11

תכנון ותכנות מערכות הפעלהתכנון ותכנות מערכות הפעלה

29.10.200829.10.2008מפגש מורים מפגש מורים

22

מהי מערכת הפעלה ?מהי מערכת הפעלה ?

מערכת ההפעלה היא תוכנה שמתווכת )ממשק( בין מערכת ההפעלה היא תוכנה שמתווכת )ממשק( ביןהחומרה ותוכניות היישום ומנהלת את משאבי החומרה ותוכניות היישום ומנהלת את משאבי

החומרה. החומרה. מ"ה מספקת שירותים שונים שמתפקידם להקל על מ"ה מספקת שירותים שונים שמתפקידם להקל על

המתכנת ועל המשתמש במערכת ומאפשרת להריץ המתכנת ועל המשתמש במערכת ומאפשרת להריץ מספר יישומים בו זמנית בצורה יעילה והוגנת.מספר יישומים בו זמנית בצורה יעילה והוגנת.

מ"ה מורכבת מאוסף של פונקציות ופרוצדורות מ"ה מורכבת מאוסף של פונקציות ופרוצדורותשאליהן יכול לפנות המתכנת באמצעות קריאה שאליהן יכול לפנות המתכנת באמצעות קריאה

למ"ה.למ"ה.

33

שרותים מרכזיים המופעלים ע"י שרותים מרכזיים המופעלים ע"י מ"המ"ה

מ"ה מבצעת שרותי פנייה אל מאגרי הזכרון וניהולם מ"ה מבצעת שרותי פנייה אל מאגרי הזכרון וניהולםהפיזי והלוגי. הפיזי והלוגי.

,הפעלה וניהול תוכניות משתמש ) הקצאת שטח זכרון, הפעלה וניהול תוכניות משתמש ) הקצאת שטח זכרוןניהול תקינות(ניהול תקינות(

.ניהול סדר פעולות של תוכנות ויישומים.ניהול סדר פעולות של תוכנות ויישומים -מ"ה משתמשת גם בשרותי ה- מ"ה משתמשת גם בשרותי הBIOSBIOS לניהול שרותי לניהול שרותי

חומרה בסיסיים כגון: מקלדת, מסך, תקליטון ממשקי חומרה בסיסיים כגון: מקלדת, מסך, תקליטון ממשקי חומרה חיצוניים, שרותי בקרה של פעולה תקינה חומרה חיצוניים, שרותי בקרה של פעולה תקינה

כדוגמת בקרת הדפסה.כדוגמת בקרת הדפסה. ,טיפול וניהול במערך השגיאות )קריאה, כתיבה, טיפול וניהול במערך השגיאות )קריאה, כתיבהFATFAT , ,

וכדומה(וכדומה(

44

מטרת העלמטרת העל

לרכוש ידע במערכות הפעלה וליישם לרכוש ידע במערכות הפעלה וליישם

ידע זה בכתיבת יישומים המשתמשים ידע זה בכתיבת יישומים המשתמשים

בשירותי מערכת ההפעלה. בשירותי מערכת ההפעלה.

55

הלימודיםהלימודים יעדי תוכניתיעדי תוכנית

להכיר את עקרונות מערכת ההפעלה, תפקידיה להכיר את עקרונות מערכת ההפעלה, תפקידיהואופן פעולתה. ואופן פעולתה.

ליישם עקרונות אילו בסביבת העבודה ליישם עקרונות אילו בסביבת העבודה להכיר את הארכיטקטורה של מחשב אישי להכיר את הארכיטקטורה של מחשב אישי

)חומרה()חומרה(להבין כיצד מתקשרת מ"ה עם החומרהלהבין כיצד מתקשרת מ"ה עם החומרה ללמוד עקרונות פיתוח בשפת תכנות ללמוד עקרונות פיתוח בשפת תכנות לבנות יישומים המשלבים פעולות של מ"ה לבנות יישומים המשלבים פעולות של מ"ה

66

פרופיל הבוגרפרופיל הבוגר

תלמיד :תלמיד : היודע את השירותים השונים שמספקת מ"ה היודע את השירותים השונים שמספקת מ"ה מבין כיצד מנהלת מ"ה את משאבי המחשב מבין כיצד מנהלת מ"ה את משאבי המחשב בעל יכולת לפתח יישומים המפעילים התקני קלט/פלט בעל יכולת לפתח יישומים המפעילים התקני קלט/פלט בעל יכולת לפתח יישומים המשתמשים במשאבי בעל יכולת לפתח יישומים המשתמשים במשאבי

