ZESPÓŁ SZKÓŁ NR 9 im. Romualda Traugutta w Koszalinie SYSTEMY OPERACYJNE. Autor Joanna Kryśkiewicz Kl. II LB. Koszalin 2006

Transkrypt

1 ZESPÓŁ SZKÓŁ NR 9 im. Romualda Traugutta w Koszalinie SYSTEMY OPERACYJNE Koszalin 2006 Autor Joanna Kryśkiewicz Kl. II LB

2 SYSTEM OPERACYJNY System operacyjny jest jak gospodarz zarządzający zasobami komputera (elektroniką, dostępem do dysków, portów), decydujący o moŝliwościach wykorzystania sprzętu. Dzięki niemu programy działają na róŝnych konfiguracjach sprzętowych. MASZYNA WIRTUALNA Maszyna wirtualna - komputer wewnątrz komputera. UŜytkownik widzi to, co pokazuje mu system. Interfejs to wszystko to, co stoi pomiędzy: interfejs systemu operacyjnego, pomiędzy uŝytkownikiem a komputerem; interfejsy programów aplikacyjnych, stoi pomiędzy uŝytkownikiem a programem; interfejsy sprzętowe, stoją np. pomiędzy procesorem a portami. O SYSTEMACH OGÓLNIE OS (Operation System), DOS (Disc Operation System); MS-DOS. Systemy otwarte (open systems) i otwarta architektura sprzętowa - zastąpiły monopol standardów takich firm jak IBM czy DEC. Systemy "własnościowe" (proprietary sytems), na które monopol ma jedna firma, która nie udostępnia szczegółów technicznych - pozostały tylko w specjalnych zastosowaniach. Ładowanie systemu, ściąganie systemu, rozruch - boot'owanie. W pamięci ROM zwykle zawarta jest niewielka część systemu; w komputerach podręcznych lub domowych moŝe być nawet cały system. Bootable disk, dyskietka systemowa lub dysk systemowy - zawiera informacje wystarczające do inicjacji systemu. Startowanie systemu z dysku, dyskietki lub CD moŝna ustawiać w setupie przy starcie. Jeśli komputer startuje z napędu dyskietek a na dyskietce nie ma systemu to komputer się nie uruchomi i wyświetli informację o braku systemu. Kilka systemów moŝe współistnieć na tym samym komputerze, w róŝnych partycjach dysku. Serwer - maszyna udzielająca mocy obliczeniowej swojego procesora, serwująca pliki lub inne usługi, np. dostęp do drukarek, sieci. ARCHITEKTURY SYSTEMÓW OPERACYJNYCH Monolityczna - najprostsza, jedno jądro systemu, tylko w komputerach jednozadaniowych; Warstwowa - hierarchia poleceń systemowych, nowsze wersje DOSu; 1

