Sisteme de operare - evoluția sistemelor de operare

Un sistem de operare este un program care controleaza executia programelor de aplicatie si actioneaza ca o interfata intre utilizator si partea hardware a calculatorului. Scopul unui sistem de operare este de a rezolva problemele utilizatorului, adica de a executa programele de aplicatie. La executarea aplicatiilor concura atat partea hardware, cat si cea software a calculatorului.

O parte din sistemul de operare este rezidenta in permanenta in memoria interna. Ea se numeste Kernel sau nucleu si contine functiile cele mai folosite ale sistemului de operare.

Functiile sistemului de operare sunt:

- Administrarea proceselor

- crearea si terminarea proceselor;

- planificarea si administrarea proceselor;

- comutarea intre procese;

- sincronizarea proceselor si asigurarea comunicarii intre procese;

- administrarea blocurilor de control a proceselor.

- Administrarea memoriei:

- alocarea pentru proces a spatiului de adrese;

- asigurarea schimbului intre memoria interna si disc;

- administrarea segmentelor sau paginilor.

- Administrarea sistemului de intrare-iesire:

- administrarea bufferelor;

- alocarea la procese a canalelor de comunicatie si a modulelor de intrare-iesire.

- Suportul functiilor:

- administrarea intreprinderilor;

- monitorizarea;

- contabilizarea.

Functia principala a unui sistem de operare este de a administra diferite resurse disponibile (memoria interna, procesoare, dispozitie de intrare-iesire) si de a planifica utilizarea lor de catre diferite procese active.

Resursa este o componenta a sistemului de operare. Un program care consuma o resursa sau un utilizator care foloseste o resursa se numeste clientul resursei.

Resursele fizice sunt componentele hardware ale calculatorului care au functii de prelucrare, pastrare sau transferare a informatiei. Din aceasta categorie fac parte procesorul, memoria interna, modulele de control ale operatiilor de intrare-iesire si dispozitivele periferice.

Resursele fizice se pot clasifica in functie de modul in care sistemul de operare pune resursa la dispozitia clientului:

Resurse fizice propriu-zise care reprezinta componente efective ale sistemului de operare care pot fi eventual partajate intre mai multe programe sau utilizatori.

Resurse virtuale care sunt componente ale sistemului de operare pe care le pune la dispozitia clientului pentru a le folosi in exclusivitate.

Resursele logice sunt componentele software ale calculatorului, care au functii de administrare a resurselor si a datelor, de planificare si executare a programelor de aplicatie, de organizare si de prelucrare a datelor. Din aceasta categorie fac parte programele si datele.

Sistemele de operare sunt alcatuite in principal din doua categorii de programe:

programe de comanda-control, avand rolul de coordonare si control al tuturor functiilor sistemului de operare;

programe de servicii, care sunt executate sub supravegherea programelor de comanda-control si sunt utilizate de programator pentru dezvoltarea aplicatiilor.

Programele de comanda-control sunt cunoscute si sub numele de monitoare, supervizoare sau executive, coordoneaza activitatea celorlalte componente ale sistemului de operare.

Cel mai frecvent utilizate componente ale supervizorului sunt incarcate in memoria interna inca de la generarea sistemului de operare, celelalte componente raman in memoria externa fiind apelate si executate numai atunci cand sunt solicitate de catre nucleul sistemului de operare asemenea programului de aplicatie.

Supervizorul initiaza executia operatiilor de intrare-iesire pentru transferul componentelor tranzitorii din memoria externa in memoria interna, fiind totodata responsabil de alocarea canalelor de intrare-iesire, de asemenea efectueaza controlul si coordonarea unitatii centrale de prelucrare CPU, pe parcursul receptionarii de mesaje de la canalele prin care se executa transferul, a executiei programelor din memoria interna, respectiv a transmiterii de mesaje catre dispozitivele periferice de intrare-iesire prin intermediul magistralelor.

Folosind programul shell, utilizatorul poate sa comunice sistemului de operare activitatile pe care trebuie sa le execute, modul in care sunt delimitate activitatile, structura acestor activitati, resursele fizice si logice necesare pentru executarea lor si informatii despre seturile de date folosite.

Evolutia sistemelor de operare a dus la descompunerea lucrarilor in procese pentru a se utiliza mai optim resursele sistemului de calcul. Aceste procese se pot executa reconventional sau concurent, in functie de logica lucrarii. Orice sistem modern de operare se bazeaza pe componenta Kernel pentru administrarea proceselor.

Evolutia sistemelor de operare.

Sistemele de operare au evoluat foarte mult de-a lungul timpului in ultimii zece ani,de la un ecran negru in care totul se facea cu ajutorul tastaturii ,la sistemele performante care permit rularea mai multor programe deodată,ascultare de muzică,jocuri,vizionare filme si altele totul cu ajutorul sagetii mouse-ului.

Cele mai vechi sisteme de calcul erau formate uneori din hardware şi puteau fi utilizate prin intermediul unei console: programatorul scria liniile de program şi apoi opera programul direct de la această consolă. Încarcarea programului în memorie, precizarea adresei de început şi lansarea în execuţie se realizau manual, cu ajutorul comutatoarelor panoului frontal.

Evoluţia programului putea fi urmarită de către operator prin intermediul semnalelor luminoase ale consolei. Datele de ieşire se tipăreau sau erau perforate pe bandă de hârtie sau cartele pentru a fi tipărite ulterior. Programatorul îndeplinea şi funcţia de operator. Cu trecerea timpului, o atenţie deosebită a fost acordată rutinelor care realizau operaţii de intrare şi de ieşire, deoarece fiecare dispozitiv de I/O avea caracteristici aparte, necesitând o programare adecvată. Pentru fiecare astfel de dispozitiv a fost scrisă câte o subrutină specială, numită driver, care să "ştie" cum trebuie să fie folosite buffer-ele, flag-urile, regiştrii, biţii de control şi biţii de stare proprii dispozitivului. Pentru realizarea operaţiilor de I/O utilizatorul nu mai era nevoit să includă în program codul necesar, ci putea sa apeleze doar driver-ul corespunzător din bibliotecă.