Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály és Toldi Miklós Operációs rendszerek Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály és Toldi Miklós

Operációs rendszer fogalmának meghatározása Felhasználói szemlélet alapján az operációs rendszer egy olyan program, amely megkíméli a felhasználót a hardver kezelés nehézségeitől, és kellemesebb felhasználói felületet nyújt.

Az operációs rendszer szolgáltatásai – I. Eszközkezelés Megszakítás kezelés Rendszerhívások, válaszok Erőforrás kezelés Memória kezelés Állomány- és lemezkezelés Felhasználói felület biztosítása

Az operációs rendszer szolgáltatásai – II. Program fejlesztési támogatás

Az operációs rendszer funkcionális megközelítése Alkalmazások (Word, Excel) Magas szintű nyelvek (Pascal, C) Alacsony szintű nyelvek (Assembly) Operációs rendszer Hardver (Memória, busz, perifériák) CPU (mikroprogram , regiszterek) Logikai áramkörök (kapuk, összeadó)

Számítógép rendszerek fogalmának meghatározása Egy számítógép a hardverek és szoftverek komplex egysége, amelyben mindkettő összetevő meghatározza, hogy az adott rendszert miképpen lehet használni.

Számítógépes rendszerek csoportosítása – I. Hardver mérete alapján - mikro gépes rendszerek - kis gépes (workstation) rendszerek - nagy gépes (mainframe) rendszerek Felhasználók száma alapján - egyfelhasználós - többfelhasználós

Számítógépes rendszerek csoportosítása – II. Feldolgozás időbelisége alapján - kötegelt (batch) rendszerek - interaktív rendszerek - valósidejű rendszerek Központi egységek száma szerint - egyprocesszoros rendszerek - többprocesszoros rendszerek

Számítógépes rendszerek csoportosítása – III. Rendszer architektúra alapján - centralizált rendszerek - elosztott (hálózatos) rendszerek CPU – periféria kapcsolatának alapján - on-line rendszerek - offline rendszerek

Számítógépes rendszerek csoportosítása – IV. Programozás foka alapján - egy feladatos rendszerek - több feladatos rendszerek

Egyfeladatos rendszerek Az egyfeladatos rendszerek esetében egyszerre mindig csak egy feladat kerül végrehajtásra. Probléma: miközben a rendszer I/O műveletet hajt végre, a CPU várakozásra kényszerül. Megoldás: az I/O műveletek alatt megjelenő „holtidőben” a CPU egy másik program feladatait végzi. (Ez a többfeladatos rendszer.)

Többfeladatos rendszerek – I. A többfeladatos rendszerekben (multiprogramozott rendszerek, multi tasking systems) a különböző folyamatok az operációs rendszer szigorú ütemezése alapján ugyanazokat az erőforrásokat használják.

Többfeladatos rendszerek – II.

Többfeladatos rendszerek – III. Multitasking rendszer definíciója: az olyan multiprogramozott rendszereket nevezünk így, amelyek egyfelhasználós környezetben működnek. Pl. Windows 95, 98, OS/2

Kötegelt (batch) rendszerek – I. Az ilyen rendszerek neve utalás az „operator driven shop” rendszerű programfutatásra. Az operációs rendszer az egymsától független programokat nagyobb részekben, kötegekben (batch) kapta meg, így hajtotta végre.

Kötegelt (batch) rendszerek –II. A programok a felhasználótól függetlenül futnak. Job queue Job controll language

Interaktív rendszerek – I. Ezekben a rendszerekben a felhasználónak közvetlen kapcsolata van a futó programmal. Ehhez egy, addig nem használt beviteli eszközt kell használni: a terminált.

Interaktív rendszerek – II. Az interaktív rendszerek jelentős előrelépést hoznak az operációs rendszerek jellemzőiben. Válaszidő: a válaszidő jelentősen lecsökken, gyakorlatilag valós idejűvé válik. Időosztás: a terminálok által használható processzor idő idő alapú elosztása.

