Sop wstep(notatki)

Systemy operacyjne Dariusz Wawrzyniak ! Politechnika Poznańska Instytut Informatyki ul. Piotrowo 3a (pokój 409) 60-965 Poznań " darek@cs.put.poznan.pl # (61) 665 28 09

1

Definicja systemu operacyjnego (1) ! System operacyjny jest zbiorem ręcznych i automatycznych procedur, które pozwalają grupie osób na efektywne współdzielenie urządzeń maszyny cyfrowej Per Brinch Hansen

! System operacyjny (nadzorczy, nadrzędny, sterujący) jest to zorganizowany zespół programów, które pośredniczą między sprzętem a użytkownikami, dostarczając użytkownikom zestawu środków ułatwiających projektowanie, kodowanie, uruchamianie i eksploatację programów oraz w tym samym czasie sterują przydziałem zasobów dla zapewnienia efektywnego działania Alen Shaw Systemy operacyjne – wprowadzenie

2

2

Definicja systemu operacyjnego (2) ! System operacyjny jest programem, który działa jako pośrednik między użytkownikiem komputera a sprzętem komputerowym.

Zadaniem systemu operacyjnego jest tworzenie środowiska, w którym użytkownik może wykonywać programy w sposób wygodny i wydajny.

Abraham Silberschatz

! System operacyjny jest warstwą oprogramowania operującą bezpośredni na sprzęcie, której celem jest zarządzanie zasobami systemu komputerowego i stworzenie użytkownikowi środowiska łatwiejszego do zrozumienia i wykorzystania.

Andrew Tanenbaum

Systemy operacyjne – wprowadzenie

3

3

Miejsce systemu operacyjnego w architekturze systemu komputerowego

Programy użytkowe

System operacyjny Sprzęt

Systemy operacyjne – wprowadzenie

4

System operacyjny pośredniczy pomiędzy użytkownikiem a sprzętem, dostarczając wygodnego środowiska do wykonywania programów.

Użytkownik końcowy korzysta z programów (aplikacji), które określają sposób wykorzystania zasobów. System operacyjny udostępnia te zasoby, dzięki czemu można uzyskać stosunkowo duży stopień niezależności programów od konkretnego sprzętu.

4

Zadania systemu operacyjnego ! Definicja interfejsu użytkownika ! Udostępnianie systemu plików ! Udostępnianie środowiska do wykonywania programów użytkownika $ mechanizm ładowania i uruchamiani programów $ mechanizmy synchronizacji i komunikacji procesów

! Sterowanie urządzeniami wejścia-wyjścia ! Obsługa podstawowej klasy błędów ! Zarządzanie zasobami (sprzęt i oprogramowanie) systemu komputerowego Systemy operacyjne – wprowadzenie

5

Funkcja zarządzania zasobami nie jest funkcją bezpośrednio wspomagającą użytkownika lecz mającą na celu optymalizację wykorzystania zasobów przez wielu użytkowników

5

Zarządzanie zasobami systemu komputerowego ! Przydział zasobów ! Synchronizacja dostępu do zasobów ! Ochrona i autoryzacja dostępu do zasobów ! Odzyskiwanie zasobów ! Rozliczanie — gromadzenie danych o wykorzystaniu zasobów

Systemy operacyjne – wprowadzenie

6

6

Zasoby zarządzane przez system operacyjny ! Procesor — przydział czasu procesora ! Pamięć $ alokacja przestrzeni adresowej dla procesów $ transformacja adresów

! Urządzenia zewnętrzne $ udostępnianie i sterowanie urządzeniami pamięci masowej $ alokacja przestrzeni dyskowej $ udostępnianie i sterownie drukarkami, skanerami itp.

