SISTEME DE OPERARECursul 1

CUPRINS

Definitii

Structura

Utilizatori

Responsabilitati

Istorie

Sisteme de introducere/extragere

Sisteme cu prelucrare in loturi

Sisteme cu divizarea timpului

Sisteme cu memorie virtuala

Sisteme de operare pentru mini/micro calculatoare

Retele de calculatoare si sisteme de calcul distribuite

Perspective

SISTEM DE OPERARE

SO = sistem de calcul compus din

echipamente fizice (hardware)

programe si date (software)

Programele

Utilitare

Translatoare (compilatoare, interpretoare), editoare de

texte, editoare de legaturi, interpretoare de comenzi

Sistem de operare – responsabil pentru controlul

sistemului, comunicatia cu utilizatorii

Programele de sistem = masina virtuala intre

Echipamentele fizice complexe

Utilizatori si programatori

STRUCTURA IERARHIZATA A UNUI SISTEM

DE CALCUL

Calculul salariilor Proiectarea rotilor

dinatate

Compilator Editor texte Interpretor

comenzi

Sistem de operare

Limbaj masina

Echipamente fizice

Aplicatii

Programe

sistem

Hardware

DEFINITIE

SO = set de programe care:

Asigura gestionarea resurselor unui sistem de calcul

Realizeaza o interfata intre utilizator si sistemul de

calcul extinzand si simplificand setul de operatii

posibile

Resursele

Fizice

Procesor, memoria principala, echipamente de memorie

externa, introducere/extragere

Logice

Unitatile de lucru (joburi), sesiuni interactive, procese

(programe in executie), fisierele (colectii de informatii pe

suport extern idenfiticare prin nume), proceduri ce executa

servicii

UTIIZATORII SISTEMELOR DE CALCUL

Utilizatori propriu zisi

Folosesc aplicatiile scrise de altii

Cunostinte minimale despre sistemul de calcul

Programatorii de aplicatii

Limbaje de nivel inalt

Acees indirect la serviciile oferite de SO

Programatorii de sistem

Limbaje de nivel inalt sau asamblare

Utilizeaza serviciile oferite de sistemul de operare

Proiectantii si implementatorii de SO

Cunoastere buna a facilitatilor hardware

RESPONSABILITATILE UNUI SO

Interfata cu utilizatorul

Gestionarea fisierelor

Gestionarea perifericelor

Gestionarea memoriei

Gestionarea proceselor

Tratarea erorilor

Gestionarea sistemului

INTERFATA CU UTILIZATORUL

Comenzi

introduse de utilizatori de la terminale

prelucrate de interpretorul de comenzi

Apeluri sistem

Folosite

direct de programatorii de sistem

Indirect de programatorii de aplicatii

Se declanseaza in timpul executiei programelor

Se aseamana cu apelurile de procedura

Text / Grafica

Apelurile sistem = arhitectura unui SO

GESTIONAREA FISIERELOR

Forma de pastrare pe termen lung a informatiei

Discuri magnetice, benzi magnetice, discuri

optice

modulul de gestionare

creare

stergere

controlul accesului

citirea

scrierea

organizarea colectiei

securitate

GESTIONAREA PERIFERICELOR

varietate de echipamente periferice

operatii intrare/iesire

pregatirea operatiilor

lansarea cererilor de transfer

transferuri independete de procesor

GESTIONAREA MEMORIEI

utilizarea memoriei interne

o parte utilizata de SO

restul pentru programe utilizator

probleme de protectie / cooperare

memoria externa poate extinde memoria interna

prin

swapping

memorie virtuala

GESTIONAREA PROCESELOR

proces=program in executie sub controlul SO

problema:

existenta simultana a mai multor procese

modul in care procesele utilizeaza procesorul

interactiuni cu alte echipemente

exista mecanisme pentru gestionarea detaliata a

proceselor

problema gestionarii proceselor implica/include

gestionarea procesorului

TRATAREA ERORILOR

origini

hardware

software

detectare

revenire

tipul

transparente utilizatorului

opace

siguranta + protectia informatiilor

GESTIONAREA SISTEMULUI

utilizarea SO ca un intreg

instalarea, ajustarea la configuratie hardware

pornirea / oprirea sistemului

contabilizarea resurselor folosite de utilizatori

mecanisme de monitorizare si “acordare” pentru

performante mai bune

interfetele uniforme asigura portabilitate ->

trecerea unui program de pe un SO pe altul fara

modificari

portabilitatea SO pe diferite platforme hardware

PUTINA ISTORIE…

SO dintre cele mai complexe creatii umane

evolueaza in paralel cu hardware-ul

evolutia hardware:

mainframes

minicalculatoare

microcalculatoare

calculatoare + comunicatii = SO de retea sau SO

distribuite

alte caracteristici incluse in SO

multimedia

mobile

SISTEME DE INTRODUCERE / EXTRAGERE

anii 1945 primele calculatoare

fara OS fara si program sistem

programare in cod masina

introducerea cu butoane si registre (1/0)

