Operatsioonisüsteemid

1. 1 Operatsioonisüsteemid

2. Sisukord • OS mõiste • OS roll ja eesmärgid • OS-ide kujunemine

3. Mis on operatsioonisüsteem • 60ndatel: tarkvara, mis kontrollib riistvara • Tänapäeval: programm, mis käitub kui vahendaja kasutaja ja riistvara vahel • Varustab kasutajat vahendite komplektiga, mille abil on võimalik programme käivitada • Kaks põhieesmärki • Kasutamise mugavus • Riistvara töö efektiivsus

4. Veel OS-ist: • Operatsioonisüsteem peab tagama arvutisüsteemi korrektse käitumise • OS lahendab ülesandeid, mis ilmnevad igas piisavalt suures dünaamilises süsteemis • Silberschatz: OS on nagu valitsus, kes iseenesest midagi kasulikku ei tee, vaid ainult pakub keskkonna, milles teised programmid saavad töötada.

5. Operatsioonisüsteemi roll Kasutaja 1 Kasutaja n … Programmid Teenused Virtuaalne liides Teegid OS tuum Füüsiline liides Riistvara

6. Operatsioonisüsteemi tuum Kasutajaprogrammid Süsteemipöörduste liides Virtuaalse failisüsteemi haldur Mäluhaldur Protsessihaldur Virtuaalsed võrguteenused (pordid) Erinevate failisüsteemide draiverid TCP/IP draiverid IDE ketta draiverid Flopiketta draiverid Ethernet draiver IDE ketas Flopiketas Ethernet ketas

7. Eesmärgid • Riistvara varjamine läbi abstraktsioonide • Abstraktsioon= tarkvara, mis varjab madalama taseme detaile • OS muudab reaalse, füüsiline (seaded, mälu, aeg) maailma virtuaalseks

8. Miks on abstraktsioone vaja? • Kood välisseadmete kontrolliks ei ole standarteetritud - > draiverid • OS annab uue taseme funktsionaalsusi läbi abstraktsioonide. (nt. programmid tegelevad failidega mitte ketaga) • OS muudab riistvara mitmeks virtuaalseks masinaks. Iga protsess näeb riistvara läbi abstraktsiooni • OS saab lisada turvalisust läbi abstraktsioonide

9. Eesmärgid • Ressursside määramine protsessidele • OS kontrollib kuidas protsessid (aktiivsed agendid) võivad kasutada ressursse (passiivne olem) • Pakub sõbralikku ja efektiivset kasutajaliidest • Kasutaja “näeb ja tunneb” OS-i läbi kasutajaliidese

10. Veidi ajalugu

11. Operatsioonisüsteemide kujunemine • Esimene generatsioon: • 40-ndad • Arvutitel ei olnud OS-i • Sisend: mehaanilised lülitid • Programmeerimiskeeli ei olnud (isegi mitte assembler tasemel)

12. Teine generatsioon • 50-ndad • Esimesed süsteemid: • Suured masinad • Käivitati konsoolist • Sisend: perfokaart või perfolint • Jälgimine: paneelil põlevate lampide abil • Väljund: printer või perforaator

13. Kolmas generatsioon • 60-ndad • Uus riistvara: kaardilugejad, reaprinterid, magnetlindiseadmed • Assemblerid, laadijad, linkurid • Draiverid • Fortran, Cobol • Probleemid: • Iga komponent aeglane • Riistvara kallis

14. Programmi elutsükkel • Programmi tekst perfolindile/kaardile • Magnetlint kompilaatoriga seadmesse ja seade ühendati (mount) • Kaardilugeja luges kaardid - > sisu magnetlindile • Kompilaatori käivitamine ->assembleri kood • Linkur teiselt magnetlindilt - > laademoodul • Laademoodul mällu ja käivitati

15. Lihtsad pakettsüsteemid • Arvutioperaator • Monitor • Juhtkaardid (nt: töö algus- ja lõpukaardid, kompilaatori käivitamise, linkimise kaardid) • Pidevalt põhimälus • I/O vahendavad programmid • Puudused: • CPU ebaefektiivne kasutus • Magnetlindi seadmed ei aidanud

16. Uuendus: I/O töötab siis kui CPU töötab • Ketasseadmed – otsepöördus • Spooling • Ketas kui suur puhver ketas CPU kaardilugeja printer

17. Multiprogramne jadasüsteem • Tänu spooling-ule tööde jada ketal • Võimalik lugeda töid erinevas järjekorras -> planeerimisvõimalus • I/O ajal valitakse uus töö • CPU kasutus veel efektiivsem • Uued funktsioonid: • Mälujaotus • Protsessoriaja planeerimine • Ressursside kinnitamine töödele

18. Ajajaotusega süsteemid • Interaktiivne multiprogramsus • Ekraan ja klaviatuur -> otse suhelda • Mitme kasutaja süsteem - > vaja ajajaotus • CPU ümber kiired ümberlülitused • Tekstiredaktorid ja silumisvahendid • Failisüsteem • Kaitseprobleemid • Virtuaalne mälu

19. 4 generatsioon: personaalarvutid • 70-ndad • Mikroarvutid: väiksemad, odavamad • Ei toetanud: • Multiprogrammsust • Mitut kasutajat • Failisüsteemi kaitset • 2 arengusuunda • Microsoft DOS ja Windows • Unixil baseeruvad süsteemid

20. Paralleelsüsteemid • Keskprotsessoriga või üht siini, kella jne jagava protsessoritega • Rohkem CPU-si -> töökiirus, turvalisus • Multiprotsessor süsteemidel 2 põhimõtet: • Sümmeetriline töö • Asümmeetriline töö

21. Reaalajasüsteemid • Eriotstarbeline süsteem • Protsessori tegevusel ja andmete liikumisel ajapiirang • Nt: konveieril töötavad robotid • 2 liiki reaalaja süsteeme: • Jäigad: garanteerib kriitilise ülesande lahendamise etteantud ajaks • Paindlikud: kriitilise ajaga saab kõrgema prioriteedi

22. Hajussüsteemid • Ühendatud võrku • Mitu protsessori: ei jaga siine, kella. Võivad olla eri tüüpi • Eelised: • Ressursside jagamine • Arvutuste kiirendamine • Turvalisus • Kommunikatsioon

23. Pihuarvutid • Vähe mälu • Protsessori kiirus vs patarei eluiga • Väike ekraan

24. Tulevik • Siiani OS-ide disain: alt üles • Tulevikus: ülevalt alla • Lihtsus, kasutajasõbralikus • Toetab kasutaja online elu • “Failisüsteem on surnud” • OS internetis, mitte installeeritud kasutaja arvutisse