3 Klient/serwer - aplikacje (programy uŝytkowe) postrzegane są przez system operacyjny jako klienci dostarczających im swoich usług serwerów. Klienci komunikują się z serwerami poprzez jądro systemu, kaŝdy proces pracuje w własnej, wydzielonej i chronionej przestrzeni adresowej pamięci operacyjnej, dobrze odizolowany od innych procesów. Architektura klient/serwer na poziomie relacji: jądra systemu i usług systemowych; programów i systemu; stacji roboczych i serwerów. Trzy wersje klient/serwer: a) wszystkie aplikacje wykonywane są przez serwer a wyniki wyświetlane na ekranie klienta; b) serwer dostarcza danych dla aplikacji uruchamianych na komputerze klienta; c) wszystkie komputery współpracują ze sobą jak równy z równym (peer-to-peer), korzystając wzajemnie ze swoich zasobów. BIOS (ang. Basic Input Output System) - podstawowe procedury wejścia-wyjścia) to zapisany w pamięci stałej, inny dla kaŝdego typu płyty głównej komputera, zestaw podstawowych procedur pośredniczących pomiędzy systemem operacyjnym a sprzętem. Program konfiguracyjny BIOS-a to BIOS setup. Program zapisany w pamięci ROM (Read Only Memory - pamięć tylko do odczytu) płyty głównej oraz innych urządzeń takich jak karta graficzna. W wypadku płyty głównej BIOS testuje sprzęt po włączeniu komputera, przeprowadza tzw. POST (akronim ang. Power On Self Test ), zajmuje się wstępną obsługą urządzeń wejścia/wyjścia, kontroluje transfer danych pomiędzy komponentami takimi jak dysk twardy, procesor czy napęd CD-ROM. Inicjuje program rozruchowy. Za pomocą wbudowanego w BIOS programu setup moŝna zmieniać standardowe ustawienia BIOS-u, np. parametry podłączonych dysków twardych lub zachowanie się komputera po jego włączeniu (np. szybkość testowania pamięci RAM), a takŝe włączać/wyłączać niektóre elementy płyty głównej, np. porty komunikacyjne. Za pomocą BIOS-u moŝna teŝ przetaktować procesor (zmiana częstotliwości i mnoŝnika), jednak nie jest to zalecane, poniewaŝ moŝe doprowadzić do przeciąŝenia urządzenia, a nawet jego uszkodzenia. Obecnie większość BIOS-ów zapisywana jest w pamięciach typu Flash, co umoŝliwia ich późniejszą modyfikację. Są 3 główne rodzaje BIOS-u AWARD AMI PHOENIX 2

4 MS-DOS Zasadniczy system operacyjny MS-DOS składa się z czterech programów: - programu ładującego, umieszczanego przez program FORMAT na ścieŝce zerowej strony zero w sektorze pierwszym dyskietki; na dysku twardym program umieszczany jest w pierwszym sektorze strefy (partycji) podstawowej dysku przeznaczonej dla systemu DOS; - pliku IO.SYS, zawierającego wbudowane programy obsługi standardowych urządzeń, współpracujące z procedurami wejściawyjścia programu BIOS umieszczonego w pamięci stałej komputera; - pliku MSDOS.SYS, zawierającego procedury realizujące zadania właściwego systemu operacyjnego (jądro systemu), m.in. zarządzania plikami, pamięcią, procesorami; - pliku COMMAND.COM - interpretatora (procesora) poleceń systemu. Pliki te muszą znajdować się na dysku, z którego następuje zainicjowanie systemu. Miejsce umieszczenia pierwszych dwóch programów jest ściśle określone. Dwa pierwsze pola katalogu głównego zawierają dane o plikach IO.SYS i MSDOS.SYS w podanej kolejności; IO.SYS zaczyna się w początkowych sektorach dysku przeznaczonych dla pliku. Polecenia systemu DOS dzielą się na wewnętrzne i zewnętrzne. Te ostatnie są samodzielnymi programami, umieszczonymi w plikach z rozszerzeniem nazwy COM lub EXE (tzw. pliki wykonywalne). Polecenia zewnętrzne systemu stanowią podstawową grupę programów systemowych. PLUSY MS-DOS - małe wymagania sprzętowe - dostępność nawet w sytuacjach awaryjnych, znacznie większa efektywność w rękach profesjonalistów - polecenia mogą być uŝyte w plikach skryptowych do automatyzacji zadań MINUSY MS-DOS - nieintuicyjny interfejs - mała efektywność pracy dla uŝytkowników niezaawansowanych - konieczność znajomości poleceń i ich składni WINDOWSY W RÓśNEJ POSTACI Microsoft Windows - (ang. "Okna" - system z wyświetlanymi oknami) produkt firmy Microsoft, w wersjach : nakładka na system operacyjny DOS (oficjalnie wyłącznie na MS-DOS), następnie samodzielny system operacyjny. Pierwsza wersja powstała w 1985 jako odpowiedź na Apple Macintosh. Obecnie system Windows zdominował rynek komputerów osobistych, jest uŝywany w ponad 90% komputerów nie będących serwerami. 3