זיכרון בצורה מושכלת ומנהלים תהליכים ומטלות זיכרון בצורה מושכלת ומנהלים תהליכים ומטלות

77

תכנים בתוכנית הלימודיםתכנים בתוכנית הלימודים ייצוג מידע במחשב ייצוג מידע במחשב -ביצוע הוראות ב- ביצוע הוראות בCPUCPU)שפת סף( )שפת סף( פסיקות פסיקות ייצוג ייצוגBCDBCD

תכונות שפת סף תכונות שפת סףUTILITIESUTILITIES

ניהול זיכרון ניהול זיכרון -תהליכים ו- תהליכים וTHREADTHREAD

מערכת לניהול זכרון מערכת לניהול זכרון מערכת קלט/פלט מערכת קלט/פלט הגנה ואמינות הגנה ואמינות

88

הדגשים בתוכנית הלימודיםהדגשים בתוכנית הלימודים

)הכרת משאבי המחשב )חומרה(הכרת משאבי המחשב )חומרה

ידע והבנה של חלוקת משאבי המחשב בין ידע והבנה של חלוקת משאבי המחשב ביןהתהליכים השונים התהליכים השונים

ניהול ותיאום בין חומרה לתוכנה ניהול ותיאום בין חומרה לתוכנה

ניצול יעיל של משאבי מחשבניצול יעיל של משאבי מחשב

99

חלוקת השעותחלוקת השעות

– ש"ש( ש"ש(66 שעות ) שעות )180180כיתה י"א – כיתה י"א

– (( ש"ש ש"ש99 שעות ) שעות )270270כיתה י"ב – כיתה י"ב

1010

במה יש להתמקד במה יש להתמקד האם למידה עיונית או למידה האם למידה עיונית או למידה

התנסותית ?התנסותית ?

גם....וגםגם....וגם

1111

מה לומדים במרכיב העיוני ?מה לומדים במרכיב העיוני ?

מהי מערכת הפעלה מהי מערכת הפעלה תפקידי מערכת ההפעלה תפקידי מערכת ההפעלה מאפייני מערכת ההפעלה ועקרונות פעולה מאפייני מערכת ההפעלה ועקרונות פעולה התפתחות של מערכות הפעלה התפתחות של מערכות הפעלה מבנה המחשב וייצוג מידע במחשב מבנה המחשב וייצוג מידע במחשב עקרונות ודקדוק שפת סף עקרונות ודקדוק שפת סףסביבות עבודה שונותסביבות עבודה שונות התאמת הקוד לממשקים שונים לפי מ"ה התאמת הקוד לממשקים שונים לפי מ"ה

1212

מה לומדים במרכיב ההתנסותי ?מה לומדים במרכיב ההתנסותי ?

מבנה וכתיבה של שפת סף מבנה וכתיבה של שפת סף ניהול מערכות קבצים ניהול מערכות קבציםFATFAT ) )NTFS, FMSNTFS, FMS(( ( תהליכים )תהליכיםProcess Concept ,Task ManagerProcess Concept ,Task Manager

Context Switch, ThreadsContext Switch, Threads ))( תזמונים( תזמוניםFCFSFCFS, , SJFSJF,, Round RobinRound Robin) ) סינכרוניזציהסינכרוניזציה

1313

חלוקת השעות בין המרכיב העיוני חלוקת השעות בין המרכיב העיוני – כיתה י"א– כיתה י"א להתנסותילהתנסותי

שעות התנסותישעות התנסותי שעות עיונישעות עיוני נושא נושא

00 44 מבוא מבוא

88 1212 ייצוג מידע במחשב ייצוג מידע במחשב

44 88 BCDBCDייצוג ייצוג

4949 5757 שפת סףשפת סף

2020 1818 פסיקותפסיקות

8181 9999 סה"כסה"כ

1414

חלוקת השעות בין המרכיב העיוני חלוקת השעות בין המרכיב העיוני – כיתה י"ב– כיתה י"ב להתנסותילהתנסותי

שעות התנסותישעות התנסותי שעות עיונישעות עיוני נושא נושא

00 44 מבוא מבוא

1414 2424 UTILITIESUTILITIES

2020 2424 ניהול זיכרון ניהול זיכרון

4646 3636 threadthreadתהליכים ו - תהליכים ו -

1818 2424 מערכת לניהול קבצים מערכת לניהול קבצים

1212 2222 מערכת קלט/פלט מערכת קלט/פלט

1212 1414 הגנה ואמינות הגנה ואמינות

122122 148148 סה"כסה"כ

1515

דוגמאות של משימות המשלבות בין דוגמאות של משימות המשלבות בין המרכיב העיוני להתנסותי המרכיב העיוני להתנסותי