! Informacja (system plików) $ organizacja i udostępnianie informacji $ ochrona i autoryzacja dostępu do informacji Systemy operacyjne – wprowadzenie

7

7

Klasyfikacja systemów operacyjnych ze względu na sposób przetwarzania ! Systemy przetwarzania bezpośredniego (ang. on-line processing systems) — systemy interakcyjne $ występuje bezpośrednia interakcja pomiędzy użytkownikiem a systemem $ wykonywanie zadania użytkownika rozpoczyna się zaraz po przedłożeniu

! Systemy przetwarzania pośredniego (ang. off-line processing systems) — systemy wsadowe $ występuje istotna, nieznana zwłoka czasowa między przedłożeniem zadania a rozpoczęciem jego wykonywania $ niemożliwa jest ingerencja użytkownika w wykonywanie zadania Systemy operacyjne – wprowadzenie

8

W przypadku systemu przetwarzania bezpośredniego użytkownik przedkłada zadanie i oczekuje na wyniki. W trakcie przetwarzania jest zatem możliwa interakcja pomiędzy użytkownikiem a systemem (aplikacją).

W przypadku przetwarzania pośredniego zadanie jest realizowane w czasie wybranym przez system. Po przedłożeniu ingerencja użytkownika jest niemożliwa. Wszystkie dane muszą być zatem dostępne w momencie przedkładania zadani, a jakikolwiek błąd programowy (np. niekompletność danych) oznacza konieczność przedłożenia i wykonania zadania ponownie.

8

Klasyfikacja systemów operacyjnych ze względu na dopuszczalną liczbę wykonywanych programów ! Systemy jednoprogramowe — niedopuszczalne jest rozpoczęcie wykonywania następnego zadania użytkownika przed zakończeniem poprzedniego ! Systemy wieloprogramowe — dopuszczalne jest istnienie jednocześnie wielu zadań (procesów), którym kolejno przydzielany jest procesor. Zwolnienie procesora następuje w wyniku $ żądania przydziału dodatkowego zasobu $ zainicjowaniu operacji wejścia-wyjścia $ przekroczenia ustalonego limitu czasu (kwantu czasu) — systemy z podziałem czasu (ang. time-sharing systems) Systemy operacyjne – wprowadzenie

9

Systemy jednoprogramowe zwane też jednozadaniowymi umożliwiają uruchomienie jednego zadania użytkownika, które ewentualnie może być wykonywane współbieżnie z pewnymi procedurami systemu operacyjnego.

9

Klasyfikacja systemów operacyjnych ze względu na liczbę użytkowników ! Systemy dla jednego użytkownika — zasoby systemu przeznaczone są dla jednego użytkownika (np. w przypadku komputerów osobistych), nie ma mechanizmów autoryzacji dostępu, a mechanizmy ochrony informacji są ograniczone ! Systemy wielodostępne — wielu użytkowników może jednocześnie korzystać ze współdzielonych zasobów systemu w taki sposób, że żaden z nich nie musi być świadomy istnienia innych użytkowników, a system synchronizuje dostęp do zasobów i gwarantuje ochronę informacji przed niepowołaną ingerencją Systemy operacyjne – wprowadzenie

10

W systemach dla jednego użytkownika nie ma problemu autoryzacji, czyli konieczności identyfikowania zleceniodawcy poszczególnych zadań.

Mechanizmy ochrony są ograniczone w tym sensie, że nie ma potrzeby ochrony zasobów jednego użytkownika przed drugim użytkownikiem tego samego systemu operacyjnego, ale w czasie powszechności sieci rozległych istnieje jednak problem ochrony zasobów przed ingerencją z zewnątrz.

System operacyjny w przypadku wielodostępu musi zagwarantować, że jeden użytkownik nie jest w stanie zakłócić pracy innych użytkowników. Jest to problem właściwego udostępniania zasobów oraz dostępności mechanizmów ochrony „prywatnych” zasobów jednego użytkownika przed ingerencją innego.

10

Inne rodzaje systemów operacyjnych ! Systemy czasu rzeczywistego (ang. real-time systems) — umożliwiają wyspecyfikowanie czasu zakończenie przetwarzania zadania, tzw. linii krytycznej (ang. deadline) ! Systemy rozproszone (ang. distributed systems) — umożliwiają zarządzanie zbiorem rozproszonych jednostek przetwarzających, czyli zbiorem jednostek (komputerów), które są zintegrowane siecią komputerową i nie współdzielą fizycznie zasobów

Systemy operacyjne – wprowadzenie

11

W systemach czasu rzeczywistego priorytetem jest minimalizacja czasu odpowiedzi (czyli czasu realizacji zadania). Jest to szczególnie istotne we wszelkiego rodzaju systemach sterowania w czasie rzeczywistym (np. w komputerach pokładowych samochodów, samolotów, jednostek pływających itp.)