5 Rodzina systemów oparta na DOS Wersje 16-bitowe: Microsoft Windows Microsoft Windows Microsoft Windows 3.x: , nazwa kodowa Janus i 3.11 for Workgroups , nazwy kodowe Kato i Snowball Rodzina systemów Windows 9x Wersje 32-bitowe Microsoft Windows 95 (4 i 4.1) , nazwa kodowa Chicago. Wersja ta miała trzy duŝe aktualizacje: OSR1, OSR2, OSR2.5 Microsoft Windows 98 (4.1) , nazwa kodowa Memphis Microsoft Windows Me (4.9) , nazwa kodowa Georgia Rodzina Microsoft Windows NT Microsoft Windows NT Microsoft Windows NT Microsoft Windows NT , nazwa kodowa Daytona Microsoft Windows NT Microsoft Windows 2000 (NT 5.0), Microsoft Windows XP (NT 5.1) , nazwa kodowa Whistler Microsoft Windows XP 64-bit i 2003, dla procesorów Intel Itanium oraz dla procesorów AMD Athlon 64 i Opteron 64 Microsoft Windows Server 2003 (NT 5.2) Microsoft Windows XP Media Center Microsoft Windows XP Professional x64 (NT 5.2) , dla architektury AMD64 i EM64T Planowane edycje systemu To wersje systemu Windows, o których juŝ wiemy, ale nie pojawiły się jeszcze na rynku. Microsoft Windows Vista (NT 6.0), nazwa kodowa Longhorn Microsoft Windows Server 2007, nazwa kodowa Longhorn Server nazwa kodowa Microsoft Windows Vienna Wersje dla palmtopów Wersje, które działają wyłącznie na urządzeniach mobilnych, tj. palmtopach, komórkach... Windows CE Microsoft Windows Mobile Klony PetrOS (tylko tryb tekstowy) ReactOS klon Windows NT 4.0 i w przyszłości 5.x Microsoft, po raz pierwszy dla Windows 98, udostępnił darmową usługę Windows Update, słuŝącą do aktualizacji systemu 4

6 Dlaczego Windows stały się tak popularne? - Środowisko graficzne - moc komputerów wystarczyła do sprawnego działania - Wspólne fonty do wszystkich aplikacji. - DDE Dynamical Data Exchange, dynamiczna wymiana danych - automatyczna aktualizacja wyników w powiązanych aplikacjach. - OLE Object Linking and Embedding, łączenie i zagnieŝdŝanie obiektów, np. całego arkusza kalkulacyjnego czy filmu w tekście. Środowisko MS-Windows - Praca wielozadaniowa (multitasking) - kilka rzeczy wykonuje się jednocześnie wykorzystując ten sam procesor. - Tryb rozszerzony (enhanced mode) procesorów i386 pozwalał na wykonywanie aplikacji 32-bitowych. - Pamięć wirtualna - RAM na dysku, swap file, swapowanie, czyli spisywanie danych na dysk i do RAMu; moŝna uruchomić wiele aplikacji i nie brakuje pamięci! Wady Windows: kiepska szybkość działania, konieczna duŝa moc obliczeniowa procesora, konieczna jest duŝa pamięć RAM, duŝe dyski, mała stabilność pracy (zwłaszcza przy aplikacjach sieciowych), stosunkowo wolny wydruk. Linux Linux to system operacyjny dla komputerów, jak równieŝ jego jądro. Kompletny system operacyjny (jądro i programy uŝytkownika) jest przez niektórych (m.in. projekt GNU oraz Debian) nazywany GNU/Linux. Linux zaczął powstawać w 1991 roku, kiedy to fiński programista, Linus Torvalds stworzył jądro nowego systemu operacyjnego przeznaczonego do pracy z procesorami rodziny firmy Intel. Linux charakteryzuje się duŝą zgodnością ze standardami ANSI i POSIX, jest wielozadaniowy, wielowątkowy, wielobieŝny, wielouŝytkownikowy, ma monolityczną budowę (choć z obsługą modułów - najczęściej zawierających sterowniki urządzeń), a takŝe wsparcie dla klastrów (projekt openmosix) i architektury SMP (w najnowszych wersjach takŝe NUMA). Jest wydajny, stabilny i bezpieczny. Wadą jest brak moŝliwości wywłaszczenia procesów jądra (taka moŝliwość istnieje w najnowszych jądrach 2.6) oraz korzystanie w małym stopniu z wątków jądra, które w Linuksie nie mogą zajmować się wykonywaniem programów uŝytkownika. Działa na wielu platformach sprzętowych i obsługuje blisko 50 systemów plików. Linux przede wszystkim stosowany jest na systemach serwerowych (serwery WWW, FTP, , bazy danych i inne), jako zapory sieciowe 5

