Systemy operacyjne. wykład dr Marcin Czarnota laboratorium mgr Radosław Maj

Podobne dokumenty
Wprowadzenie. Dariusz Wawrzyniak. Miejsce, rola i zadania systemu operacyjnego w oprogramowaniu komputera

Systemy operacyjne. Wprowadzenie. Wykład prowadzą: Jerzy Brzeziński Dariusz Wawrzyniak

Wprowadzenie. Dariusz Wawrzyniak. Miejsce, rola i zadania systemu operacyjnego w oprogramowaniu komputera

dr inż. Konrad Sobolewski Politechnika Warszawska Informatyka 1

Definicja systemu operacyjnego (1) Definicja systemu operacyjnego (2) Miejsce systemu operacyjnego w architekturze systemu komputerowego

Systemy operacyjne. Literatura do zagadnień wykładowych (1) Literatura do zagadnień wykładowych (2) Program przedmiotu. Forma zaliczenia przedmiotu

Systemy operacyjne. Program przedmiotu. Forma zaliczenia przedmiotu. Dariusz Wawrzyniak 1

Systemy operacyjne. Program przedmiotu

System operacyjny wstęp

Podstawy informatyki. Izabela Szczęch. Politechnika Poznańska

Podstawy Informatyki Systemy operacyjne

Systemy operacyjne. Wprowadzenie. Wykład prowadzą: Jerzy Brzeziński Dariusz Wawrzyniak

SYSTEMY OPERACYJNE. kik.pcz.czest.pl/so. (C) KIK PCz Materiały pomocnicze 1 PROWADZI: PODSTAWOWA LITERATURA: ZAJĘCIA: STRONA

Celem wykładu jest przedstawienie ogólnych informacji o systemie operacyjnym jako składowej oprogramowania komputera. Omawiana jest zatem jego rola i

Architektura systemu komputerowego. Działanie systemu komputerowego. Przerwania. Obsługa przerwań (Interrupt Handling)

Wprowadzenie do systemów operacyjnych

Systemy Operacyjne. wykład 1. Adam Kolany. Październik, Instytut Techniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nowym Sączu

Systemy operacyjne. Informatyka Stosowana, I rok. Krzysztof Wilk. Katedra Informatyki Stosowanej i Modelowania

Organizacja typowego mikroprocesora

LEKCJA TEMAT: Zasada działania komputera.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Działanie systemu operacyjnego

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Podstawy informatyki. System operacyjny. dr inż. Adam Klimowicz

Działanie systemu operacyjnego

Działanie systemu operacyjnego

Systemy operacyjne III

Uniwersytet w Białymstoku Wydział Ekonomiczno-Informatyczny w Wilnie SYLLABUS na rok akademicki 2010/2011

Urządzenia wejścia-wyjścia

Podsumowanie. Klasyfikacja ze względu na sposób przetwarzania. Klas. ze względu na liczbę wykonywanych zadań

Działanie systemu operacyjnego

Architektura i administracja systemów operacyjnych

Uniwersytet w Białymstoku Wydział Ekonomiczno-Informatyczny w Wilnie SYLLABUS na rok akademicki 2009/2010

Architektura systemu komputerowego

Czujniki obiektowe Sterowniki przemysłowe

Podsumowanie. Systemy operacyjne Podsumowanie 1. Klasyfikacja ze względu na sposób przetwarzania

Podsumowanie. Klasyfikacja ze względu na. liczbę użytkowników. Klasyfikacja ze względu na. Inne rodzaje systemów operacyjnych. sposób przetwarzania

Architektura komputerów

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Systemy operacyjne. dr inż. Jerzy Sas.

