System operacyjny. System operacyjny to program kontrolujący pracę komputera

Transkrypt

1 SYSTEMY OPERACYJNE

2 System operacyjny System operacyjny to program kontrolujący pracę komputera System operacyjny umożliwia uruchamianie innych programów użytkownika. System nadzoruje wykonywanie tych programów, udostępnia im zasoby komputera, np. pamięć, czas procesora, drukarki itp. To dzięki systemowi operacyjnemu, możliwe jest zapisywanie danych na dyskach, komunikacja z innymi komputerami w sieci itd. Komputer jako urządzenie elektroniczne nie stanowi urządzenia zdolnego wykonywać żądane przez użytkownika zadania. Komputer potrafi jedynie przetestować stan urządzeń wchodzących w jego skład i uruchomić system operacyjny.

3 Zadania realizowane przez system operacyjny 1. Komunikacja użytkownika z komputerem Za komunikację odpowiada zewnętrzna warstwa systemu tzw. powłoka (ang. Shell), która umożliwia użytkownikowi uruchomienie aplikacji. Ze względu na sposób komunikacji z użytkownikiem systemy operacyjne możemy podzielić na tekstowe i graficzne. System tekstowy (interfejs tekstowy) System graficzny (interfejs graficzny)

4 Zadania realizowane przez system operacyjny 2. Zarządzanie plikami System operacyjny przechowuje dane w postaci plików zapisywanych w pamięciach masowych: dyski twarde, dyskietki, karty pamięci, pendrive, płyty CD/DVD/BD. System operacyjny umożliwia zarządzanie plikami dając możliwość ich tworzenia, kopiowania, przenoszenia i kasowania. Każdy plik charakteryzują następujące informacje (atrybuty pliku): nazwa oraz rozszerzenie, rozmiar pliku, data oraz godzina utworzenia, inne atrybuty np. tylko do odczytu, ukryty, systemowy. System graficzny (interfejs graficzny)

5 Zadania realizowane przez system operacyjny Przykłady zarządzania plikami Przykłady różnych typów plików wraz z ich atrybutami. Drzewiasta (tree) struktura katalogowa jako przykład hierarchizacji plików i folderów.

6 Zadania realizowane przez system operacyjny 3. Porządkowanie dysku - defragmentacja plików

7 Zadania realizowane przez system operacyjny 3. Defragmentacja plików Pliki są zapisywane w klastrach umieszczonych w różnych sektorach ulokowanych a różnych ścieżkach określonej partycji dysku. Jeżeli plik jest podzielony na wiele takich części znajdujących się w różnych miejscach dysku to mówimy o tzw. fragmentacji pliku. Nadmierna fragmentacja powoduje: o Dostęp do poszczególnych plików jest wydłużony, ponieważ składa się z wielu kawałków rozrzuconych na dysku, wymaga to wielu operacji dostępu do dysku, zamiast jednej; o Tworzenie nowych pików jest wydłużone, ponieważ przestrzeń dla pliku musi być przydzielana z wielu małych fragmentów dysku, zamiast jednego.

8 Zadania realizowane przez system operacyjny Fragmentacja i defragmentacja plików Dysk przed defragmentacją części pliku są rozrzucone po różnych obszarach dysku. Głowica odczytująca - zapisująca musi przesuwać się wielokrotnie, aby odczytać plik. Dysk po defragmentacji części pliku zostają połączone w jedną całość, a głowica w celu odczytania pliku musi się przesunąć tylko raz.

9 Zadania realizowane przez system operacyjny 4. Zarządzanie zasobami maszyny System operacyjny obsługuje urządzenia wchodzące w skąd komputera. Do podstawowych zadań można tutaj zaliczyć: a) obsługa wewnętrznych i zewnętrznych elementów komputera takich jak: procesor, płyta główna, pamięć, drukarka, skaner itp., b) badanie stanu urządzeń oraz poprawności komunikacji, c) udostępnianie urządzeń aplikacjom (użytkownikowi) np. w edytorze tekstu, skanera w programie do edycji grafiki itd., d) chwilowe i trwałe odłączanie urządzeń od komputera. Instalacja urządzenia polega na zainstalowaniu w systemie operacyjnym sterownika danego urządzenia, przypisaniu mu przerwań sprzętowych (ang. IRQ), oraz kanałów komunikacji urządzenia z pamięcią komputera (ang. DMA). Widok urządzeń w menedżerze urządzeń Windows 10

10 Zadania realizowane przez system operacyjny 5. Uruchamianie aplikacji Na ogół sam system operacyjny nie zawiera programów użytkowych (np. edytorów tekstu, arkuszy kalkulacyjnych itp.). Każda z aplikacji jest dołączana do systemu operacyjnego przez jej instalację. Aplikacje będące zazwyczaj zbiorem plików i folderów są przez system operacyjny przechowywane w pamięci masowej. System operacyjny umożliwia uruchomienie danej aplikacji na żądanie użytkownika. Podział systemów operacyjnych ze względu na liczbę jednocześnie wykonywanych zadań (np. uruchamianych aplikacji): 1. Systemy jednozadaniowe System może jednocześnie wykonywać tylko jedno zadanie (ciąg instrukcji), przykładem takiego systemu jest MS DOS. 2. Systemy wielozadaniowe System może jednocześnie wykonywać kilka zadań, np. nadzorować proces drukowania w czasie edycji tekstu w programie. Przykład wielozadaniowości w systemie operacyjnym kopiowanie dwóch różnych folderów zawierających pliki.