Rozproszone systemy operacyjne zapewniają, że system komputerowy złożony z autonomicznych jednostek przetwarzających połączonych siecią komputerową postrzegany jest jako całość, a zasoby tego systemu udostępniane są w taki sam sposób niezależnie od ich fizycznej lokalizacji.

Cecha ta odróżnia systemy rozproszone od systemów sieciowych, które również umożliwiają dostęp do zdalnych zasobów, ale nie ukrywają faktu fizycznego rozproszenia tych zasobów. Inaczej mówiąc, w systemie sieciowym odróżnia się dostęp lokalny i dostęp zdalny do zasobów.

11

Znaczenie wiedzy z zakresu systemów operacyjnych ! Wybór systemu operacyjnego jest jedną z najważniejszych decyzji przy wyborze całego systemu komputerowego ! Funkcje systemu operacyjnego są często bezpośrednio wykorzystywane przez użytkownika ! Wiele koncepcji i technik wyrastających i związanych z systemami operacyjnymi ma znaczenie uniwersalne

Systemy operacyjne – wprowadzenie

12

12

Program przedmiotu „Systemy operacyjne” ! Podstawy konstrukcji systemów operacyjnych $ Zasada działania systemu operacyjnego (przerwania, ochrona itp.) $ Podstawowe pojęcia (użytkownik, proces, program itp.)

! Procesy (koncepcja procesu, szeregowanie procesów) ! Pamięć (zarządzanie pamięcią, wirtualizacja pamięci) ! System plików (interfejs systemu plików, organizacja przestrzeni dyskowej) ! System wejścia-wyjścia ! Współbieżność (synchronizacja procesów, zakleszczenie)

Systemy operacyjne – wprowadzenie

13

13

Ogólna struktura systemu operacyjnego

interpreter poleceń

programy systemowe

Jądro systemu operacyjnego Sprzęt

Systemy operacyjne – wprowadzenie

14

W ogólnym przypadku w strukturze systemu operacyjnego wyróżnia się jądro oraz programy systemowe, które dostarczane są razem z systemem operacyjnym, ale nie stanowią integralnej części jądra.

Z punktu widzenia kontaktu z użytkownikiem istotny jest interpreter poleceń, który może być częścią jądra lub programem systemowym (np. w systemie UNIX). Interpreter wykonuje pewne polecenia wewnętrznie (tzn. moduł lub program interpretera dostarcza implementacji tych poleceń), jeśli natomiast nie może ich wykonać wewnętrznie zleca wykonanie odpowiednich programów na zewnątrz interpretera.

14

Zasada działania systemu operacyjnego ! Odwołania do jądra systemu przez system przerwań lub specjalne instrukcje (przerwanie programowe) ! Dualny tryb pracy — tryb użytkownika (ang. user mode) i tryb systemowy (ang. system mode) ! Wyróżnienie instrukcji uprzywilejowanych, wykonywanych tylko w trybie systemowym ! Sprzętowa ochrona pamięci ! Uprzywilejowanie instrukcji wejścia-wyjścia ! Przerwanie zegarowe

Systemy operacyjne – wprowadzenie

15

15

Przerwania w systemie komputerowym Przerwanie jest reakcją na asynchroniczne zdarzenie, polegającą na automatycznym zapamiętaniu bieżącego stanu procesora w celu późniejszego odtworzenia oraz przekazaniu sterowania do ustalonej procedury obsługi przerwania.

Podział przerwań ze względu na źródło: ! przerwania zewnętrzne — od urządzeń zewnętrznych ! przerwania programowe — wykonanie specjalnej instrukcji ! przerwania diagnostyczne — pułapki, błędy programowe i sprzętowe Systemy operacyjne – wprowadzenie

16

System przerwań umożliwia niesekwencyjne (współbieżne) wykonywanie programów.

Przerwania od urządzeń zewnętrznych zgłaszane są po zakończeniu operacji wej-wyj.