banda perforata / cartele perforate

aparitia asambloarelor: programe simbolice si nu binare

asamblor

intrare: program sursa

iesire: program obiect

combinarea cu functiile de biblioteca: editor de legaturi

SUPERVIZOARE

Univac I si II IBM 701, 704

in 1953 primul SO “program supervisor” pentru

IBM 701 produs la General Motors – IOS (input

output system)

cod rezident pt echipamentele fizice

programele executa salt la codul rezident pentru

incarcarea programului urmator

SOS SHARE Operating System

limbaj de asamblare simbolic

FMS (Fortran Monitor System) pt IBM 709

programare la nivel inalt

SISTEME CU PRELUCRARE IN LOTURI

TOS – tape operating system

DOS – disk operating system

pachetele de cartele ce contin programele sunt

grupate in loturi => sisteme cu prelucrare in loturi

(batch processing systems)

multiprogramarea

mai multe programe active in memorie la un moment dat

Master Control Program (MCP) pt Burroughs 5000 in

1964

OS/360 pentru IBM System/360 in 1965

OS/MFT – memorie interna fixa

OS/MVT – memorie interna variabila

SISTEME CU DIVIZAREA TIMPULUI

calculator

memorie

externaimprimanta

terminale

SISTEME CU DIVIZAREA TIMPULUI

utilizatorii interactioneaza prin terminale

procesorul alocat pe rand in cuante de timp

swapping = transfer programe din memoria

operativa in memoria externa

CTTS (Compatible Time-Sharing System) la MIT

pe IBM 7094

TSS/360 pentru IBM System 360/67

MULTICS AT&T Bell Labs+General Electric pe

GE635

memorie virtuala cu segmentare, editare de legaturi

dinamica, incarcarea segmentelor la cerere, sistem de

fisiere ierarhic, redirectarea operatiilor de IE, …

SISTEME CU MEMORIE VIRTUALA

memoria resursa critica: scumpa si putina

calculatorul Atlas de la Universitatea

Manchester Anglia

intreruperi

extracod

memoria cu un singur nivel

memorie virtuala

discul devine suport pentru extinderea memoriei interne

implementat pe IBM System 360/67 si IBM

System 370

OS/MVS (Multiple Virtual Spaces)

VM/370 Virtual Machine for 370

SISTEME DE OPERARE PENTRU

MINICALCULATOARE

firma DEC (Digital Equipment Corporation)

PDP-1, … ,PDP-8, VAX

pe PDP-11 ruleaza sistemul RT-11

un singur utilizator

multiprogramare foreground/background

pe PDP-11 ruleaza sistemul RSX-11

limbaj de comanda

sistem de fisiere

gestionarea memoriei prin partitii

multiprogramare

pe VAX ruleaza VAX/VMS

UNIX

creat de Thompson & Ritchie la Bell Labs pePDP-7

portat pe PDP-11

inspirat din Multics

lucru simultan al mai multor utilizatori

procese concurente

comunicare intre procese

sistem ierarhic de fisiere

limbaj de comanda flexibil

in prezent acopera toate arhitecturile majore de la microprocesoare la supercalculatoare

va fi studiat in detaliu in acest curs

SISTEME DE OPERARE PENTRU

MICROCALCULATOARE, CALCULATOARE

PERSONALE, ECHIPAMENTE MOBILE

firma Intel 8008, 8080, Z80

firma Motorola M6800

pe 8 biti CP/M creat de Digital Research monoutilizator, interfata de comanda simpla, sistem de fisiere

mononivel, interfata I/E

pe 16 biti Intel 8086, Motorola 68000 – baza calculatoarelorpersonale MSDOS

Windows 95,98,Me

pe 32 biti Windows NT,2000, XP

pe 64 biti Windows XP, Vista, Seven

Apple MacOS – interfete grafice bine dezvoltate

echipamente mobile: PDA, Smart Phone, … Symbian (Nokia), Windows for Mobile (Microsoft)

RETELE DE CALCULATOARE SI SISTEME DE

CALCUL DISTRIBUITE

ARPANET al DoD = interconectareacalculatorelor prin linii telefonice

Comunicarea intre calculatoare:

operatii I/E speciala

combinatie de tehnici hard/soft

Sistem de operare de retea =

reteaua multime unificata de resurse

extensii ale SO clasice

Xerox PARC (Palo Alto Research Center)

retele locale de calculatoare LAN (Local Area Network)

Sistem de operare distribuit = nu se deosebescunde sunt localizate resursele utilizate

PERSPECTIVE

sisteme multiprocesor cu paralelism masiv

SMP – multiprocesare simetrica

interfete cu utilizatorul

recunoasterea directa a vorbirii

integrarea mediilor de comunicare text, voce, animatie

sisteme de comunicatii mobile – proiectul Emucode la UPT

sisteme deschise – cu specificatii publice sistandardizate

limbaje orientate spre programare distribuita

ex. Java

utilizeaza facilitatile SO distribuite

BIBLIOGRAFIE

Ioan Jurca – Programarea de sistem in UNIX,

Editura de Vest, Timisoara, 2004