Interaktív rendszerek – III. Felhasználói felület: bevezetésre kerül az interaktív parancsértelmező (command interpreter.) Felhasználói adminisztráció: bevezetésre kerül a felhasználók nyilvántartása, és jogosultságok kerülnek kiosztásra.

Interaktív rendszerek – IV.

Valósidejű rendszerek Azokat a rendszereket nevezzük valósidejű rendszerek (real-time processing), amelyek állandóan készen állnak arra, hogy azonnal válaszoljanak a kívülről bevitt parancsoknak.

Egy- és többprocesszoros rendszerek Egyprocesszoros rendszerben az operációs rendszer felügyelete alatt egy központi egység működik. A többprocesszoros rendszerekben az operációs rendszer felügyelete alá több központi egység tartozik.

Többprocesszoros rendszerek – I. Szimmetrikus: ebben az esetben az összes CPU egyenértékű, bármelyik bármilyen folyamatot tud végrehajtani. Aszimmetrikus: ennél a fajtánál a processzorok nem egyenértékűek, az egyes processzorok külön feladatok látnak el (levegőpontos számítás. perifériák kezelése)

Többprocesszoros rendszerek – II. A szorosan csatolt rendszer alatt olyan többprocesszoros rendszert értünk, ahol mindegyik CPU ugyanazt a memóriát és perifériákat használja, és rendszerbuszon kommunikálnak egymással.

Többprocesszoros rendszerek – III. Előnyök - Nagyobb megbízhatóság - Párhuzamos programvégrehajtás - Erőforrás megtakarítás Kihívások - Folyamatok optimális elosztása - Folyamatok közti kommunikáció - Szinkronizálás

Az operációs rendszer alapfogalmai – I. Program: egy algoritmust megvalósító utasítások sorozata, függetlenül attól, hogy azok magas szintű nyelven , vagy bináris gépi kódban vannak ábrázolva és tárolva. Folyamat (process): egy éppen végrehajtás alatt lévő program. Egy program több folyamatból is állhat. Ugyanaz a program folyamat formájában is megjelenhet.

Az operációs rendszer alapfogalmai – II. Folyamatleíró blokk (Process Controll Block, PCB): Azonosítja egyértelműen a folyamatot, tartalmazza a folyatatáshoz szükséges adatokat. Pl: Folyamat azonosítója Programszámláló állása Folyamat állapota Regiszterek tartalma Memóriaterület adatai Perifériák, állományok állapota

Az operációs rendszer alapfogalmai – III. Szál (thread): A folyamathoz hasonló utasítás sorozat, melyet általában a rendszermagban használnak a gyorsabb átkapcsolás érdekében.

Az operációs rendszer alapfogalmai – IV. Erőforrás: minden, ami egy folyamat végrehajtásához szükséges (memória, processzor,perifériák állományok stb.) Típusai: Megszakítható (preemptív) A folyamatoktól az erőforrás önmaga, vagy a folyamat károsodás nélkül elvehető Pl: processzor, memória

Az operációs rendszer alapfogalmai – V. Nem megszakítható (non preemptív) Az erőforrás-használat megszakítása a folyamat, vagy erőforrás sérülésével járhat Pl: állományok, nyomtatók

Operációs rendszer fogalmának meghatározása Az erőforrás szemlélet alapján az operációs rendszer folyamatok egy olyan csoportja, amely a felhasználói folyamatok között elosztja az erőforrásokat.

Operációs rendszer szerkezete

A rendszermag (kernel) A kernel feladatai: Erőforrások elosztása, kezelése Felhasználói folyamatok igényeinek kielégítése, adminisztrálása Folyamatok védelme A kernel folyamatai = rendszerfolyamatok

Irodalom Knapp-Adamis: Operációs rendszerek LSI 2002. Lovász P: Operációs rendszerek Booklands 2000 Kft 2000.