Przerwania programowe są wynikiem wykonania specjalnej instrukcji procesor, np. int (interrupt) w procesorach firmy Intel, sc (system call) w procesorach PowerPC firmy Motorola.

Przerwania diagnostyczne są generowane przez procesor w sytuacji zajścia określonego stanu.

Pułapka jest przerwaniem które pojawia się, gdy licznik rozkazów osiągnie określoną wartość, tzn. będzie wskazywał na instrukcję, na której założono pułapkę.

Przykładem błędu programowego jest błąd dzielenia przez 0 lub naruszenie ochrony pamięci.

Błędem sprzętowym wymagającym obsługi ze strony systemu operacyjnego jest błąd braku strony w przypadku systemów z pamięcią stronicowaną.

16

Zasady ochrony pamięci adres

! W wyniku wykonywania programu następuje odwołanie do komórek pamięci o określonych adresach ! Zaalokowane obszary pamięci opisane są przez dwa parametry: bazę (ang. base) i granicę (ang. limit)

ƒ

rejestr bazowy

TAK

< TAK

rejestr graniczny

pamięć Systemy operacyjne – wprowadzenie

17

Rejestr graniczny określa rozmiar opisywanego obszaru pamięci. Adresy dostępne w tym obszarze należą do przedziału <baza, baza+granica).

Jeśli żądany adres jest mniejszy niż baza lub jest nie mniejszy niż baza+granica następuje zgłoszenie przerwania typu pułapka i sterowanie przekazywane jest do odpowiedniej procedury systemu operacyjnego. W wyniku wykonania tej procedury następuje najczęściej zakończenie wykonywania procesu, który spowodował naruszenie ochrony pamięci.

17

Przerwanie zegarowe

programy użytkow.

! Przerwanie zegarowe generowane jest przez czasomierz (ang. timer) po wyznaczonym okresie czasu. ! Obsługa przerwania zegarowego oznacza przekazanie sterowania do jądra systemu operacyjnego, uniemożliwiając w ten sposób zawłaszczenie procesora przez program użytkownika.

program 2

przerwanie zegarowe

program 1

program jądra czas Systemy operacyjne – wprowadzenie

18

Czasomierz jest licznikiem, na którego jedno z wejść podawane są impulsy o stałej częstotliwości, niezależnej od częstotliwości zegara procesora. Do licznika wpisywana jest pewna wartość, która zmniejszana jest z każdym impulsem. Po osiągnięciu wartości 0 generowane jest przerwanie zegarowe.

W wyniku przerwania zegarowego system operacyjny przejmuje sterowanie i podejmuje decyzje, któremu procesowi przekazać procesor. Jeśli procesor przekazywany jest cyklicznie kolejnym procesom, a stan procesu, który został przerwany, jest zapamiętywany w celu późniejszego odtworzenia stanu i kontynuacji przetwarzania, to mamy do czynienia z systemem z podziałem czasu (ang. time-sharing systems). Zapamiętanie stanu jednego procesu i odtworzenie stanu innego procesu nazywane jest przełączeniem kontekstu.

W przypadku systemów z podziałem czasu czas nie przerwanej pracy jednego procesu, zwany kwantem czasu, jest stosunkowo krótki, żeby każdy z procesów (użytkowników) miał wrażenie, że ma procesor do swojej wyłącznej dyspozycji.

W systemach wsadowych czas nie przerwanej pracy systemu jest dłuższy i jest często dostarczany przez użytkownika. Przekroczenie tego czasu może oznaczać odrzucenie zadania i konieczność powtórzenia wykonania w czasie późniejszym od początku. System operacyjny może też zdecydować o przydziale dodatkowego czasu.

18

Uruchamianie zdań — podstawowe pojęcia ! Użytkownik (ang. user) — jednostka zlecająca wykonywanie zadań ! Praca (ang. job) — zbiór akcji niezbędnych do realizacji określonego przetwarzania, np. sekwencja: kompilacja, załadowanie (uruchomienie) programu i wykonanie programu ! Proces (zadanie, ang. process, task) — najmniejsza jednostka aktywności zarządzana przez system operacyjny, która może ubiegać się o zasoby systemu komputerowego

Systemy operacyjne – wprowadzenie

19

Użytkownikiem systemu może być określona osoba lub jakiś inny system (np. system zarządzania bazą danych), które potrzebuje takiej samej ochrony i dostępności zasobów na takich samych zasadach, jak użytkownik-człowiek.