11 Zadania realizowane przez system operacyjny 6. Komunikacja z innymi komputerami i urządzeniami w sieci Dzięki modułom systemu operacyjnemu odpowiedzialnym za obsługę sieci komputerowych możliwy jest dostęp zarówno do sieci lokalnych (intranet) oraz sieci rozległych (Internet).

12 Zastosowanie systemów operacyjnych Podział systemów operacyjnych ze względu na charakter jego użytkowania (obszar zastosowań): 1. Systemy do domu. To takie systemy, na których będą działać gry i podstawowe narzędzia: przeglądarki internetowe, procesory tekstu, programy do obsługi poczty oraz multimediów. Systemy tej klasy zapewniają wyświetlanie zarówno grafiki 2D jak i szybkiej grafiki 3D oraz rozbudowanego dźwięku. Powinny być łatwe w użytkowaniu i konfiguracji. 2. Systemy do pracy. Wykorzystywane w małych i dużych firmach. W środowisku roboczym system operacyjny musi zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa i stabilności. Charakteryzuje się rozbudowanymi narzędziami do administracji i zarządzania, szczególnie w dużych firmach środowisko AD (Active Directory). 3. Systemy serwerowe. Dedykowane do komputerów spełniających funkcję serwerów sieciowych. Cechują się przede wszystkim znaczną wydajnością, możliwością jednoczesnej obsługi wielu klientów oraz stabilnością przy pracy ciągłej. Posiadają rozbudowane narzędzia administracyjne oraz kontrolno-diagnostyczne i zabezpieczające.

13 Historia systemów operacyjnych Lata Komputery były pozbawione systemu operacyjnego. Komputer ładował i wykonywał określony program. Użytkownik miał dostęp do zasobów maszyny. Pojawiły się biblioteki programów, które użytkownik mógł dołączyć do swojego kodu np. operacje wejścia-wyjścia. Pojawia się oprogramowanie z pełną biblioteką programów służących do obsługi operacji wejścia-wyjścia, edytory teksu, operacji na plikach. Brak interfejsu graficznego. Lata 50 Każdy producent sprzętu dostarcza swój system operacyjny. Praktycznie każdy nowy komputer nawet tej samej firmy był wyposażony w inny system operacyjny. Lata 60 Pojawiła się linia komputerów IBM, które pracowały pod tym samym systemem operacyjnym IBM/360. Przełom lat 60/70 (era mikroprocesorów) Pojawia się otwarty system UNIX, który zapoczątkował erę stosowania takich samych systemów na różnych platformach sprzętowych. Lata 70 (era komputerów osobistych PC) Pojawiają się komputery niewielkich rozmiarów o przystępnej cenie. Zaczyna się standaryzacja magistral. Pierwszy interfejs graficzny.

14 Historia systemów operacyjnych - UNIX

15 Historia systemów operacyjnych WINDOWS

16 Warstwy systemu operacyjnego Cechą charakterystyczną systemów operacyjnych jest możliwość wyodrębnienia warstw składających się na architekturę danego systemu. W ogólnym modelu systemu operacyjnego można wyszczególnić następujące warstwy przypisując im określone zadania: 1. powłokę systemu, stanowiącą interfejs użytkownika (komunikacja system użytkownik), 2. jądro systemu realizujące jego główne funkcje (zarządzanie plikami, uruchamianie aplikacji i inne), 3. Warstwę odpowiedzialną za współpracę ze sprzętem (zarządzanie zasobami maszyny, komunikacja z innymi komputerami).

17 Przegląd systemów operacyjnych - DOS DOS (ang. Disk Operating System), Dyskowy System operacyjny firmy Microsoft. System tekstowy, jednozadaniowy. Wszystkie polecenia wydaje się z trybie konsolowym z klawiatury. Widok ekranu z systemem DOS Architektura systemu DOS Jednozadaniowość systemu DOS oznaczała, że w tym samym czasie tylko jeden program mógł być uruchomiony.

18

19 Przegląd systemów operacyjnych MS Windows 3.x MS Windows 3.x to rodzina pierwszych znaczących graficznych systemów operacyjnych opracowanych przez firmę Microsoft na potrzeby komputerów osobistych (PC). Tak naprawdę okienka stanowiły nakładkę na system DOS, jednak zawierały wiele cech systemu operacyjnego. Widok pulpitu MS Windows 3.11 Architektura systemu MS Windows 3.1 Windows 3.11 nie był w pełni systemem wielozadaniowym, jednak umożliwiał uruchamianie kilku aplikacji jednocześnie.

