**Prof. Rzvan Daniel Zota

Sisteme de operare- Generaliti -+Introducere in UNIX

**Ce este un sistem de operare?

O interfa ntre utilizatori i hardware o "arhitectur de mediuPermite stocarea convenabil de date; ascunde chestiunile de detaliuPermite utilizarea eficient a sistemului, desfurarea n paralel a mai multor activiti, nltur irosirea ciclurilor de ceasOfer posibilitatea de protecie a informaiilorOfer fiecrui utilizator o felie din totalul resurselor sistemuluiAcioneaz ca un program de control.Sisteme de operareO privire de ansamblu

**Sisteme de operare O privire de ansambluPoziia SOInterfaa programUtilizatori (Oameni)Programe utilizatorInterfaa SOSOInterfaa hardware/ Instruciuni privilegiateDisc/Band/Memorie

**n linii mari, un SO poate fi vzut ca:

- un mecanism utilizat pentru planificarea job-urilor i a proceselor. Activitatea de planificare poate fi foarte simpl ca n cazul rulrii urmtorului proces dintr-o coad de ateptare, sau poate fi ceva mai complicat prin folosirea unor reguli mai complexe de alegere a urmtorului proces ce va fi rulat.

- o metod pentru execuia simultan a mai multor UCP i pentru administrarea I/O. Procesarea are loc chiar dac se pregtete o operaie de I/O.Sisteme de operare O privire de ansambluComponente

**Activitatea UCP este irosit dac un job st s atepte pentru o operaie de I/O. Acest lucru a dus la:

Multiprogramare (comutarea dinamic). n timp ce un job ateapt pentru eliberarea unei resurse, UCP poate cuta s ruleze alt job. Asta nseamn c mai multe job-uri sunt gata simultan s fie rulate i ateapt UCP pentru a continua.

Planificarea UCP este o parte important n studiul SO.

Toate acestea duc i la :managementul memoriei (si al proceselor) planificarea resurselor protecia mpotriva blocajelorSisteme de operare O privire de ansambluComponente

**Alte caracteristici:Partajarea timpului mediul de multiprogramare este, de asemenea, interactivMultiprocesarea - Sisteme ce colaboreaz i comunic prin intermediul unei memorii partajate. Folosit pentru aplicaii tiinifice. Utilizat pentru mbuntirea vitezei prin punerea la treab laolalt a unui numr de procesoare.

Sisteme distribuite Sisteme conectate la distane mai mari ce comunic prin transfer de mesaje. Avantaje: partajarea resurselor, creterea vitezei, fiabilitate, comunicaie.

Sisteme n timp real Caracteristica principal este rspunsul rapid. Sunt utilizate pentru controlul aplicaiilor unde un rspuns rapid este esenial.CaracteristiciSisteme de operare O privire de ansamblu

**Suport hardwareO serie de dispozitive alctuiesc un sistem.Aceste dispozitive pot genera un semnal electric (care se numete ntrerupere) ce capteaz atenia UCP.Sisteme de operare O privire de ansamblu

**ntreruperi - un echipament ce trimite un semnal de deranj ctre UCP pentru a obine un serviciu. Diferit fa de aciunea UCP de sondare.

Depinde de ntreruperi pentru a determina pasul urmtor care trebuie fcut.

Exist ntreruperi hardware i software.

Administratorul de ntreruperi alege codul ce trebuie rulat pentru fiecare echipament n parte.

Controller-ele I/O DMA (Direct Memory Access) au acces direct la memorie, fr a mai cere voie UCP.Suport hardwareSisteme de operare O privire de ansamblu

**Suport hardwareSecvena de evenimente pentru procesarea unei cereri I/OSisteme de operare O privire de ansamblu

**Suport hardwareSO ine permanent o eviden strict a funcionrii dispozitivelor hardware. Aceste structuri sunt necesare pentru a ine evidena operaiilor I/O aflate n execuie.Sisteme de operare O privire de ansamblu

**Memoria ultra-rapid este foarte scump. SO administreaz ierarhia memoriei pentru a face cea mai bun modalitate de utilizare a resurselor. De fapt, exist o serie de eforturi considerabile n acest sens.Ierarhia de stocare>

Regitrii UCP |Memoria Cache |Memoria principal |Disc magnetic |Disc optic |

Band magnetic

>Sisteme de operare O privire de ansamblu

**Scopul este acela de a proteja SO i alte echipamente de utilizatori ruvoitori i/sau ignorani.

Exist instruciuni speciale n mod User/Supervisor Mode (instruciuni privilegiate).

