Sisteme de operare

Sisteme de operare

Clasificarea sistemelor de operare

Un sistem de calcul este compus din doua parti componente: hardware si software. Software-ul este la randul lui alcatuit din sisteme de operare, programe utilitare si programe utilizator. Componenta cea mai importanta a software-ului o reprezinta sistemul de operare.

Sistemul de operare este un program principal, permanent stocat in memorie, lansat in executie la porninrea calculatorului care indeplineste functii de coordonare si control asupra resurselor fizice ale calculatorului si care intermediaza dialogul om-calculator. Sistemul de operare asigura in principal urmatoarele functii:

Gestiunea operatiilor de intrare/iesire

Gestiunea datelor aflate pe suporturi de memorie externe

Controleaza incarcarea in memorie, lansarea in executie si terminarea programelor utilizator.

O proprietate importanta a unui sistem de operare este capacitatea sa de a se adapta rapid la modificarile tehnologice, ramanand in acelasi timp compatibil cu hardware-ul anterior.

Sistemele de operare pot fi clasificate dupa mai multe criterii, dar acestea nu sunt rigide, aceste tipuri de sisteme putand coexista. Dintre criteriile mai importante care stau la baza clasificarii sistemelor de operare se enumera:

1.     Dupa configuratiile hard pe care le deservesc exista urmatoarele sisteme de operare:

a.     Sisteme de operare pentru mainframe-uri care se evidentiaza prin faptul ca permit conectarea unui numar mare de periferice, sunt puternice si permit atat lucrul serial cat si interactiv.

b.     Sisteme de operare pentru minicalculatoare permit partajarea resurselor pentru lucrul intercativ multiutilizator si planificarea unitatii centrale pentru servirea tuturor utilizatorilor deoarece folosesc cu prioritate tehnicile time-sharing si multiprogramarea.

c.      Sisteme de operare pentru microcalculatoare sunt usor de exploatat, sunt ieftine si sunt cele mai utilizate la ora actuala. Aceste sisteme de operare pot fi instalate atat pe calculatoare individuale cat si pe calculatoare care fac parte dintr-o retea de calculatoare.

2.     Dupa gradul de partajare a resurselor:

a.     Sisteme de operare monoutilizator sunt cele care permit executarea la un moment dat a unui singur program care ramane activ in memoria calculatorului de la lansarea sa in executie si pana la terminarea acestuia. Ms-dos

b.     Sisteme de operare multiutilizator lucreaza in multiprograme folosind si tehnici de gestiune si protectie a utilizatorilor, ceea ce face ca aceasta sa aiba in vedere partajarea memoriei, a perifericelor si a altor tipuri de resurse, intre utilizatorii conectati. windows.

3.     Dupa tipurile de interactiuni permise:

a.     Sisteme de operare seriale sunt cele in care utilizatorul nu poate interveni in executia programelor dupa ce acesta a fost preluat de sistemul de calcul. Tehnica utilizata de aceste sisteme de operare se numeste tehnica batch-processing, care permite executia programelor pe loturi care sunt in prealabil pregatite. Exploatarea sistemului era realizata indirect prin intermediul unei componente a sistemului de operare numita monitor sau supervizor si care avea rolul de a asigura planificarea lucrarilor fara interventia utilizatorului. Ele pot fi atat sisteme de operare monoutilizator cat si multiutilizator.

b.     Sistemele de operare interactive sunt acele sisteme in care utilizatorul poate interveni pe parcursul executiei programului

c.      Sisteme de operare in timp real permit deservirea in timp prestabilit a fiecarei operatii cerute de utilizator. Aceste sisteme de operare ofera un timp de raspuns rapid acelor utilizatori ale caror programe sunt executate complet intr-o singura cuanta de timp.

4.     Dupa organizarea interna a programelor ce compun sistemul de operare:

a.     Sistemele de operare monolitice contin o colectie de proceduri, fiecare putand fi apelata de o cerere utilizator.

b.     Sistemele de operare cu nucleu de interfata hard specific acestor sisteme este existenta unei colectii de rutine numita nucleu. Rolul acestui nucleu este de a coordona, toate cererile de prelucrare ale utilizatorului, componentele nucleului executandu-se in mod concurent.

c.      Sisteme de operare cu masini virtuale sunt cele care deservesc mai multe procese. In acest caz pe acelasi calculator pot coexista simultan mai multe sisteme.

