Operační systém Flashcards
Co je to OS
- Operační systém je základní programové vybavení počítače (software), které je zavedeno do paměti počítače při jeho startu a zůstává aktivní až do jeho vypnutí
- OS je software, který zprostředkovává komunikaci mezi uživatelem a HW počítače
Úkoly OS
- Zprostředkovává komunikací uživatele s počítačem
- Poskytuje vhodné prostředí pro spouštění programů
- Provádí správu dat – většinou se jedná o diskové jednotky (HDD, CD, DVD)
- Provádí správu hardwarových zdrojů – paměť, procesorový čas, vstupní/výstupní zařízení (HW, GPU, CPU)
Služby OS
- Součást OS, která je uložena v operační paměti a čeká na svou aktivaci
- Aktivací může být spuštění PC, přihlášení uživatele, spuštění aplikace
- Služba může být aplikace nainstalovaná jako služba, uložena v operační paměti a čeká na aktivaci (Antivirus)
Správa procesorů/procesů
OS je odpovědný za vytváření, rušení, potlačení a obnovení procesů a také za výběr aktuálního procesu. Dále poskytuje prostředky, pomocí kterých mezi sebou procesy komunikují
Správa paměti
OS vede přehled částí paměti, a kdo tyto části využívá. Dále rozhoduje o tom, kterému procesu bude při nedostatku paměti přidělena a kterému ne. Mnoho moderních OS používá takzvané swapování – neboli odkládáni části paměti na pevný disk.
Správa souborů
Z hlediska správy souborů je OS odpovědný za vytváření a rušení souborů/adresářů. Poskytuje nástroje pro základní manipulaci se soubory.
Správa vstupně/výstupního systému
Poskytuje programům univerzální rozhraní pro přístup k hardwaru počítače – ovladače.
Sítě
OS umožní přístup do sítí a poskytuje nástroje pro využívání a nastavení služeb síti.
Systém ochran
Ochrana je mechanismus, kterým OS řídí přístup k systémovým a uživatelským zdrojům. Musí rozlišovat mezi autorizovaným a neautorizovaným použitím.
Interpret příkazů
Program, který čte a provádí a (interpretuje) příkazy. V různých OS se nazývá jinak. Např.: COMMAND.COM nebo cmd.exe, Windows PowerShell
Dělení OS
Dle výrobce: Microsoft, Apple, Google
Dle zařízení: serverový, PC, MAC, Mobil, IPC(industriální PC), RT-OS (realtime — OS)
Uživatelské rozhraní: GUI (Windows, Linux), TUI, command line (MS-DOS)
Zpracování procesů: monotasking, multitasking
Dle uživatelů: monouser, multiuser
Monotask
neboli jedno úlohový OS.
Výhody: malé HW nároky, rychlost, jednoduchost, velikost
Nevýhody: v jednu chvíli zpracovává pouze 1 informaci (úlohu)
Multitask
neboli více úlohový OS. Procesor musí mít chráněný režim, aby běžel multitasking. Druhy: kooperativní, preemptivní, multithreading, multiprocesing
Výhody: Dovoluje paralelní zpracování několika programů.
Nevýhody: Větší nároky na HW (záleží na počtu chyb), náročnější na programování
Kooperativní multitasking
Možnost práce s více aplikacemi najednou, ale vždy běží jenom ta v popředí — tohle poznáme například na videu.
OS: Windows 3.11
Výhody: menší HW náročnost než u preemptivního multitaskingu.
Nevýhody: pokud se OS nepodaří předat proces procesoru – zamrzne
Preemptivní multitasking:
Každý program běží na svém virtuálním počítači. Jednotlivé počítače jsou v paměti striktně odděleny, proto pád jednoho programu nemůže ovlivnit chod jiných. To, jak dlouho bude daný program pracovat, záleží pouze na operačním systému.
OS: Windows 95, 98, 2000, NT
Výhody: pokud program spadne, lze ho vypnout ve správci úloh
Nevýhody: větší HW náročnost.
Multithreading
Jednotlivé procesy jsou rozděleny na takzvaná vlákna – thread. Jedna aplikace mívá hlavní řídící vlákno, z kterého se pak dělí další (není podmínkou). Procesorový čas je přidělován podle priorit jednotlivým vláknům – tuto funkci opět řídí OS. Díky této technologii je možno použít tzv. reentrantní služby (což znamená, že mohou bezpečně běžet dvě různé části jednoho kódu zároveň) - díky tomu je možno požádat o službu dřív, než se předchozí dokončí.
OS: Windows XP, 7, 8
Multiprocesing
Je to systém, na kterém lze paralelně zpracovávat více úloh, a to nejen díky softwarovému vybavení, ale i díky hardwaru — přítomnost několika procesorů.
Monouser
neboli jednouživatelský systém.
Předpokládá se, že s počítačem bude pracovat pouze jeden uživatel. Z toho důvodu tento systém neobsahuje téměř žádný systém pro ochranu neoprávněného přístupu.
Multiuser
neboli víceuživatelský systém.
Pokud k počítači přistupuje více uživatelů a je nežádoucí, aby každý z nich mohl na počítači provádět jakoukoli operaci je tento systém nutností.
