Operacijski sustavi

5/26/2018 Operacijski sustavi

1/22


2/22


3/22

Sustav je prirodna, drutvena, tehnika ili mjeovita tvorevina koja u danojokolini djeluje samostalno s odreenom svrhom.

Veza okoline i sustava iskazuje djelovanje okoline na sustav i predoena jeulaznim veliinama.Veza sustava i okoline iskazuje djelovanje sustava na okolinu i predoena jeizlaznim veliinama.

Raunalo nije mogue promatrati izolirano u odnosu na okruenje nije mogue,pa se zato raunalo zajedno sa svojim okruenjem naziva i raunalni sustav.


4/22

Osnovna podjela raunala je na materijalnu komponentu ili hardver inematerijalnu komponentu ili softver

Hardver ili sklopovlje ine svi materijalni dijelovi raunala, tj. svi dijelovi kojemoemo vidjeti i dotaknuti.

Softver ili programska podrka su programi koji slue da bi hardver radio kaoskladna cjelina i da bi obavljao one funkcije koje nam trebaju.


5/22

Podjela softvera moe nam dati osnovne naznake o karakteristikamaoperacijskih sustava. Meutim, zbog dinamike razvoja softvera, nepostojanjavrhovnog autoriteta i neujednaene terminologije, svaki pokuaj strogeklasifikacije moe se pokazati kao potpuni promaaj.

Osnovna podjela softvera je na sistemski i aplikacijski softver.

Sistemski softver brine o radu raunala, povezuje njegove hardverskekomponenete u skladnu cjelinu i stvara okruenje u kojem funkcioniraaplikacijski softver.

Aplikacijski softver je definiran potrebama korisnika. Drugim rjeima, svakipojedini korisnik odreuje koji e aplikacijski softver imati na svom raunalu.Primjeri aplikacijskog softvera su uredski alati, alati za rad sa bazamapodataka, alati za obradu zvuka, slike i videa, raunalne igre, itd.


6/22

Sistemski softver dalje dijelimo na usluni softver operacijski sustav.

Veinu uslunog softvera ine programi koji su nezaobilazni pri koritenjuraunala, a jo nisu sastavni dio OS. Za te bi programe mogli rei da proirujumogunosti OS-a.

Npr. , programi za formatiranje diska ili kopiranja datoteka nisu sastavni dioOS-a nego uslunog softvera, kao i softver koji slui za komunikacijuposredstvom modema, upravljanje mrenim komunikacijama, te softver zakompresiju i dekompresiju podataka.

Ugradnjom odgovarajuih aktivnosti u usluni softver, projektiranje samog OS-a postaje manje sloeno.

Rutine ugraene u usluni softver mogu se lake prilagoavati potrebama novih

instalacija, nego to je to sluaj sa dijelovima OS-a.

Razlika izmeu aplikacijskog i uslunog softvera je takoer nejasna, tj. moe serei da odreeni softver postaje usluni ako ga koristimo kao temeljni alat.


7/22

Operacijski sustave moemo podijeliti po nekoliko kriterija. Navesti emonajee koritene podjele.

Prema korisnikom suelju OS-ove dijelimo na tekstualne (Command LineInterface) kod kojih se instrukcije raunalu zadaju njihovim utipkavanjemukomandnu liniju i grafike (Graphical User Interface) kod kojih se koristi tzv.WIMP (Windows, Icons, Menues, Pointers) paradigma i koji sadre grafikeelemente i ikone i najee su upravlja koritenjem mia.

Prema broju korisnika koji istovremeno ili u razliitim vremenskim intervalimamogu koristiti OS-ove dijelimo na jednokorisnike (Single-User OS) iviekorisnike (Multi-User OS).

Prema broju softerskih procesa koji se mogu istovremeno odvijati OS-ovedijelimo na jednozadatkovne (SingleTasking OS) i viezadatkovne (MultiTasking

OS).


8/22

Operacijski sustav dalje dijelimo na ljusku OS-a (Shell) i jezgru OS-a (Kernel).