Structura generala a unui sistem de operare

Majoritatea sistemelor de calcul, pentru a raspunde rolului de interfata intre utilizator si partea hardware a sistemului de calcul, sunt alcatuite din:

1.     Nucleul sistemului de operare este cel care asigura gestionarea resurselor sistemului in timpul exploatarii. El este format din urmatoarele componente:

Monitorul este componenta de baza, fiind rezident in memoria interna

Programele de comanda si control sunt folosite pentru cresterea eficientei exploatarii resurselor sistemelor de operare asigurand automatizarea acestora si micsorarea timpului de raspuns. Aceste programe sunt utilizate pentru efectuarea unor lucrari complexe care ulterior sa poata fi exploatate prin comenzi simple.

Programe pentru operatiunile cu echipamente periferice si sisteme de teleprelucrare asigura efectuarea operatiilor de intrare/iesire, protectia fisierelor si a programelor, protectia intreruperilor, tratarea intreruperilor.

Programele de serviciu sunt acele programe care permit utilizatorului sa foloseasca reursele fizice si logice ale sistemului pentru efectuarea aplicatiilor. Dintre cele mai cunoscute: bibliotecarul, editorul de legaturi, generatorul sistemului de operare, prograne de serviciu speciale.

2.     Programe translatoare au rolul de a transforma intructiunile programelor sursa in coduri executabile de calculator. Din aceasta categorie fac parte:

Asambloarele – care au rolul de a traduce programele sursa scrise in limbaje de asambalre, in programe obiect executabile, fiind specifice unui anumit sistem de calcul.

Macroasambloarele – care permit utilizatorului sa foloseasca in activitatea de programare a macroinstructiunilor pentru generarea in programele sursa a unor secvente de instructiuni elementare.

Compilatoarele – sunt specifice sistemelor care utilizeaza limbaje de programare de nivel inalt, asigurand traducerea programelor sursa, in programe obiect. Se cunosc doua tipuri de compilatoare: care genereaza programe obiect executabile si care genereaza programe obiect care nu pot fi executate

Interpretoare – sunt cele care analizeaza si executa pas cu pas instructiunile programului sursa.

3.     Programe utilitare

Utilitare pentru dezvoltare si programe care asigura editarea si punerea la punct a programelor de aplicatii

Utilitare pentru manevrarea fisierelor care asigura intretinerea fisierelor de date prin sortarea, interclasarea, conversia si manevrarea articolelor.

Utilitare pentru prelucrarea textelor care permit editarea textelor, crearea si actualizarea de programe, de fisiere de date, de fisiere de comenzi si de orice alte texte.

Utilitarea pentru alte operatii si aplicatii care sunt specifice domeniilor particulare de aplicatii (economie, medicina, cercetare stiintifica etc.)

4.     Sisteme pentru lucru cu colectii de date sunt cele care difera de la un sistem la altul atat conceptual cat si prin comenzi de apelare, fiind orientate pe calculator. Aceste sisteme au rolul de a crea si exploata bazele de date. Cele mai cunoscute sunt:

Foxpro, dbase, paradox pentru microcalculatoare

Oracle, argus, socrate, leda pentru minicalculatoare

Socrate, ims pentru calculatoare cu capacitate medie

5.     Alte programe, nu sunt componente propriu-zise ale sistemului de operare dar sunt exploatate sub controlul acestuia.

Organizarea datelor pe disc

Informatiile sunt organizate pe disc sub forma de fisiere si directoare sau foldere. Prin fisier se intelege o colectie de informatii grupate sub acelasi nume si care au aceleasi proprietati. Astfel un fisier poate fi un program executabil, un text, o imagine, un grup de comenzi.

Dpdv fizic un fisier nu este obligatoriu sa ocupe un spatiu contiguu. Pentru ca gestiunea spatiului pe disc sa se realizez in mod corect, pe fiecare disc exista o tabela FAT care contine informatii despre spatiul liber si cel ocupat si care actualizata la fiecare operatie de stergere sau de creare de fisiere pe disc.

Un fisier este identificat prin numele sau, urmat eventual de un punct si de extensia fisierului.

Atat numele cat si extensia fisierului trebuie sa respecte niste reguli care sunt diferite pentru sistemul de operare MS-DOS si Windows.

O facilitate oferita de sistemul de operare in manipularea numelui fisierelor o constituie caracterele de subsitutie (* si ? caractere pentru nume de fisier global) care permit specificarea mai multor fisiere intr-o singura comanda.

? – intr-un nume sau extensie de fisier indica faptul ca orice caracter poate ocupa acea pozitie.

Abcde.doc ab3de.doc

Ab1de.doc abcdf.doc

Comanda DIR AB?DE.DOC listeaza toate intrarile in folderul curent de pe unitatea de disc implicita care au numele de fisier compus din cinci caractere, incepand cu AB, urmatorul caracter putand fi orice alt caracter, urmat de DE si avand extensia .DOC.