( פניה לפורט והפעלת מצלמה( פניה לפורט והפעלת מצלמהUSBUSB ))פניה למשדר בלוט'וס ושליחת הודעהפניה למשדר בלוט'וס ושליחת הודעה הפעלת מנגנונים שונים באמצעות פורט מקבילי הפעלת מנגנונים שונים באמצעות פורט מקבילי -קריאת חיישנים ממושקים ל- קריאת חיישנים ממושקים לUSBUSB / / COMCOM/ / PARPAR תקשורת בין שני מחשבים באמצעות כבל טוריתקשורת בין שני מחשבים באמצעות כבל טורי( ניהול סביבת מסך( ניהול סביבת מסךSPLITSPLIT.או מסכים ).או מסכים ) .מערכת ניהול ותיעדוף מדפסות בהתאם למשימות. מערכת ניהול ותיעדוף מדפסות בהתאם למשימות

1616

פרויקט גמר / עבודת גמר פרויקט גמר / עבודת גמר

ע"ג/ ע"ג מטרת הפרויקטמטרת הפרויקט / ליישם את הידע שרכש התלמיד תוך בניית ליישם את הידע שרכש התלמיד תוך בניית

יישום בסביבת העבודה . יישום בסביבת העבודה .

היקף הפרויקט/ עבודת גמרהיקף הפרויקט/ עבודת גמר יח"ל יח"ל11 פרויקט גמר יכול להיות בהיקף של פרויקט גמר יכול להיות בהיקף של

יח"ל יח"ל 33 או או יח"ל יח"ל 55 או או

1717

מהו פרויקט במערכת ההפעלה ?מהו פרויקט במערכת ההפעלה ?

פיתוח ויישום של משתמש פיתוח ויישום של משתמש

פיתוח ויישום של מערכת ההפעלה פיתוח ויישום של מערכת ההפעלה

1818

קריטריונים למורכבות הפרויקטקריטריונים למורכבות הפרויקט

יח"ל יח"ל 11בפרויקט בהיקף של בפרויקט בהיקף של ובמערכת פסיקות ובמערכת פסיקותAPIAPI יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב- יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב-

יח"ל יח"ל 33בפרויקט בהיקף של בפרויקט בהיקף של

, פסיקות, מערכת , פסיקות, מערכת APIAPI יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב- יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב- PORTPORTקבצים ופנייה ל- קבצים ופנייה ל-

יח"ל יח"ל55בפרויקט בהיקף של בפרויקט בהיקף של , פסיקות, מערכת , פסיקות, מערכת APIAPI יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב- יש לכתוב יישום הכולל שימוש ב-

, ניהול זיכרון וניהול תהליכים., ניהול זיכרון וניהול תהליכים.PORTSPORTSקבצים, שימוש ב- קבצים, שימוש ב-

1919

דוגמאות של פרויקטיםדוגמאות של פרויקטים

אנו מחלקים את סוגי הפרויקטים לתחומים אנו מחלקים את סוגי הפרויקטים לתחומים הבאים:הבאים:

סימולציות סימולציות פענוח פענוח משחקים בין שני מחשבים משחקים בין שני מחשבים רובוטים רובוטים לומדות לומדות דחיסה והצפנה דחיסה והצפנה

2020

סוגי הפרויקטיםסוגי הפרויקטים

פרויקטים ללא

חומרה

פרויקטים משולבי חומרה

2121

פרויקטים בתחום הסימולציותפרויקטים בתחום הסימולציות

סימולציה למעלית סימולציה למעלית סימולציית טיסה סימולציית טיסה סימולציית טנק סימולציית טנק סימולאטור של רכב סימולאטור של רכב סימולציה של ניהול קבצים סימולציה של ניהול קבצים סימולציה של תהליכי ערבול בטון סימולציה של תהליכי ערבול בטון -סימולציה של תהליכי זרימת מידע ב- סימולציה של תהליכי זרימת מידע בBUSBUS