Dio OS-a koji predstavlja vezu izmeu korisnika i funkcija OS-a zove se ljuska(Shell). Zadatak ljuske je uspostavljanje komunikacije izmeu korisnika (jednogili vie njih) i raunala. Veina dananjih ljuski ima grafiko suelje (GUI-Graphical User Interface) koje omoguava koritenje elemenata WIMP-a(Windows, Icons, Menues, Pointers).

Iako je ljuska vana za uspostavljanje to veeg stupnja funkcionalnosti, ona jeipak samo dio koji korisnika spaja na ono to je stvarno srce OS-a. Ovarazlika naglaena je i injenicom da neki OS-i nude mogunost odabirarazliitih ljuski (Unix, Linux, ...).

To srce OS-a je njegova jezgra (Kernel) je unutranji dio na koji se naslanjasve ono to spada u OS.

Jezgru OS-a ine one softverske komponente koje izvode minimalne funkcijenune za funkcioniranje ugraenih komponenti raunala.


9/22

Meu elementima ljuske OS-a svojim znaajem se izdvaja Upravitelj prozorima(Window Manager).WM odgovarajue dijelove na ekranu pridruuje tzv. prozorima i vodi rauna otome kojoj aplikaciji pripada koji prozor. Kada aplikacija neto eli uinitividljivim na ekranu, zahtjev upuuje WM-u i ovaj to proslijeuje naodgovarajue mjesto u prozoru pridruenom odgovarajuoj aplikaciji.

Takoer, kliknemo li miem na odreeno mjesto na ekranu koje je WMpridruio odreenoj aplikaciji, opet je WM taj koji je odgovoran zaproslijeivanje poruke aplikaciji koja je ini budnom.


10/22

Jezgra OS-a je unutranji dio OS-a na koji se naslanja sve ono to spada u OS.Po svome znaaju istiu se sljedei elementi jezgre: upravitelj datotekama (File

Manager), softverski elementi za komunikaciju s ureajima (Device Driver),upravitelj memorijom (Memory Manager), organizator (Scheduler) i dodjeljivaresursa (Dispatcher).


11/22

Upravitelj datotekama(File Manager) koordinira koritenjem ureaja zamasovnu pohranu podataka.

Preciznije, FM vodi rauna o mjestu na kojem je odreena datotekapohranjena, tko sve nad tom datotekom ima ovlasti te vodi rauna odostupnom mjestu za nove datoteke ili za nadopunu postojeih.

Da bi se korisnicima izalo u susret, veina FM dozvoljava grupiranjedokumenata i datoteka u skupine tzv. drektorije (Directory) ili mape (Folder).Na taj nain sami korisnici smisleno organiziraju vlastite podatke, na nain kojise njima ini najprihvatljivijim. Dozvoljavanjem da direktoriji/mape posjedujuvlastite poddirektorije/podmape, omogueno je pohranjivanje hijerarhijskestrukture podataka kojoj pristupamo deklariranjem tzv. staze (Path). Stazuformiramo navoenjem svih direktorija koje meusobno odvajamo kosomcrtom (Back Slash - \).


12/22

Device Drivers su softverski dijelovi jezgre OS-a koji komuniciraju sakontrolerima (ili direktno sa perifernim ureajem) da bi prenijeli to korisnikeli napraviti sa perifernim ureajem.

Svaki je DD kreiran za odreeni tip ureaja i prevodi openitu naredbu(primjerice Print) u niz konkretnih tehnikih koraka koji osiguravaju izvoenjeakcije. Konkretno, driver za printanje ita i dekodira tzv. status word-a zaprinter, ali i niz drugih detalja potrebnih da bi do printera doli odgovarajuipodaci sa raunala.

Zbog toga drugi programi, iz kojih emo moi pokrenuti postupak printanja,nee trebati o tome voditi rauna, bit e dovoljno pozvati se na driver iz jezgreOS-a. Na taj nain, ne samo da je olakana mogunost printanja iz nekog drugogprograma, nego su i programeri dodatno rastereeni brige o specifinostimakoje prate konkretni ureaj. Sam operacijski sustav postaje openitiji i

prilagodljiviji razliitim vanjskim ureajima jednostavnim postupkominstalacije odgovarajuih drivera.