7 (firewall), router, a takŝe w systemach osadzonych oraz w niektórych odtwarzaczach DVD i tunerach DVB. MoŜliwości uruchomiania programów dla Windows - za pomocą emulacji lub pakietu WINE. BOOTLOADER Podczas startu naszego komputera z naszego dysku uruchamiany jest bootloader. To właśnie on odpowiada za załadowanie prawidłowego jądra systemu, czy teŝ przekazywanie do jądra specjalnych parametrów. Dla architektur x86 mamy do wyboru jeden z dwóch bootloaderów: LILO oraz Grub. Parametry jądra Oba bootloadery pozwalają na przekazywanie do jądra specjalnych parametrów, dzięki którym moŝemy wpływać na start lub pracę systemu jeszcze przed jego załadowaniem. Parametry przekazane przed startem systemu będą przesłaniać te uŝyte w konfiguracji bootloadera. Kilka dystrybucji LINUXa: Red Hat Tworzony jest przez amerykańską firmę Red Hat. Dystrybucja ta jest dziś najpopularniejszą odmianą Linuksa. Ceniona przez wielu zdobyła wysokie miejsce na podium rynku systemu. Poziom trudności oferowany przez system jest średni, dlatego teŝ Red Hat kierowany jest do uŝytkowników, którzy mieli juŝ styczność z systemem, ale i nowicjusze nie powinni mieć ogromnych problemów z jej opanowaniem. I choć dystrybucja często wybierana jest na serwery sieciowe, świetnie sprawuje się do uŝytku domowego. Slackware Ceniony jest przede wszystkim przez administratorów serwerów i dla tych osób jest kierowany. Firma tworząca dystrybucję połoŝyła naciska na ochronę systemu. Dzięki temu Slackware to potęŝne narzędzie w rekach administratorów. Mankamentem wydaje się jednak mała ilość programów dołączonych z CD. Slackware wydawany jest na jednej płycie, ponadto moŝna pobrać dodatkowy CD (sytuacja z wersji stabilnej 8.1). Debian Tym czym Debian róŝni się znacząco od innych dystrybucji, jest fakt, Ŝe nie stoi za nim Ŝadna firma - tworzy go grono programistów z całego świata, w tym takŝe Polacy! Ciesząca moŝe być informacja, Ŝe Debian to największa dystrybucja - posiada prawie 9000 pakietów umieszczonych na 7CD + 1 dodatkowej (sytuacja w wersji stabilnej 3.0). Debian idealnie spisuje się na serwerach, a to za sprawą jego duŝej stabilności., będącej wynikiem długotrwałego i szczegółowego sprawdzania kaŝdego pakietu. Kolejnym plusem dystrybucji jest jej dostępność na wiele platform, dzięki czemu Debiana moŝemy uruchomić nawet na Amigach! Dodatkowo dystrybucja znakomicie nadaje się do uŝytku domowego. 6