2222

פרויקטים בתחום הפענוח והתרגוםפרויקטים בתחום הפענוח והתרגום

בניית קומפיילרבניית קומפיילרהמרה מפורמט לפורמטהמרה מפורמט לפורמט זיהוי כתב יד זיהוי כתב יד אניגמה אניגמה זיהוי צורה זיהוי צורה זיהוי תמונה זיהוי תמונה

2323

פרויקטים בתחום הדחיסה וההצפנהפרויקטים בתחום הדחיסה וההצפנה

דחיסה של קבצים דחיסה של קבצים הצפנה של קבצים הצפנה של קבצים פענוח של קבצים פענוח של קבצים

2424

פרויקטים בתחום המשחקיםפרויקטים בתחום המשחקים

שחמט שחמט דמקה דמקה דומינו דומינו פקמן פקמן הקסגון הקסגון מונופול מונופול

משחקי קלפים משחקי קלפים אוטלו אוטלו SnakeSnake סודוקו סודוקו תשבצים תשבצים

משחקי לוח בין שני מחשבים באמצעות משחקי לוח בין שני מחשבים באמצעות כבל:כבל:

2525

פרויקטים בתחום הלומדות פרויקטים בתחום הלומדות

לומדות ללימוד חיות – שמות וקולות לומדות ללימוד חיות – שמות וקולות מעבד תמלילים מעבד תמלילים תוכנת סייר תוכנת סיירמנהל מוסיקהמנהל מוסיקהלומדות להוראת א-בלומדות להוראת א-ב

2626

תוכנת סייר תוכנת סייר מנהל מוסיקה מנהל מוסיקה מנהל אלבום תמונות מנהל אלבום תמונות מנהל מערכת מידע ארגוני מנהל מערכת מידע ארגוני כתיבת כתיבת APPLETAPPLET ניהול תפוסת חניון ניהול תפוסת חניון רובוט תוכנתי רובוט תוכנתי MMIMMI

דוגמאות פרויקטים בתחום הניהול היעודי דוגמאות פרויקטים בתחום הניהול היעודי

2727

דוגמאות לפרויקטים משולבי חומרה דוגמאות לפרויקטים משולבי חומרה

תפעול רובוט תפעול רובוט תפעול מצלמה תפעול מצלמה תפעול מעלית תפעול מעלית בקר השקיה בקר השקיה בקר תנועה / מערכת רמזורים בקר תנועה / מערכת רמזורים תחנה מטאורולוגית תחנה מטאורולוגית חממה מבוקרת חממה מבוקרת -ממשקים עם ה- ממשקים עם הUSBUSB

2828

דוגמאות לפרויקטים משולבי חומרה -דוגמאות לפרויקטים משולבי חומרה -המשך המשך

בקרת אקווריום בקרת אקווריום מערכת לזיהוי אינפרא-אדום מערכת לזיהוי אינפרא-אדום מערכת לזיהוי קול מערכת לזיהוי קול ניהול חניון ניהול חניון ניהול מחסן חלפים על ידי רובוט ניהול מחסן חלפים על ידי רובוט זיהוי עכבר על ידי תנועות יד זיהוי עכבר על ידי תנועות יד מחשב לרכב מחשב לרכב)בית חכם )הדלקה וכיבוי של אורות(בית חכם )הדלקה וכיבוי של אורות

2929

קריטריונים להערכת פרויקט / ע"גקריטריונים להערכת פרויקט / ע"ג

משקל ב- %משקל ב- % הקריטריוןהקריטריון

20%20%

תיעוד )חוברת הפרויקט(תיעוד )חוברת הפרויקט(ניסוח מטרה ניסוח מטרה איפיון איפיון תיאור המערכת וניתוח מרכיביה תיאור המערכת וניתוח מרכיביה בדיקותבדיקות)רשימת מראי מקום )ביבליוגרפיה(רשימת מראי מקום )ביבליוגרפיהסיכום ומסקנותסיכום ומסקנות.)נספחים )קוד מקור , אחרים(.נספחים )קוד מקור , אחריםאיכות התיעוד והעריכהאיכות התיעוד והעריכה

30%30% מורכבות , יצירתיות וחדשנות הפרויקט /ע"גמורכבות , יצירתיות וחדשנות הפרויקט /ע"ג

40%40% בקיאות ושליטה בפרויקט ובסביבת וכלי הפיתוחבקיאות ושליטה בפרויקט ובסביבת וכלי הפיתוח

10%10% הצגת הפרויקטהצגת הפרויקט

3030

שאלות לדיון ?שאלות לדיון ?

3131

תודה רבה תודה רבה