13/22

Upravitelj memorijom (Memory Manager) odgovoran je za koordiniranje prizaposjedanju memorije.

Te su dunosti minimalne u sluaju da se na raunalu izvodi jedan program. Utom sluaju, taj se program nalazi u radnoj memoriji dok se zadatak ne izvede,a zatim e na njegovo mjesto doi neki drugi program.

Problemi nastaju u uvjetima viezadatkovnog ili viekorisnikog naina radakada i dolazi do izraaja funkcionalnost MM-a jer raunalo mora istovremenousluiti razliite zahtjeve. U tim sluajevima, u radnoj memoriji mora biti i vieprograma i vie blokova podataka koje ti programi trebaju u svom radu, a osvim zahtjevima mora voditi rauna MM.


14/22

Zadatak MM-a se dodatno komplicira kada zahtjev za koliinom memorijeprijee veliinu sa kojom raunalo raspolae. Tada MM stvara privid postojanjadodatnog memorijskog prostora prebacivanjem programa i podataka iz radnememorije na neku od jedinica za masovnu pohranu podataka.

Pretpostavimo, npr. da programi postavljaju zahtjev za koritenje 256 MB RAM-a, a raunalo raspolae sa samo 128 MB. Da bi se stvorio privid veegraspoloivog mjesta, MM dijeli raspoloivi prostor na tzv. stranice (Pages) ipohranjuje njihov sadraj na tvrdi disk (tipina stranica ima nekoliko KB). Kadadoe zahtijev za odreenom stranicom sa tvrdog diska, MM mijenja poloajpohranjenih podataka, pa onu sa tvrdog diska prebacuje u RAM, a jednu izRAM-a opet na tvrdi disk. Taj prividno stvoren memorijski prostor poznat jekao virtualna memorija.


15/22

U memoriji dostupnoj samo za itanje (ROM Read Only Memory) nalaze seprogrami za inicijalno podizanje sustava, tzv BootStraping.

Nakon toga se OS, smjeten na tvrdom disku, prebacuje u radnu memoriju.


16/22

Jedna od temeljnih postavki modernih OS-ova je postojanje razlike izmeuprograma i aktivnosti pri izvoenju programa, tj. procesa.

Dok se program moe definirati kao statikog niz instrukcija, proces je vezanza dinamiku aktivnost iji se parametri mijenjaju s vremenom.

Svaki proces ukljuuje trenutni snimak ukupne aktivnosti kojeg zovemo stanjeprocesa. Stanje procesa odreeno je trenutnim sadrajem programskog brojilate vrijednostima registara CPU-a i odgovarajuih memorijskih adresa.

Jedan program moe biti pridruen razliitim procesima koji se odvijaju upromatranom trenutku. Npr., kod viekorisnikog sustava sa raspodijeljanimvremenom, dva korisnika mogu editirat razliite dokumente sa istimprogramom za editiranje, ali je aktivnost svakog korisnika zaseban proces savlastitim skupom trenutnih vrijednosti i razliitom brzinom odvijanja.

U takvoj situaciji OS moe u memoriji imati kopiju jednog jedinog programa zaeditiranje i dozvoljavati da u razliitim odsjecima vremena razliiti procesikoriste taj program.


17/22

Kod tipinog sustava sa raspodijeljenim vremenom, mnogi se procesi natjeu zavremenske odsjeke u kojima im procesor posveuje panju i unutar kojih supokrenuti razliiti aplikacijski, usluni programi i dijelovi operacijskog sustava.

OS koordinira sve te procese. Ta koordinacija zahtijeva osiguravanje potrebihresursa svakom procesu(periferni ureaj, memorijski prostor, pristup podacima,pristup CPU), razdvajanje meusobno neovisnih procesa kao i osiguravanjerazmjene informacija procesima koji to zahtijevaju.


18/22

Organizator (Scheduler) aurira podatke o procesima koji su trenutno aktivni uraunalu, uvodi nove procese , brie trag o onima koji su zavrili te da biuspjeno provodio svoje zadatke stalno aurira skup informacija u memorijinazvanih tablicom procesa.