8 I choć przeznaczona jest dla systemowych bywalców, docenią ją nawet osoby raczkujące w Linuksie pakietów sprawi, Ŝe do codziennej pracy wykorzystamy oprogramowanie z CD, bez konieczności pobierania pakietów z sieci. Unix Unix Time-Sharing System (pisane równieŝ jako UNIX, choć nie jest to skrót - nazwa "UNIX" jest kalamburem określenia MULTICS, który był wzorem dla Uniksa) to system operacyjny napisany w 1969 w Bell Labs (UNIX System Laboratories, USL) przez Dennisa Ritchie i Kena Thompsona. Rozwijany później w bardzo dynamiczny sposób, co zaowocowało powstaniem wielu odmian i implementacji. Jednym z najwaŝniejszych załoŝeń projektowych Uniksa jest reguła KISS. Najbardziej charakterystycznym tego przejawem jest traktowanie wszystkiego w Uniksie jako pliku. Główne cechy: - Hierarchiczny system i ścieŝki dostępu do plików. - Ochrona dostępu do katalogów i plików. - Wieloprogramowość i wielodostęp. - Łatwe dostosowanie interpretera poleceń do uŝytkownika. - Praca w sieci. Z Uniksa wywodzi się wiele bardzo waŝnych dla informatyki technologii, m.in.: TCP/IP, rekursywny system plików, NFS, pamięć stronicowa, DNS, poczta elektroniczna czy FTP. Zalety: - większe moŝliwości wielozadaniowej i wielodostępnej pracy niŝ inne systemy; - lepsze skalowanie, przetwarzanie rozproszone, stabilna praca; - system kolejkowania na rozproszonego Condor - moŝliwość pracy na klastrach stacji roboczych. Wady: - za duŝo wersji; - orientacja tekstowa, kaŝde polecenie ma wiele parametrów; - niewielka pomoc - tylko strony man podręcznika napisanego w bardzo techniczny sposób skomplikowany (typowo 5-10 tysięcy stron dokumentacji); - nie dla amatorów - wymaga menedŝera systemu; - brak standardu graficznego interfejsu, pomimo powstania OpenWindows na CDE (Common Desktop Interface); - stosunkowo uboga oferta oprogramowania aplikacyjnego, np. okropne edytory, vi i emacs (chociaŝ nowy xemacs jest b. dobry ale trudny w instalacji); - drogie programy i drogie systemy - chociaŝ są wyjątki. 7

9 OS/2 OS/2 (ang. Operating System/2) to system operacyjny stworzony przez firmy IBM i Microsoft, później rozwijany wyłącznie przez IBM. Nazwa oznacza, Ŝe system był przygotowywany dla drugiej generacji komputerów osobistych IBM - PS/2. Jako interfejs graficzny system OS/2 wykorzystuje program zwany Presentation Manager, pod względem funkcjonalności w pewnym stopniu przypominający X Window System. Zapewnia on zarządzanie czcionkami, ikonami oraz oknami uruchomionych programów. Bazując na powyŝszym rozwiązaniu w wersji systemu 2.0 wprowadzono zorientowaną obiektowo, zgodną z zasadami Common User Access, graficzną powłokę systemową nazwaną Workplace Shell (WPS). Obsługę multimediów zapewnia Media Control Interface wprowadzając poprzez wbudowane mechanizmy lub zewnętrzne programy obsługę takich formatów i kodeków jak MPEG, PNG, progressive JPEG, DivX, Ogg czy MP3. Obsługę sieci umoŝliwia zaimportowany z systemu BSD protokół TCP/IP. Stabilność systemu róŝna, w zaleŝności od wersji. IBM Works bonus pack - pakiet IBM Works, w skład których wchodzi: edytor, arkusz kalkulacyjny, baza danych, program do grafiki prezentacyjnej, organizator informacji osobistych, przeglądarki do plików graficznych i plików wideo, oprogramowanie komunikacyjne do wysyłania i odbierania faksów, łączenia się przez modem z innymi komputerami i dostępu do Internetu. MacOS Legenda komputerów MacIntosh: Jobs i Woźniak zakładają firmę w garaŝu Mac OS to system operacyjny dla komputerów Macintosh firmy Apple. Był to pierwszy ogólnodostępny system operacyjny wyposaŝony w graficzny interfejs uŝytkownika (GUI). Wcześniejsze komputery Apple pracowały w oparciu o interfejs znakowy. W 2000 roku wprowadzono Mac OS X - tj. Mac OS numer 10 stworzony w oparciu o całkiem nowe rozwiązania systemowe. Zasadniczym zmianom uległ takŝe interfejs uŝytkownika. Kolejne pełne wersje systemu są od tej pory numerowane cyframi podrzędnymi: Mac OS X 10.0 Mac OS X 10.2, nazwa kodowa: Jaguar Mac OS X 10.3, nazwa kodowa: Panther Mac OS X 10.4, nazwa kodowa: Tiger (połowa 2005) Tiger to nie tylko nazwa kodowa, ale takŝe powszechnie uŝywana. 8

