A számítógép lelke, az operációs rendszer

  Történeti áttekintés A számítástechnika a szoftver és a harver dinamikus fejlődésének eredménye. Charles Babbage (1792-1871) első digitális anal\tikus gépének még nem volt operációs rendszere, sőt szoftvere sem, és maga a gép sem készült el igazán soha, mert mechanikus szerkezet lévén, az elképzelésekhez hiányzott a műszaki háttér.

Az első generációs vákumcsöves gépek nem oprációs rendszer koordinálta, hanem egy szakértői csapat, korszakalkotó Neumann János javaslata: a gépekhez tárolható pogramokat csatoljanak. EDVAC, 1952-ben. Kialakult a kezdetek egyik meghatározó gyártója által kifejlesztett UNIVAC I programnyelv a UNIVAC nevű géphez. 1952-ben Grace Hopper megalkotta az első hibakeresésre használt programot, az úgynevezett debauggert.

második generáció a tranzisztorok kora külön kialakított termekben felépített számítógépeken végeztek úgynevezett kötegelt feldolgozást egy speciális program, amely a szalagról (kártyáról) elindította a beolvasást, tekinthető az operációs rendszerek elődjének. A beolvasást a feldolgozás követte, majd a kimeneti adatokat újra szalagra rögzítették, és azok a nyomtató géphez, egy másik terembe kerültek. Tipikus programnyelveket használtak, olyat, mint az FMS (Fortran Monitor System), vagy az IBSYS, az IBM operációs rendszere a korabeli IBM 7094 gépeken.

A számítógép hardver-egységeinek működési sebességében jelentős eltérések mutatkoztak. A központi egység gyorsult, a perifériák nem győzték ellátni feladattal

harmadik generációs gépek megszülettek az első operációs rendszerek, az olcsóbb, integrált áramkörökkel épített gépek elterjedtek, és biztosítani kellett azt, hogy halandók is kezelni tudják őket. Mindegyik nagy gyártó akkoriban, a hatvanas, hetvenes években saját parancssort készített acélból, hogy megkönnyítse a felhasználó-számítógép kommunikációt és valamelyest automatizálja a számítógép belső erőforrásainak működését. Az alapelvek és a felépítés ugyan hasonló volt, de a megvalósításban jelentős eltérések mutatkoztak.

Miért fontos korszak? Honeywell Univac, később Unisys Az IBM cég[1] több ezer szakemberből álló csapata is megalkotott egy olyan assembly programot, az OS/360 nevűt, Nagyméretű volt, hibákkal tűzdelt, a javítások hatására még nehézkesebbé vált. alapelveit megörökölték a későbbi operációs rendszerek. Megoldást adott, a multiprogramozás, a háttértárolás vagy spooling, és az időosztás problémájára.

a korszaknak a végén kezdődött meg, elsősorban az IBM cégnek köszönhetően, a HW és SW termékek elkülönített gyártása és forgalmazása, (erőteljes szabványosítási folyamat kezdetét is jelentette). A korszak jellemző rendszere lett a mini számítógépes rendszer, és ennek képviseletében a PDP sorozat, melynek legfejlettebb változata a PDP-11-es volt Egy ilyen típusu gépen kezdte fejleszteni a UNIX alapú rendzerek ősét a Bell Labs-ban Ken Thompson, 1972-ben.

A negyedik, azaz az LSI generáció a magas integráltságú hardver korát jelentette. Kialakulhattak a munkaállomások, és az őket mindenképpen kísérő új típusú többfelhasználós operációs rendszerek. Új szempont lett a felhasználóbarát szoftver A mikroszámítógépek kora

Jellemző rendszerek DOS operációs rendszer a kezdetben csak operációs rendszer jellegű, de később teljeskörű szolgáltatást nyújtó Windows rendszerek, elterjed UNIX alapú rendszereknek. A kezdetekben még jelentős Apple Macintosh rendszereket ebben a régióban, szinte teljesen kiszorították mára a Windows és Unix alapú rendszerek.