20 MS Windows 3.x

21 MS Windows 3.x

22 MS Windows 3.x

23 Przegląd systemów operacyjnych MS Windows 95, 98, Milenium MS Windows 95 to pierwszy 32-bitowy system operacyjny zbudowany na podstawie jego 16-bitowego poprzednika Windows 3.x. MS Windows 95 był systemem wielozadaniowym ale tylko w przypadku aplikacji MS DOS. Widok pulpitu MS Windows 95, nowy interfejs Architektura systemu MS Windows 95, 98 MS Windows 98 oraz Milenium były to systemy o budowie bardzo zbliżonej do wersji 95. Głównymi różnicami w stosunku od Windows 95 był interfejs oraz zastosowane mechanizmy integracji z siecią Internet.

24 Przegląd systemów operacyjnych MS Windows NT, 2000 MS Windows NT został zbudowany podobnie jak systemy z rodziny UNIX, jednak jego interfejs przypomina raczej ten znany z Windows 95. System NT wyznaczył nową drogę rozwoju systemów operacyjnych przeznaczonych dla stacji roboczych. Widok pulpitu MS Windows 2000, duże podobieństwo do Windows 95, bardziej zaawansowana grafika i animacje Architektura systemu MS Windows NT Microsoft Windows NT i 2000 były pierwszymi (z rodziny Windows) systemami w pełni wielozadaniowymi. Każda uruchomiona aplikacja stawała się oddzielnym procesem, dzięki czemu poprawność jej działania nie wpływała na inne uruchomione aplikacje.

25 Przegląd systemów operacyjnych MS Windows NT, 2000 MS Windows XP następca Windows 2000 w przypadku zastosowań profesjonalnych i Windows Milenium dla zastosowań domowych. Widok pulpitu MS Windows XP, duże zmiany graficzne w nowym interfejsie, możliwość zmiany motywu graficznego, wyglądu menu i powrót do tradycyjnego widoku XP został zbudowany na udoskonalonym silniku Windows 2000, charakteryzuje się odświeżonym wyglądem i rozszerza możliwości związane z zastosowaniami komputerów osobistych, głównie przez rozbudowę elementów nowych urządzeń. Microsoft Windows XP jest systemem wielozadaniowym występującym w wersji 32 i 64-bitowej.

26 Rejestr Windows Rejestr to centralna hierarchiczne baza danych używana w systemach Microsoft Windows, służąca do przechowywania informacji, które są niezbędne dla użytkownika, aplikacji i urządzeń sprzętowych.

27 Rejestr Windows HKEY_CLASSES_ROOT Zawiera informacje o typach plików rozszerzeniach nazw plików i podobne dane. Sprawuje kontrolę nad podstawowymi opcjami interfejsu użytkownika. HKEY_CURRENT_USER Ustawienia profilu aktualnie zalogowanego użytkownika 9schemta kolorów, stosowane czcionki). HKEY_LOCAL_MACHINE Zawiera informacje o konfiguracji komputera niezbędne do prawidłowego uruchamiania systemu Windows. HKEY_USERS Zawiera ustawienia profili wszystkich użytkowników, którzy kiedykolwiek się logowali na tym komputerze. HKEY_CURRENT_CONFIG Zawiera dane konfiguracyjne wykorzystywane przez aktualnie używany profil sprzętowy Windows.

28 Przegląd systemów operacyjnych UNIX Cechą charakterystyczną systemu UNIX jest architektura warstwowa. Sercem systemu jest jądro, które otaczają warstwy zewnętrzne. Podobnie jak większość elementów UNIX-a zarówno rodzaj jak i wygląd interfejsu nie jest ustalony, zależy on od modułów jakie zostaną dołączone do systemu. UNIX jest w pełni wielozadaniowym systemem operacyjnym. Widok pulpitu systemu UNIX (wersja Solaris 8 ze środowiskiem OpenWindows) Architektura systemu UNIX

29 Przegląd systemów operacyjnych LINUX Linux wywodzi się z prostej linii od systemu UNIX. Jest systemem w pełni systemem wielozadaniowym, występuje w wersji 32 lub 64-bitowej w zależności od architektury sprzętowej. Widok pulpitu systemu LINUX Red Hat 8 z interfejsem Gnome Architektura systemu LINUX

30 Przegląd systemów operacyjnych MacOS Mac OS jest systemem operacyjnym z graficznym interfejsem użytkownika (GUI) działającym na komputerach Macintosh. Z tego względu przez długi czas był wzorem dla innych systemów operacyjnych. Jego architektura opiera się na systemach klasy UNIX. Widok pulpitu systemu MacOS X, wspaniała grafika w interfejsie Acqua Mac OS jest produkowany przez producenta komputerów dla których jest przeznaczony. Dla tego jego stabilność i niezawodność jest znacznie większa niż systemów z rodziny Windows.

31 Przegląd systemów operacyjnych BeOS Architektura systemu BeOS jest podobna do Windows NT. BeOS oparty jest na mikrojądrze stanowiącym centralny element systemu. BeOS jest systemem wielozadaniowym, którego zastosowanie ukierunkowano na obsługę multimediów (grafika, dźwięk, film itp.) głównie dzięki zastosowaniu 64-bitowej obsłudze systemu plików. Widok pulpitu systemu BeOS Architektura systemu BeOS