Svaki put kada se raunalo zadui za novu aktivnost, organizator toj aktivnostipridjeli svojstvo procesa upisivanjem novih podataka u tablicu procesa. Meutim podacima nalaze se podaci o tome koliko je memorije pridjeljeno procesu (ita se informacija proslijedi MM-u), koji jeprioritet izvoenja procesa i je li tajproces je u stanju izvoenja ili ekanja (Ready ili Wait). Proces je u stanjuekanja ako je njegovo izvoenje odgoeno zbog nekog vanjskog dogaaja, kaoto su ekanje na pristup podacima sa diska ili pristigla poruke iz nekog drugogprocesa.


19/22

Dodjeljiva (Dispatcher) je komponenta jezgre OS-a koja vodi rauna o tome dase proces upisan u talicu procesa stvarno i izvodi.

U sustavima sa raspodijeljenim vremenom, to se postie dijeljenjem vremenana male segmente, nazvane vremenski odsjeci ili kvanti (tipino ne dulji od 50ms), te pridjeljivanjem panje procesora odreenom procesu tijekompridjeljenog vremena, u kojem je procesu dozvoljeno da se izvodi.

Postupak prebacivanja panje procesora sa jednog na drugi proces naziva seprocess-switch.


20/22

Dodatna prednost vremenski raspodijeljenog sustava je sposobnost da sezaustavi i kasnije bez greke nastavi sa radom iz jednostavnog razloga to mu

je stanje u svakom trenutku potpuno definirano.

esto se dogaa da se zaustavi vrijeme pridjeljeno procesu prije nego istekneitav interval. Npr., pri izvoenju I/O aktivnosti (uitavanje podataka sa diska isl.), vrijeme se zaustavlja jer e proces ionako potratiti vrijeme ekajui dakontroler obavi posao. U tom sluaju, Scheduler u tablicu procesa upisuje da jeproces u stanju ekanja, a Dispatcher starta novi vremenski odsjeak ipridjeljuje ga drugom procesu. Kasnije, kada se podaci prebace, opet eScheduler u tablicu upisati da je prvi proces spreman i ovaj nastoji odDispatchera izboriti pravo na procesor.


21/22

Razliite jedinice unutar operacijskog sustava izvode se kao zasebni procesi uvremens raspo e enom sus avu, nas o e pr o o s e a vremena o ma uprav aDispatcher. Da bi svoje aktivnosti koordinirali, ovi procesi moraju meusobno

komunicirati.

Npr., ako Scheduler ukljuuje novi proces, mora konzultirati MM o slobodnommemorijskom prostoru ili dobaviti eventualno datoteku sa tvrdog diska o emu moraizvijestiti FM.

Razmjena poruka izmeu procesa je meuprocesna komunikacija i predstavlja podrujeintenzivnog istraivakog interesa. Ta komunikacija moe poprimiti razliite oblike.Jedan od danas vrlo popularnih oblika je tzv. klijent-server model.

Model definira osnovna pravila kojih se pridravaju procesi, bilo da uslugu trae (klijenti)ili je pruaju (serveri). Unutar OS-a, FM bi bili serveri koji opsluuju zahtjeve koji dolazeiz razliitih aplikacija.

Kao posljedica takvog modela, i softver koji nastaje mora biti u mogunosti slijediti istulogiku ponaanja. Programi su sastavljeni od jedinica kojima su dodijeljena strogapravila ponaanja. Ako se radi o serverima onda opsluuju zahtijeve, a ako se radi oklijentima onda ih alju i ekaju na odgovor. Softveru koji predstavlja server je svejednodolazi li zahtjev sa istog raunala ili raunala koji je miljama udaljen

Sa eljom da se uspostavi jednoznaan nain proslijeivanja poruka koji moe egzistiratii u distribuiranim raunarskim sustavima, kao to su to raunalne mree, definirana jeCORBA (Common Object Request Broker Architecture) kao standard za komunikacijusoftverskih jedinica na mrei koje smatramo objektima.


22/22

Ovdje vidimo skraeni prikaz instalacije operacijskog sustava Windows XP.

Documents

Operacijski sustavi