Systemy operacyjne. Systemy operacyjne. Systemy operacyjne. Zadania systemu operacyjnego. Abstrakcyjne składniki systemu. System komputerowy

Elektronika i Telekomunikacja I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Budowa systemów komputerowych

Struktury systemów operacyjnych Usługi, funkcje, programy. mgr inż. Krzysztof Szałajko

ARCHITEKTURA PROCESORA,

dr inż. Grażyna KRUPIŃSKA D-10 pokój 227 WYKŁAD 12 WSTĘP DO INFORMATYKI

Systemy operacyjne. Zadania systemu operacyjnego. System komputerowy. Wprowadzenie. Dr inż. Ignacy Pardyka

Logiczny model komputera i działanie procesora. Część 1.

Układ sterowania, magistrale i organizacja pamięci. Dariusz Chaberski

Stronicowanie w systemie pamięci wirtualnej

Systemy operacyjne. Paweł Pełczyński

Informatyka. informatyka i nauki komputerowe (computer science)

Struktura systemów komputerowych

Systemy operacyjne system przerwań

WIELODOSTĘPNE SYSTEMY OPERACYJNE 1 (SO1)

Technologia informacyjna. Urządzenia techniki komputerowej

SYSTEMY OPERACYJNE SYLABUS A. Informacje ogólne

Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) Niestacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

WYKŁAD. Jednostka prowadząca: Wydział Techniczny. Kierunek studiów: Elektronika i telekomunikacja

Zał nr 4 do ZW. Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy. Liczba punktów ECTS charakterze praktycznym (P)

Wykład I. Podstawowe pojęcia. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Architektura komputerów

System operacyjny System operacyjny

System operacyjny komputera Informacje podstawowe

Architektura komputera. Dane i rozkazy przechowywane są w tej samej pamięci umożliwiającej zapis i odczyt

Budowa i zasada działania komputera. dr Artur Bartoszewski

Projektowanie. Projektowanie mikroprocesorów

Systemy operacyjne. Systemy operacyjne. Systemy operacyjne. Program wykładów. Strona WWW przedmiotu: Program ćwiczeń projektowych

System komputerowy. System komputerowy

Systemy operacyjne. Literatura: A. Silberschatz, J.L. Peterson, P.B. Galwin, Podstawy systemów operacyjnych, WNT, Warszawa 2006

Architektura komputerów. Układy wejścia-wyjścia komputera

Uniwersytet w Białymstoku Wydział Ekonomiczno-Informatyczny w Wilnie SYLLABUS na rok akademicki 2010/2011

3 Literatura. c Dr inż. Ignacy Pardyka (Inf.UJK) ASK SP.06 Rok akad. 2011/ / 22

Architektura komputerów

E-I-0006-s3. Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Dodatek B. Zasady komunikacji z otoczeniem w typowych systemach komputerowych

4. Procesy pojęcia podstawowe

E-1IZ2-06-s4. Informatyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

SYSTEMY OPERACYJNE: STRUKTURY I FUNKCJE (opracowano na podstawie skryptu PP: Królikowski Z., Sajkowski M. 1992: Użytkowanie systemu operacyjnego UNIX)

Pośredniczy we współpracy pomiędzy procesorem a urządzeniem we/wy. W szczególności do jego zadań należy:

Architektura komputerów. Komputer Procesor Mikroprocesor koncepcja Johna von Neumanna

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Wprowadzenie do systemów operacyjnych

KARTA KURSU. Systemy operacyjne

Wprowadzenie do systemów operacyjnych. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Systemy Operacyjne struktura

Spis treúci. Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1. Przedmowa Wstęp... 11

Wstęp do informatyki. Architektura co to jest? Architektura Model komputera. Od układów logicznych do CPU. Automat skończony. Maszyny Turinga (1936)

Systemy operacyjne. wykład 1- System operacyjny i jego zadania. dr Marcin Ziółkowski

Architektura komputerów

Architektura komputerów II - opis przedmiotu

Paweł Skrobanek. C-3, pok

Od uczestników szkolenia wymagana jest umiejętność programowania w języku C oraz podstawowa znajomość obsługi systemu Windows.