Praca, jako zbiór zadań, może być różnie zorganizowana, tzn. przedłożenie następnego zadania może zależeć od wyników wykonania akcji poprzednich, wyniki poprzednich zadań mogą być przekazywane bezpośrednio jako dane wejściowe dla innych zadań.

19

Rodzaje użytkowników systemu operacyjnego ! Użytkownik końcowy — korzysta z poleceń i programów użytkowych ! Programista — w swoich programach korzysta z usług jądra (jako użytkownik końcowy głównie z edytorów, kompilatorów i debuggerów) ! Administrator — poprzez system praw ustala zasady dostępności zasobów dla użytkowników oraz rozwiązuje bieżące problemy związane w funkcjonowaniem systemu ! Programista systemowy — modyfikuje program jądra stosownie do aktualnych potrzeb użytkowników lub urządzeń Systemy operacyjne – wprowadzenie

20

20

Koncepcja procesu ! Proces jest elementarną jednostką pracy (aktywności) zarządzaną przez system operacyjny, która może ubiegać się o zasoby systemu komputerowego ! Proces = wykonujący się program ! Zasoby potrzebne do wykonania procesu $ czas procesora $ pamięć operacyjna $ pliki $ urządzenia wejścia-wyjścia

! Proces wykonuje kod programu użytkownika (proces użytkownika) lub kod systemowy (proces systemowy) Systemy operacyjne – wprowadzenie

21

Istotne jest rozróżnienie pomiędzy procesem a programem. Program jest zbiorem instrukcji. W tym sensie jest tylko elementem procesu, znajdującym się w jego segmencie kodu (zwanym też segmentem tekstu). Poza tym do wykonania programu potrzebne są dodatkowe zasoby (procesor, pamięć itp.)

Program najczęściej nie zmienia się w czasie wykonywania, podczas gdy stan procesu ulega zmianie, podobnie jak stan większości zasobów procesu.

Zmianie w wyniku wykonywania procesu ulega np. segment danych, segment stosu, stan rejestrów procesora itp. Procesem jest więc cały ten kontekst niezbędny do wykonania programu.

21

Stany procesu ! Nowy (ang. new) — proces został utworzony ! Aktywny (ang. active) — wykonywane są instrukcje programu ! Zawieszony (oczekujący, ang. suspanded, waiting) — proces oczekuje na jakieś zdarzenie, np. na zakończenie operacji wejścia-wyjścia, na przydział dodatkowego zasobu, synchronizuje się z innymi procesami ! Gotowy (ang. ready) — proces czeka na przydział procesora ! Zakończony (ang. terminated) — proces zakończył działanie i zwalnia zasoby Systemy operacyjne – wprowadzenie

22

22

Cykl zmian stanów procesu

przerwanie

nowy

zakończony

gotowy

decyzja planisty

wyjście

aktywny

przyjęcie zakończenie operacji wej-wyj lub wystąpienie zdarzenia

oczekujący

Systemy operacyjne – wprowadzenie

zażądanie operacji wejwyj lub oczekiwanie na zdarzenie 23

Przejście ze stanu gotowy do aktywny wynika z decyzji modułu szeregującego procesy, która oparta jest na priorytetach procesów. Jeśli w systemie jest jeden procesor, to aktywny może być tylko jeden proces, podczas gdy inne znajdują się w pozostałych stanach.

23

Elementy składowe jądra systemu operacyjnego ! Moduł zarządzania procesami ! Moduł zarządzania pamięcią operacyjną ! Moduł zarządzania plikami ! Podsystem wejścia-wyjścia ! Moduł zarządzania pamięcią pomocniczą ! Interfejs sieciowy ! Podsystem ochrony ! Interpreter poleceń (?)