Az operációs rendszerek feladata

Globális célok Az operációs rendszer olyan program, amely a közvetítő szerepét vállalja a számítógép felhasználója és a számítógép hardvere között. biztosítja a felhasználó számára azt a környezetet, amelyben az a programokat futtathatja. a fejlesztők célja a számítógép használatát kényelmessé tegyék a hardver összetevők minél hatékonyabban működjenek

A hardvert a CPU, a memóriák és az I/O elemek alkotják, ezek a számítógép erőforrásai. A gépen futtatandó felhasználói programok, például a fordítók, adatbázis-kezelők, játékprogramok, üzleti szoftverek, határozzák meg a számítógépes rendszer és az alap- szoftverek megválasztását a közvetlen felhasználó számára. A felhasználó lehet ember, de lehet egy másik, kapcsolt számítógépes rendszer is.

szervező, amely a számítógépes feldolgozás elemeit, a szoftvert, a hardvert és az adatokat koordinálja. Az operációs rendszer program, amely a rendszer erőforrásait beosztja.

programokkal oldja meg az olyan problémákat, mint a CPU időelosztás, a memóriakezelés, adatszerkezet-tárolás, kimeneti-bemeneti műveletek beosztása, a jogosultságok számbavétele, stb. a felmerülő ellentmondásokat megpróbálja kiküszöbölni, illetve azokról a felhasználónak számot adni. Ezért az operációs rendszert tekinthetjük felügyeleti szervnek is, amely a felhasználók által futtatott programokat is figyeli, nem csak a saját rendszerprogramjait.

Az operációs rendszer az a program (programkészlet), amely állandó jelleggel fut a számítógépen, a bekapcsolástól a kikapcsolásig, és lehetővé teszi a számunkra az összes többi, felhasználói program futtatását. (Silbersatz)

Az operciós rendszer típusai

Összetettség szerint Mikrogépes rendszerek: általában egyfelhasználós személyi számítógépek, a számunkra ismert architektúrával Mini rendszerek: több, akár önálló gépből, hálózatból, szerver gépből, kijelző képernyőből állnak össze. Egy operációs rendszer alatt futnak a hardverelemek, közös perifériákat használnak. Az egyidejűleg futó programok száma és az egy időben a rendszer erőforrásait használó felhasználók száma több is lehet.

mini-rendszer A párhuzamos rendszerek multiprocesszoros rendszerek, közös órajellel, hibatűrő, jó debugging rendszerrel, és lehetővé teszik a beágyazott rendszerépítést. Az osztott rendszerek több processzorral, saját órajellel és saját operatív tárral, adatsínnel rendelkező rendszerekből állnak össze. Előnyeik közé tartoznak az osztott erőforrások, a nyílt és méretezhető rendszer változtathatósága, a konkurens működés (valódi párhuzam), megbízhatóság, a számítógépes kommunikáció biztosítása (groupwork, workflow).

Nagy rendszerek több típusú hardver, több operációs rendszer egyidejű, összehangolt munkáját biztosítják. A VLSI (V. generációs) gépek a mesterséges intelligencia, brain-like computer, fuzzy, neural networks, genetikus algoritmusok, azaz a soft computing módszereit alkalmazva oldanak meg bonyolult, nagy számítási igényű feldatokat. Ezekben a rendszerekben a legnagyobb gond az átjárhatóság, amelyet bizonyos szintű szabványosítással oldanak meg.

hány felhasználót képes a rendszer egyidejűleg kiszolgálni Egyfelhasználós (single user) operációs rendszerek. kezdeti Windows rendszerek és a DOS. A többfelhasználós (multiuser) rendszerek A harmadik generációs gépek korában vált lehetővé, hogy több felhasználó terminálrendszeren keresztül látszólagos párhuzamban használja a rendszer erőforrásait, (kialakultak azok az alapelvek)

az egyidőben futó feldatok száma szerint - egyfeladatos (single tasking) és - többfeladatos (multitasking)