Warstwy systemu Windows 2000

Wstęp do Informatyki. Klasyfikacja oprogramowania

Architektura systemów komputerowych

Programowanie współbieżne i rozproszone

Struktury systemów operacyjnych

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA realizacja w roku akademickim 2016/2017

Mikroprocesor Operacje wejścia / wyjścia

Transkrypt:

Systemy operacyjne wykład dr Marcin Czarnota laboratorium mgr Radosław Maj

Plan wykładów 1. Wprowadzenie, 2. Procesy, wątki i zasoby, 3. Planowanie przydziału procesora, 4. Zarządzanie pamięcią operacyjną, pamięć wirtualna, 5. Urządzenia wejścia wyjścia, 6. System plików, 7. Współbieżność i synchronizacja procesów, 8. Zakleszczanie. Systemy operacyjne Wykład 1 2/31

Literatura 1. A. Silberschatz, P.B. Galvin, G. Gagne, Podstawy systemów operacyjnych, wydanie szóste, WNT 2005; wydanie siódme, WNT 2006, 2. A. N. Tanenbaum, Modern operating systems, third edition, Pearson 2008, 3. W. Stallings, Systemy operacyjne. Robomatic, Wrocław 2004, 4. C. Sobaniec, System operacyjny Linux przewodnik użytkownika. Nakom, Poznań 2002. http://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php http://th-www.if.uj.edu.pl/~placzek/dydaktyka/so/wyklady/ Systemy operacyjne Wykład 1 3/31

Wprowadzenie System operacyjny: definicje, rola i zadania, Klasyfikacja systemów operacyjnych, Zasada działania systemu operacyjnego. Systemy operacyjne Wykład 1 4/31

Definicje systemu operacyjnego System operacyjny jest zbiorem ręcznych i automatycznych procedur, które pozwalają grupie osób na efektywne współdzielenie urządzeń maszyny cyfrowej. Per Brinch Hansen Systemy operacyjne Wykład 1 5/31

Definicje systemu operacyjnego System operacyjny (nadzorczy, nadrzędny, sterujący) jest to zorganizowany zespół programów, które pośredniczą między sprzętem a użytkownikami, dostarczając użytkownikom zestawu środków ułatwiających projektowanie, kodowanie, uruchamianie i eksploatację programów oraz w tym samym czasie sterują przydziałem zasobów dla zapewnienia efektywnego działania. Alan Shaw Systemy operacyjne Wykład 1 6/31

Definicje systemu operacyjnego System operacyjny jest programem, który działa jako pośrednik między użytkownikiem komputera a sprzętem komputerowym. Zadaniem systemu operacyjnego jest tworzenie środowiska, w którym użytkownik może wykonywać programy w sposób wygodny i wydajny. Abraham Silberschatz Systemy operacyjne Wykład 1 7/31

Definicje systemu operacyjnego System operacyjny jest warstwą oprogramowania operującą bezpośrednio na sprzęcie, której celem jest zarządzanie zasobami systemu komputerowego i stworzenie użytkownikowi środowiska łatwiejszego do zrozumienia i wykorzystania. Andrew Tanenbaum Systemy operacyjne Wykład 1 8/31

Miejsce systemu operacyjnego w architekturze systemu komputerowego Użytkownicy kompilator Programy użytkowe Edytor tekstu System operacyjny System komputerowy Baza danych Systemy operacyjne Wykład 1 9/31

Architektura systemu komputerowego Systemy operacyjne Wykład 1 10/31

Struktura systemu operacyjnego interpreter poleceń programy systemowe jądro systemu operacyjnego sprzęt Systemy operacyjne Wykład 1 11/31

Zadania systemu operacyjnego Definicja interfejsu użytkownika, Udostępnianie systemu plików, Udostępnianie środowiska do wykonywania programów użytkownika, mechanizm ładowania i uruchamiania programów, mechanizmy synchronizacji i komunikacji procesów, Sterowanie urządzeniami wejścia-wyjścia, Obsługa podstawowej klasy błędów. Systemy operacyjne Wykład 1 12/31