Systemy operacyjne – wprowadzenie

24

24

Moduł zarządzania procesami ! Tworzenie i usuwanie procesów ! Wstrzymywanie i wznawianie procesów (przełączanie kontekstu) ! Dostarczanie mechanizmów synchronizacji i komunikacji procesów ! Dostarczanie mechanizmów obsługi zakleszczeń (ang. deadlock)

Systemy operacyjne – wprowadzenie

25

25

Moduł zarządzania pamięcią operacyjną ! Przydzielanie i zwalnianie obszarów pamięci ! Utrzymywanie informacji o stanie zajętych obszarów pamięci (prawa dostępu, właściciel itp.) ! Strategia wyboru procesów do załadowania do zwalnianych obszarów pamięci ! Strategia wymiany stron w przypadku wirtualizacji

Systemy operacyjne – wprowadzenie

26

26

Zarządzanie plikami ! Tworzenie i usuwanie plików ! Tworzenie i usuwanie katalogów ! Dostarczanie elementarnych operacji manipulowania zawartością plików (zapis, odczyt, usuwanie zawartości) ! Dostarczanie elementarnych operacji do manipulowania katalogami ! Odwzorowanie plików na obszary pamięci pomocniczej ! Składowanie plików na trwałych nośnikach pamięci

Systemy operacyjne – wprowadzenie

27

27

Podsystem wejścia-wyjścia ! Zarządzanie pamięcią przeznaczoną na potrzeby obsługi urządzeń zewnętrznych $ buforowanie $ zarządzanie pamięcią podręczną $ spooling (simultaneous peripheral operation on-line — jednoczesna, bezpośrednia praca urządzeń)

! Zapewnianie dostępności modułów sterujących urządzeń (programów obsługi, ang. device drivers) ! Udostępnianie ogólnego interfejsu do modułów sterujących urządzeń Systemy operacyjne – wprowadzenie

28

Udostępnianie ogólnego interfejsu do modułów sterujących urządzeń oznacza, że urządzenia dostępne są poprzez taki sam lub zbliżony zbiór funkcji, które są jednak wykonywane w różny sposób stosownie do rodzaju urządzenia. Dostarczanie implementacji tych funkcji jest zadaniem samego modułu sterującego określonego urządzenia.

Spooling polega na tym, że dysk używany jest jako olbrzymi bufor służący do przechowywania danych czytanych z maksymalnym wyprzedzeniem z wolnych urządzeń wejściowych (np. czytników kart) lub gromadzenia danych przesyłanych do wolnych urządzeń wyjściowych (np. drukarek).

Umieszczanie danych bezpośrednio w pamięci przez cały czas ich czytania lub zapisywania oznaczałoby konieczność utrzymywania odpowiedniego obszaru pamięci przez stosunkowo długi czas.

28

Zarządzanie pamięcią pomocniczą (przestrzenią dyskową) ! Zarządzanie obszarami wolnymi ! Przydzielanie przestrzeni dyskowej ! Planowanie przydziału obszarów pamięci dyskowej

Systemy operacyjne – wprowadzenie

29

29

Podsystem ochrony ! Utrzymywanie praw dostępu ! Kontrola praw przy dostępie do zasobów ! Udostępnianie mechanizmu zmian praw dostępu ! Autoryzacja (ang. authorisation) i uwierzytelnianie (ang. authentication) użytkownika

Systemy operacyjne – wprowadzenie

30

Prawa dostępu określają, w jaki sposób i w jakim zakresie użytkownik (lub jego procesy) może korzystać z zasobów systemu operacyjnego.

Autoryzacja oznacza konieczność identyfikowania użytkownika (procesu) w systemie przy dostępie do zasobów, czyli konieczność „podpisania się” pod odpowiednim żądaniem zgłaszanym do systemu operacyjnego.

Uwierzytelnienie oznacza potwierdzenie (uwiarygodnienie, udowodnienie) swojej tożsamości w taki sposób, żeby uniemożliwić użytkownikom podanie się za kogoś innego. Uwierzytelnianie najczęściej wykonuje się podczas logowania użytkownika w systemie poprzez podanie hasła, analizę linii papilarnych, badanie tęczówki oka itp.