Firele de execuie concurente pot interfera cu altele. Acest fapt conduce la protecia resurselor prin modul user/supervisor. Resurse:I/O Definesc instruciunile I/O ca fiind privilegiate; ele pot fi executate doar n mod Supervisor. Apelurile de sistem ne transfer din modul user n modul supervisor. ProteciaSisteme de operare O privire de ansamblu

**MemoriaUn program utilizator poate accesa doar propria memorie logic. De exemplu, nu poate modifica cod supervisor. Depinde de o schem de translatare a adreselor.ProteciaSisteme de operare O privire de ansamblu

**UCP Ceasul sistem previne ca programele s foloseasc tot timpul UCP. Acest ceas determin o ntrerupere ce face ca SO s preia controlul de la un program utilizator.Protecia (i securitatea)Pentru sisteme multiprocesor sau interconectat, protecia trebuie s includ i:

- Partajarea resurselor- Arhitecturi multiprocesor - Sisteme cluster

Aceste sisteme sunt ntlnite n practic sub denumirea de sisteme de operare distribuite.Sisteme de operare O privire de ansamblu

**UNIX Scurt istoric

Originile UNIX: AT&T Bell Laboratories + GE + MIT SO Multics

Ken Thompson Dennis Ritchie

Au scris mpreun un joc de cltorie n spaiu ce rula pe un DEC PDP-7n 1969 s-au hotrt s scrie un SO pt PDP-7, SO denumit UNICS (Uniplexed Information and Computing Service)1971 C1973 UNIX scris n C -> sistem portabil

BSD UNIX adugarea softului de reeaSunOS BSD UNIX Version 4.2AT&T System V (five)1988 SunOS, AT&T System V i XENIX -> System V Release 4 (SVR4)

**UNIX

Atuuri UNIX: Bazat pe standardePuternic, flexibil, scalabil, securizatSuport din partea productorilor de echipamenteSO matur i stabilBine integrat cu protocoalele de reea TCP/IPFolosit pe scar larg pentru aplicaii critice

SunOS SolarisKernelShellSistemul de fiiereComenzi

**UNIX

Kernelul:

Centrul SO - asigur capabilitile necesare funcionrii calculatorului

Fiier executabil ce este ncrcat atunci cnd pornete (booteaz) calculatorul i se numete unix (System V) sau vmunix (BSD).

Dup ncrcarea n memorie, kernelul ndeplinete urmtoarele funcii principale:Administreaz echipamente, memoria, proceseleControleaz transmisia de informaii dintre programele de sistem i hardware-ul sistemului

**UNIXKernelul:-Administreaz funcii legate de:

Spaiul de swap foarte important pentru Unix, rezervat pentru lucrul memoriei virtuale

Demoni programe (procese) ce ndeplinesc o funcie specific sau monitorizeaz execuia unor programe sau funcionarea unor echipamente. Demonii sunt procese speciale ce sunt ncrcate n memorie odat cu ncarcarea kernelului, apoi ateapt apariia unui eveniment. Aceste procese ajut la buna funcionare a SO oferind diverse servicii. Demonii pot fi pornii sau oprii n orice moment este necesar acest lucru. - Echivaleni cu Servicii Windows NT/200/XP, NLM Novell Netware. -Sisteme de fiiere ierarhie de fiiere, directoare i subdirectoare pentru organizarea i administrarea informaiei pe HD.

**UNIXShell-ul: Bourne, Korn, C, Bash, TC (comanda ps sau echo $SHELL).Bourne /bin/sh Stephen Bourne AT&T System V.2 UNIX (prompter: $) Korn /bin/ksh Bell Labs (prompter: $)C Shell /bin/csh - Bill Joy de la University of California at Berkeley (prompter: %)Bash GNU (www.gnu.org)Sistemul de fiere/bin comenzi UNIX/usr/bin comenzi, utilitare de administrare a sistemului, rutine de biblioteci/usr/ucb comenzi originale ale variantei BSD/opt - aplicaii opionale sau provenite de la ali productori/etc fiiere de administrare a sistemului (vezi fisierul cu parole)

**UNIX/dev fiiere ce sunt pointeri la nume de echipamente (Solaris)/kernel conine fiierele de baz ale SO/sbin executabilele de baz folosite la bootare i la recovery + utilitare de administrare/tmp fiiere temporare ale utilizatorilor/var locaie pentru joburile imprimantei (print spooling) i mesaje de eroare ale sistemului de mail.

Comenzi n jur de 350-400 de comenzi i utilitare

**Arhitectura general UNIX

**Bibliografie Sisteme de operare pentru retele de calculatoare - R. Zota, Ed. Economica, 2002

Sistemul de operare Unix Utilizare si programare shell, R. Zota, Ed. ASE, 2003

Unix R. Zota, Ed. ASE, 2004

Sisteme de operare - A. Vasilescu, R. Zota, Ed. ASE, 2008

Alte materiale postate pe site sau prezentate la curs

**