Zarządzanie zasobami systemu komputerowego Przydział zasobów, Planowanie dostępu do zasobów, Ochrona i autoryzacja dostępu do zasobów, Odzyskiwanie zasobów, Rozliczanie gromadzenie danych o wykorzystaniu zasobów. Systemy operacyjne Wykład 1 13/31

Zasoby zarządzane przez system operacyjny Procesor przydział czasu procesora, Pamięć: alokacja przestrzeni adresowej dla procesów, ochrona i transformacja adresów, Urządzenia wejścia-wyjścia: udostępnianie i sterowanie urządzeniami pamięci masowej, alokacja przestrzeni dyskowej, udostępnianie i sterownie drukarkami, skanerami itp., Informacja (system plików): organizacja i udostępnianie informacji, ochrona i autoryzacja dostępu do informacji. Systemy operacyjne Wykład 1 14/31

Podział systemów operacyjnych ze względu na sposób przetwarzania, ze względu na liczbę wykonywanych programów, ze względu na liczbę użytkowników, inne. Systemy operacyjne Wykład 1 15/31

Sposób przetwarzania Systemy przetwarzania bezpośredniego (on-line processing systems) systemy interakcyjne występuje bezpośrednia interakcja pomiędzy użytkownikiem a systemem, wykonywanie zadania użytkownika rozpoczyna się zaraz po przedłożeniu. Systemy przetwarzania pośredniego (off-line processing systems) systemy wsadowe występuje znacząca zwłoka czasowa między przedłożeniem a rozpoczęciem wykonywania zadania, niemożliwa jest ingerencja użytkownika w wykonywanie zadania. Systemy operacyjne Wykład 1 16/31

Liczba wykonywanych programów Systemy jednozadaniowe niedopuszczalne jest rozpoczęcie wykonywania następnego zadania użytkownika przed zakończeniem poprzedniego. Systemy wielozadaniowe dopuszczalne jest istnienie jednocześnie wielu zadań (procesów), którym zgodnie z pewną strategią przydzielany jest procesor. Systemy operacyjne Wykład 1 17/31

Liczba użytkowników Systemy dla jednego użytkownika zasoby przeznaczone są dla jednego użytkownika (np. w przypadku komputerów osobistych), nie ma mechanizmów autoryzacji, a mechanizmy ochrony informacji są ograniczone. Systemy wielodostępne wielu użytkowników może korzystać ze zasobów systemu komputerowego, a system operacyjny gwarantuje ich ochronę przed nieupoważnioną ingerencją. Systemy operacyjne Wykład 1 18/31

Inne systemy operacyjne Systemy czasu rzeczywistego (real-time systems) zorientowane na przetwarzanie z uwzględnieniem ostrych kryteriów czasowych. Systemy sieciowe i rozproszone (network and distributed systems) umożliwiają zarządzanie zbiorem rozproszonych jednostek przetwarzających, czyli zbiorem jednostek (komputerów), które są połączone siecią komputerową i nie współdzielą fizycznie zasobów. Systemy operacyjne komputerów naręcznych tworzone dla rozwiązań typu PDA, czy telefonów komórkowych, podlegają istotnym ograniczeniom zasobowym (wolny procesor, mała pamięć, niewielki ekran). Systemy operacyjne Wykład 1 19/31

Zasada działania systemu operacyjnego ujęcie wielowarstwowe poziom języka zorientowanego problemowo poziom asemblera poziom systemu operacyjnego poziom maszynowy mikroprocesora poziom mikroarchitektury Systemy operacyjne Wykład 1 20/31

Architektura von Neumanna Zarówno program (kody rozkazów), jak i dane (argumenty rozkazu, operandy) znajdują się w pamięci operacyjnej. Rozkazy wykonywane są w kolejności, w jakiej zostały umieszczone w programie (i tym samym w pamięci), a zmiana tej kolejności może nastąpić w wyniku wykonania specjalnego rozkazu, np. skoku, wywołania podprogramu, powrotu z podprogramu itp. W celu pobrania rozkazu z pamięci procesor wystawia odpowiedni adres na magistrali adresowej. Systemy operacyjne Wykład 1 21/31