10 NOS, czyli sieciowe systemy operacyjne Systemy NOS nie mają własnych aplikacji oprócz programów słuŝących do zarządzania siecią. Współpracują z komputerami-klientami korzystającymi z róŝnych systemów operacyjnych (DOS, Windows 3.1/95/98/NT, MacOS, OS/2 i innych), zapewniając ich integrację w ramach sieci LAN. NetWare firmy Novell Inc NetWare 3.11, do 250 uŝytkowników korzystających z jednego serwera NetWare 4.0, duŝy system operacyjny, 60 MB na dysku NetWare Expert - analiza stanu sieci Peer to peer - grupa komputerów dzielących zasoby Integracja NetWare i Windows NT Novell reprezentowany jest w Polsce przez 300 firm. MoŜliwości, usługi sieciowe, NetWare Directory Services (NDS) - obecnie równieŝ w Windows NT RSA encryption technology i bezpieczeństwo sieci; Rozbudowana infrastruktura, szkolenia, certyfikaty. Czy nadal będzie się rozwijał? NOS powstały gdy popularnym systemom na PC brakowało moŝliwości pracy w sieci. Udział NOS na rynku systematycznie spada. Inne: OS/2 LAN Server, Vines, Lantastic NOS (wersja polska), DEC - Pathworks. Analiza sieci: programy dla administratorów, np. NetWare Expert, LANalyzer for Windows i LANDesk. INNE SYSTEMY OPERACYJNE DLA KOMPUTERÓW BeOS - coraz bardziej popularny darmowy system do uŝytku domowego; nacisk na multimedia. Wersja BeOs 5 (2000): szybkość, stabilność, zgodność, sporo darmowych aplikacji. VMS na komputery Vax (10 milionów uŝytkowników w 1995 roku) OpenVMS, 64-bitowa wersja Open VMS 7, integracja systemów OpenVMS i Windows NT QNX, wielozadaniowy i wielodostępny system czasu rzeczywistego, uŝywany np. na lotniskach; dostępne są darmowe wersje. PODSUMOWANIE Podsumowując opisane systemy, to Windows NT klasyfikuje się na końcu listy, zawiera sporą liczbę problemów związanych ze stabilnością systemu, bezpieczeństwem a takŝe z konfiguracją sprzętową, dodatkowo jest to system komercyjny i pomimo wielu wad trzeba za niego słono zapłacić. 9

11 Co do propozycji jego zastosowania to najrozsądniejszym wydaje się zastosowanie w niewielkich firmach, w których korzysta się głównie z pakietów biurowych takich jak Office, czy aplikacji graficznych typu Photo Shop czy Corel. A wręcz nie wskazanym byłoby zastosowanie Windows NT jako serwera WWW. UNIX i Linux prezentują się chyba najlepiej, i ich zastosowanie jest największe. I tu najlepiej nadają się jako oprogramowanie do serwer WWW. Linux spełnia wiele potrzeb, jest dobrym narzędziem do przetwarzania tekstu, zadań obliczeniowych, arkuszy kalkulacyjnych, telekomunikacji, a co najwaŝniejsze jest systemem bezpłatny. 10

12 PYTANIA KONTROLNE. 1. Jaką role w komputerze pełni system operacyjny? 2. Wymień architektury systemów operacyjnych i scharakteryzuj jedną z nich. 3. Wymień 3 główne rodzaje BIOS-u. 4. Z jakich czterech składników składa się MS-DOS? 5. Wymień wady Windows'a. 6. Wymień 3 dystrybucje Linuxa i scharakteryzuj je. 7. Podaj główne cechy Unixa. 8. Co wiesz o MacOS? 9. Wymień 2 systemy operacyjne dla komputerów osobistych i minikomputerów. 10. Jaki system operacyjny byś wybrał na serwer internetowy? Odpowiedź uzasadnij. BIBLIOGRAFIA ZASOBY SIECI INTERNET 11