30

Interpreter poleceń ! Pobieranie poleceń od użytkownika ! Interpretowanie poleceń ! Wykonywanie poleceń ! Przekazywanie użytkownikowi wyników wykonania poleceń, informacji o problemach lub błędach

Systemy operacyjne – wprowadzenie

31

Interpreter poleceń może być zrealizowany jako część jądra systemu operacyjnego. Może też być zrealizowany poza jądrem, działa wówczas jako proces w trybie użytkownika, korzystając z usług jądra systemu operacyjnego na zasadach ogólnych (tak jest w systemie UNIX).

Interpreter wykonuje pewne polecenia wewnętrznie (tzn. moduł lub program interpretera dostarcza implementacji tych poleceń), jeśli natomiast nie może ich wykonać wewnętrznie zleca wykonanie tych poleceń na zewnątrz poprzez uruchomienie odpowiednich programów.

31

Warstwy jądra systemu operacyjnego zarządzanie informacją (system plików) zarządzanie urządzeniami zewnętrznymi zarządzanie procesami (warst. wyż.) zarządzanie pamięcią zarządzanie procesami (warstwa niższa) maszyna podstawowa Systemy operacyjne – wprowadzenie

32

Struktura warstwowa jest najczęściej stosowaną w projektowani i implementacji jądra systemu operacyjnego. Idea podejścia warstwowego polega na tym, że operacje warstwy wyższej implementowane są z wykorzystaniem usług warstwy niższej.

Maszynę podstawową stanowi sprzęt (procesor, pamięć, interfejs urządzeń zewnętrznych).

Warstwa niższa moduł zarządzania procesami odpowiedzialna jest za planowanie przydziału procesora (szeregowanie zadań) oraz synchronizacje procesów. Warstwa wyższa odpowiedzialna jest za tworzenie i usuwanie procesów oraz za mechanizmy komunikacji pomiędzy procesami.

Zarządzanie pamięcią sprowadza się do przydziału i zwalniania bloków pamięci.

Zarządzanie urządzeniami wejścia wyjścia obejmuje przydział i zwalnianie tych urządzeń oraz utrzymywanie ich stanu.

Warstwa zarządzanie informacją dostarcza podstawowych operacji na plikach (tworzenie, usuwanie, zapis, odczyt itp.)

32

Literatura 1. A. Silberschatz, J.L. Peterson, Podstawy systemów operacyjnych, WNT, W-wa, 2000.

2. Maurice J. Bach: Budowa systemu operacyjnego Unix®, WNT, W-wa 1995 3. Berny Goodheart, James Cox: Sekrety magicznego ogrodu. UNIX® System V Wersja 4 od środka, WNT, Warszawa 2001 4. Peter P. Silvester: System operacyjny Unix™, WNT, Warszawa 1990 5. Jerzy Marczyński: UNIX użytkowanie i administrowanie, Helion, 1995 6. Marc J. Rochkind: Programowanie w systemie Unix dla zaawansowanych, WNT, Warszawa 1993 7. Richard W. Stevens: Programowanie zastosowań sieciowych w systemie Unix, WNT, Warszawa 1995 8. Michel Gabassi, Bertrand Dupouy: Przetwarzanie rozproszone w systemie Unix, Lupus, Warszawa 1995 9. E. Nemeth, G. Snyder S. Seebass, T. R. Hein: Przewodnik administratora systemu UNIX®, WNT, Warszawa 1998 10. Æleen Frisch: UNIX. Administracja systemu, Of. Wyd. READ ME, W-wa 1997 Systemy operacyjne – wprowadzenie

33

Pozycja nr 1 ma charakter teoretyczny i dotyczy ogólnej budowy i funkcjonowania systemów operacyjnych.

Pozycje nr 2 i 3 maja charakter zbliżony do pozycji nr 1 w odniesieniu do systemu UNIX. Pozycje 4 i 5 dotyczą użytkowania systemu UNIX, czyli omawiają kwestie istotne dla użytkownika końcowego.

Pozycje 6–8 dotyczą zagadnień programowania z wykorzystaniem funkcji jądra systemu operacyjnego UNIX oraz częściowo innych mechanizmów systemowych funkcjonujących poza jądrem.

Pozycje 9 i 10 omawiają zagadnienia administracyjne w systemie UNIX.

33