de test (cind masina sta nefolosita) si altele...

Componentele principale ale unui SO sint urmatoarele:

- nucleul SO (kernel): realizeaza protectia, alocarea resurselor executia operatiilor de I/O la nivel fizic, tratarea unor situatii de exceptie;

- executivul SO: realizeaza executia operatiilor de I/O la nivel logic, gestiunea fisierelor, planificarea activitatilor din SC, coordonarea programelor;

- supervizorul SO: realizeaza interfata cu utilizatorii (printr-un limbaj de comenzi si instructiuni) si cu nivelele superioare ale SO.

In continuare vor fi listate citeva caracteristici ale SO, acestea constituindu-se in termeni de comparatie, fara a avea caracter absolut sau exhaustiv:

1. Timpul de raspuns= timpul scurs din momentul lansarii unei cereri de serviciu pina la rezolvarea ei de catre sistem (este compus din timpul ca cererea respectiva sa fie luata in considerare plus timpul de executie propriu-zisa a acestei cereri);

2. Simultaneitatea utilizarii= gradul in care un SO poate sa:

- lucreze in acelasi timp pentru mai multi utilizatori;

- execute mai multe lucrari ale aceluiasi utilizator;

3. Eficienta= proprietatea unui sistem de a folosi optim resursele

4. Partajarea si protectia= caracterizeaza nivelul la care utilizatorii au posibilitatea sa:

- utilizeze in comun informatiile existente in sistem;

- comunice intre ei in deplina siguranta.

5. Generalitatea, flexibilitatea, extensibilitatea= se refera la gradul in care:

- un sistem poate fi adaptat unui context specific;

- se pot include in sistem noi componente (hardware si software) fara eforturi suplimentare de proiectare si programare.

6. Fiabilitatea si disponibilitatea= descriu proprietatile unui sistem de a:

- "cadea" foarte rar;

- evita goluri in functionare din cauza defectarii unor componente.

Exista doua "politici" de apropiere de aceste obiective:

- Fiabilitatea totala, obtinuta prin folosirea componentelor cu un grad mare de siguranta in functionare, la care se adauga "dublarea" acestora. Prin "dublare" se intelege existenta unei componente echivalente aflata cumva in stare de asteptare, care va intra "in sarcina" atunci cind o componenta se defecteaza. Procesul are loc astfel incit se asigura continuitatea functionarii normale a sistemului;

- Toleranta la defecte, care consta in permiterea degradarii performantelor sistemului pina la anumita limita pina la care se poate asigura inca o functionalitate satisfacatoare;