*- orice caracter poate ocupa acea pozitie si tot restul pozitiilor in numele sau extensia de fisier.

De exemplu, comanda DIR AB*.DOC listeaza toate intrarile din directorul curent de pe unitatea de disc care incep cu AB si au extensia .XYZ.

Ega.sys egexem.pas ega.com

Egiv.exe ega.exe elev.doc

Comanda DIR EGA.* va determina afisarea tuturor fisierelor cu numele ega indiferent de extensie.

Pentru a putea fi mai usor de gasit mai multe fisiere de acelasi tip, sau care apartin unui anumit program, acestea sunt grupate in directoare. Deci putem considera directorul ca pe un fisier special, care contine la randul sau mai multe fisiere grupate sau nu in functie de anumite criterii.

La fel ca nuleme unui fisier, si numele unui director trebuie sa respecte niste reguli, care sun aceleasi ca la numele de fisier.

Fiecare director poate contine la randul sau atat subdirectoare cat si fisiere. Primul director se numeste director radacina rau root. Se poate spune ca organizarea informatiilor in directoare este arborescenta, deoarece fiecare director are la origine un alt director, sau directorul radacina.

Cand se doreste crearea sau cautarea unui fisier, sistemul trebuie sa cunoasca trei lucruri: unitatea de disc, numele fisierului si numele directorului care contine fisierul.

Daca fisierul nu se gaseste in directorul curent, trebuie introdusa calea de nume de directoare care duc la directorul dorit. Aceasta cale consta dintr-o serie de nume de directoare separate prin . Daca se introduce si un nume de fisier, acesta trebuie sa fie separat de numele directorului prin . Deci specificatorul unui fisier are urmatorul format: [unitate]:[cale]nume[.extensie] .

Fisierele se pot imparti in doua categorii: executabile si neexecutabile. Fisierele executabile determina executarea unor activitati de catre sistemul de operare, extensia lor poate fi .exe sau .com iar cele cu extensie .bat sunt constituite din fisiere de comenzi proprii sistemului de operare. Fisierele neexecutabile: fisiere text, .sys sau .drv, cunoscute sub numele de drivere si care contin instructiuni despre modul in care sistemul de operare trebuie sa controleze diferite componente hardware. Susre de programare scrise in diferite limbaje.

Sistemele de operare

Primul sistem de operare pentru microcalculatoare a fost CP/M. in 1981 a aparut prima versiune a sistemului de operare DOS un sistem de operare pe 16 biti. In 1991 au aparut 6 versiuni principale ale acestui sistem de operare, prima a avut la baza versiunea 2.2 a sistemului de operare Cp/M.

In prezent exista 4 sisteme de operare DOS, dezvoltate in paralel de patru firme diferite:

MS-DOS – microsoft

DR-DOS – digital reseasrch

PC-DOS – IBM

PTS-DOS – phytechsoft

Pentru a putea utiliza un anumit sistem de operare, acesta trebuie sa fie mai intai instalat pe calculatorul respectiv. Sistemul de operare era livrat de obicei pe una sau mai multe dischete, care contin partile invariabile, cat si variante pentru diferitele configurari hardware.

Cele mai populare medii de operare pe microcalculatoare sunt: windows, mediul de dezvoltare Apple Macintosh , geo works ensemble.

Multitasking-ul reprezinta o modalitate de lucru oferita de un sistem de operare, prin care un calculator poate executa mai multe taskuri in acelasi timp. Un task este o aplicatie sau program care este executat la un moment dat.

Multitaskingul nepreemtiv – numit si multitasking necontrolat, reprezinta o forma a mutlitaskingului in care fiecare task poate ceda in mod voluntar controlul calculatorului astfel incat sa poata fi executate si alte taskuri.

Multitaskingul preemtiv – controlat , sistemul de operare decide cand sa suspende un task pt a permite altuia sa fie executat, prin preluarea controlului asupra procesorului, fara cooperarea taskuilui executat in acel moment. Astfel sistemul de operare aloca mici intervale de timp de unitate centrala si intrerupe fiecare program la expirarea cuantei de timp alocate. In acest caz firele de executie sunt asociate cu o lista de prioritati si au acces la resursele echipamentului de calcul in functie de prioritatea pe care o detin.

Sistemul de operare Windows foloseste o interfata grafica cu utilizatorul GUI – modul in care utilizatorul interactioneaza cu programul care il foloseste: modul de afisare a informatiilor pe ecran, modul de introducere a datelor si de apelare a functiilor program etc.