Cykl rozkazowy Cykl rozkazowy cykl działań procesora i jego interakcji z pamięcią operacyjną związanych z realizacją rozkazu. Cykl rozkazowy składa się z faz, zwanych cyklami maszynowymi. Typowe fazy cyklu rozkazowego: pobranie kodu rozkazu odczyt pamięci, pobranie operandu odczyt pamięci, składowanie operandu zapis pamięci. Systemy operacyjne Wykład 1 22/31

Cykl rozkazowy pobranie rozkazu pamięć / IO CPU pobranie kodu rozkazu wystawienie adresu kodu rozkazu dekodowanie operacji pobranie operandu wystawienie adresu operandu faza pobrania rozkazu faza pobrania argumentu łańcuch Systemy operacyjne Wykład 1 23/31

Cykl rozkazowy wykonanie rozkazu zapis operandu faza przerwania wykonanie operacji wystawienie adresu operandu sprawdzenie zgłoszenia przerwań przerwanie faza składowania wyniku brak przerwań Systemy operacyjne Wykład 1 24/31

Podstawy działania systemu operacyjnego Odwołania do jądra systemu przez system przerwań lub specjalne instrukcje (przerwanie programowe), Sprzętowa ochrona pamięci, Dualny tryb pracy tryb użytkownika (user mode) i tryb systemowy (tryb jądra, system mode), Wyróżnienie instrukcji uprzywilejowanych, wykonywanych tylko w trybie systemowym, Uprzywilejowanie instrukcji wejścia-wyjścia, Przerwanie zegarowe. Systemy operacyjne Wykład 1 25/31

Przerwania i ich obsługa Przerwanie jest reakcją na asynchroniczne zdarzenie, polegającą na automatycznym zapamiętaniu bieżącego stanu procesora w celu późniejszego odtworzenia oraz przekazaniu sterowania do ustalonej procedury obsługi przerwania. Obsługa przerwań (interrupt handling): System operacyjny zachowuje stan CPU: - stan licznika programu, - stan innych rejestrów. Określa typ przerwania: - odpytywanie (polling), - wektorowe (vectored interrupt system). Dla każdego typu przerwań oddzielne procedury. Systemy operacyjne Wykład 1 26/31

Typy przerwań Przerwania zewnętrzne od urządzeń zewnętrznych, Przerwania programowe wykonanie specjalnej instrukcji, Przerwania diagnostyczne pułapki, błędy programowe i sprzętowe. Systemy operacyjne Wykład 1 27/31

Przerwania cd. przerwanie zewnętrzne ujęcie wielowarstwowe przerwanie programowe poziom systemu operacyjnego poziom maszynowy procesora poziom mikroarchitektury przerwanie diagnostyczne Systemy operacyjne Wykład 1 28/31

programy użytkownika Przerwania zegarowe Przerwanie zegarowe generowane jest przez czasomierz (timer) po wyznaczonym okresie czasu. Obsługa przerwania zegarowego oznacza przekazanie sterowania do jądra systemu operacyjnego, umożliwiając w ten sposób wykonanie pewnych zdań okresowych. przerwanie zagarowe program 2 program 1 program jądra czas Systemy operacyjne Wykład 1 29/31

Ochrona pamięci adres < rejestr bazowy W wyniku wykonywania programu następuje odwołanie do komórek pamięci o określonych adresach, Dostępne obszary pamięci opisane są przez dwa parametry: bazę (base) i granicę (limit). rejestr graniczny Systemy operacyjne Wykład 1 30/31

Tryby (pierścienie) ochrony tryb użytkownika tryb modułów sterujących tryb jądra Systemy operacyjne Wykład 1 31/31