Sisteme de Operare - Sistemul de Operare Windows XP

1 Sisteme de operare

1.1 Definirea sistemelor de operare.Generalităţi

Un sistem de operare este un ansamblu de programe de control şi de serviciu care ghidează un calculator în executarea sarcinilor sale şi asistă programele de aplicaţie şi utilizatorul prin intermediul anumitor funcţiuni.Natura funcţiilor şi modul în care acestea sunt realizate determină atributele care caracterizează un sistem de operare: timpul de răspuns,simultaneitatea utilizării,eficienţa,partajarea şi protecţia, generalitatea, flexibilitatea, extensibilitatea, fiabilitatea şi disponibilitatea, transparenţa şi vizibilitatea.

Folosirea hardware-ului unui sistem de calcul ar fi dificilă şi ineficientă în lipsa unui sistem de operare.Astfel,sistemul de operare este componenta software care coordonează şi supraveghează întreaga activitate a sistemului de calcul şi asigură comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul.Din punctul de vedere al interacţiunii cu componentele hardware ale sistemului de calcul şi după modul de implementare a software-ului,sistemul de operare este organizat pe două niveluri:

- nivelul fizic - include componenta firmware a sistemului de calcul; acest nivel oferă servicii privind lucrul cu componentele hardware ale sistemului de calcul şi cuprinde acele elemente care depind de structura hardware a sistemului. Tot în nivelul fizic sunt incluse programe a căror execuţie este indispensabilă, de exemplu programul care lansează încărcarea automată a sistemului de operare, la pornirea calculatorului.

- nivelul logic - include partea de programe a sistemului de operare şi oferă utilizatorului mijloacele prin care poate exploata sistemul de calcul; comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul se realizează prin comenzi adresate sistemului de operare sau prin intermediul instrucţiunilor programelor pe care le execută; invers, comunicarea se realizează prin intermediul mesajelor transmise de sistemul de operare către utilizator.

Potrivit acestor douã niveluri, sistemele de operare cuprind în general douã categorii de programe:

- programe de control şi comandã, cu rolul de coordonare şi control a tuturor funcţiilor sistemelor de operare , cum ar fi: procese de intrare-ieşire, execuţia întreruperilor, comunicaţia hardware-utilizator;

- programe de servicii(prelucrãri),care sunt executate sub supravegherea programelor de comandã şi control, fiind utilizate de programator pentru dezvoltarea programelor sale de aplicaţie.

1.2 Dezvoltarea sistemelor de operare

O analiză cronologică a dezvoltării sistemelor de operare este greu de realizat, deoarece multe din principiile foarte importante au fost realizate pentru prima dată cu mult înainte de a deveni unanim acceptate. De exemplu, conceptele de memorie paginată şi memorie virtuală au fost realizate pentru prima dată în 1959 în cadrul sistemului “Atlas”, fiind utilizate la mijlocul anilor ’60 în unele sisteme cu destinaţie specială, pentru ca în 1972 să fie preluate de firma IBM în cadrul familiei de calculatoare mari.

Primele calculatoare nu dispuneau de sisteme de operare. Fiecărui utilizator i se rezerva pentru un timp determinat calculatorul cu toate resursele acestuia. Interacţiunea era directă, programul şi datele fiind introduse în mod manual sub formă de zerouri şi unităţi.Utilitele care au apărut aveau destinaţia de a asista elaborarea programelor (asambloare, compilatoare, etc.) sau de a facilitata operaţiile de intrare-ieşire.

Primele sisteme erau caracterizate prin prelucrarea secvenţială a taskurilor. Timpul de execuţie a programelor era relativ mare,instrumentele de depanare primitive, fiecare programator îşi încărca în mod individual programul (pachetul de cartele perforate), apăsa butoane,controla conţinutul locaţiunilor de memorie, etc. (1950 – 1956).

Sporirea vitezei de calcul, dar şi a preţului calculatoarelor cerea o utilizare mai eficientă a timpului de calculator. Nu putea fi tolerată situaţia ca un calculator să “nu facă nimic”, atunci când utilizatorul îşi încarcă în mod manual programul. Au fost propuse programe de monitorizare (monitoare), care treceau de la o lucrare la alta în mod automat, utilizatorul fiind responsabil de organizarea corectă a programelor în cadrul unui pachet – primele încercări de prelucrare pe loturi (1956 – 1959).

Odată cu creşterea complexităţii calculatoarelor, îndeosebi în ceea ce consta administrarea dispozitivelor periferice, au fost propuse sisteme supervizoare (executive), care se aflau în memoria calculatorului în mod constant şi acordau utilizatorilor servicii în gestiunea operaţiilor de intrare/ieşire (1959 – 1963). În aceste sisteme mai erau realizate şi o serie de facilităţi noi, cum ar fi controlul unor posibile încercări din partea programului de a încălca restricţiile existente în sistem, culegerea informaţiilor de evidenţă, etc.

Au urmat apoi sistemele cu multiprogramare,menite la început să rezolve problema concordării vitezei de calcul a unităţii centrale şi a perifericelor. Drept consecinţă, au apărut o mulţime de limbaje de control a lucrărilor, a fost realizată o standardizare substanţială a operaţiilor de intrare-ieşire.

După 1965 au apărut primele sisteme cu partajare a timpului (time sharing), au fost propuse sisteme sofisticate de administrare a informaţiei (sisteme de gestiune a datelor sau sisteme de fişiere,File Systems).Principiul time sharing oferea posibilitatea lucrului interactiv a mai multor utilizatori pe un singur calculator, fiecărui utilizator în mod ciclic acordându-i-se un interval anume de timp (cuantă de timp) şi,datorită vitezei mari de calcul a unităţii centrale,creându-i-se impresia posesiei tuturor resurselor calculatorului.

Progresul tehnologic şi conceptual al anilor '60 - '70 a permis excluderea unor limitări caracteristice sistemelor de prelucrare pe loturi. Astfel, au fost introduse procesoare specializate pentru operaţiile de intrare-ieşire (unităţile de schimb sau canalele), care permiteau eliberarea procesorului central de gestionarea dispozitivelor de intrare-ieşire. Utilizarea principiului multiprogramării sau partajarea memoriei între mai mulţi utilizatori a permis o utilizare şi mai bună a procesorului central. Exploatarea unui calculator conform principiului timpului partajat oferă utilizatorilor posibilităţi analogice unui calculator individual,permiţând beneficiul unor servicii comune la un preţ redus.