Umožňuje uživatelům sdílet a ochraňovat svoje data dále umožňuje současné používání programů.
Vhodný zejména pro sítově prostředí. Každý uživatel takového systému má svoje uživatelské jméno (user name) a heslo (password). Vstup do systému je podmíněn správným zadáním těchto údajů. Seznam uživatelů, kteří mají k počítači přístup, sestavuje administrátor (superuživatel).
8086, 80186
DOS
1 úloha, 1 uživatel — Monotask
reálný režim
moderní OS běží v reálném režimu pouze chvíli při startu PC, než přejdou do chráněného režimu
adresová sběrnice 20b (max. velikost RAM 1MiB = 1024 KiB)
80286
Kooperativní multitasking
reálný režim a nově chráněný režim — 4 úrovně (0,1,2,3)
Umožňuje OS pokročilou správu paměti zahrnující virtuální paměť spojenou s bezpečným oddělením paměťových prostorů jednotlivých procesů, což je předpoklad pro bezpečný multitasking
0 — jádro operačního systému
1— služby poskytované operačním systémem
2 — systémové programy a podprogramy z knihoven
3 — uživatelské operace
jednotlivé procesy se neovlivňují, umožňuje přepínat úlohy — kooperativní multitasking
adresová sběrnice 24b (max. velikost RAM 16MiES)
80836
DOS, Win 3.11, Win 95 Preemptivní multitasking reálný a chráněný režim K procesoru 80286 přidává navíc stránkování paměti – odložení operační paměti na úložné zařízení stránkování 4KiB virtuální 8086 (V86) adresová sběrnice 32b (max. velikost RAM 4GiB) plošná adresace
80846
integrovaná jednotka FPU (matematický koprocesor)
vylepšený chráněný režim
Pentium
HTT (2 vlákna)
Za určitých okolností během 1 strojového cyklu až 2 instrukce
Pentium 4
HTT (2 vlákna) – virtuálně se tváří jako 2 procesory
Core2Quad
2 jádra (2 vlákna)
Core4Quad
4 jádra (4 vlákna)
i3, i5
2 jádra (4vlákna)
i7
4 jádra (8 vláken)
MS-DOS
Jedno-úlohový (výjimkou je spuštění tisku na pozadí)
Jednouživatelský
systém příkazového řádku
malé HW nároky
Jádro
io.sys obsahuje ovladače zařízení pro periferie
msdos.sys tvoří společně s předchozím souborem základ pro fungovaní OS
dblspace.bin se vyskytuje až od verze 6.0 a je potřeba pokud je použita komprese disku
command.com je interpret příkazů (mj. obsahuje některé interní příkazy MS – DOS)
Paměť
navržen pro práci na PC se 640kB operační paměti — konvenční paměť— ta však nemůže být celá použita pro běh programu, protože její část zabírá OS
paměť nad 1MB může být využita, ale program k tomu musí být speciálně uzpůsoben
Windows 3.11
Více-úlohový — kooperativní multitasking
Jedná se o 16bitovou nadstavbu operačního systému DOS
Jednouživatelský
používá jednoduché grafické prostředí se systémem „oken”
první Windows, který se začal šířit
32 bit ovladač přístupu k disku
kompatibilní s aplikacemi MS-DOS (režim okno / fullscreen)
běží od 4MB RAM (avšak doporučeno 8MB)
Síťové funkce
klient MS Microsoft Network
klient Shelude+
Windows NT Workstation 3.51
Více-úlohový — aplikace provozovány v chráněných částech paměti
16 bit architektura
vrstva 0 je chráněna hardwarově
systémově knihovny vrstvy 3 jsou chráněny na bázi klient/server
grafické uživatelské rozhraní ve stylu Windows 3.11 nebo Windows 95 (pozdější verze)
nepracuje s ovladači v reálném režimu, jinak podpora MS-DOS jako u Windows 3.11
Síťové funkce
FTP server, FTP
telnet, repote access
TCP/IP, IPX/SPX, NetBeui, AppleTalk
Windows 95
Více-úlohový — preemptivní multitasking, multithreading
první 32 bit systém
podpora starších 16 bit aplikací pro Windows
jednouživatelský
chráněný adresový prostor pro 32 bit aplikace
podpora programů pro MS-DOS (okno nebo fullscreen)
Síťové funkce
Klient Microsoft Exchange
klient Microsoft Network
Novell Netvare 3.x 8, 4.x
TCP/IP, IPX/SPX, NetBeui
Windows NT Workstation 4.0
Více-úlohový — preemptivni multitasking, symetrický multiprocesing
plně 32 bit systém
podpora starších 16 bit aplikaci pro Windows
síťové funkce se téměř neliší od předchozí verze Windows NT
Windows XP
dodává se v několika variantách (32 bit nebo 64 bit)
multiuser (dovoluje současné přihlášení několika uživatelů (verze Professional)
sjednoceni řady NT s řadou pro běžné uživatele
Windows Vista
Windows Aero Windows Sidebar Vyhledávání Windows media player 11 zálohování Windows update rodičovská kontrola Windows calendar Windows meetingspace podpora technologie Touchscreen disk managment disk defragment readyboost
Windows 7
podpora více jádrových procesorů
podpora pro virtuální pevné disky
