Sisteme de operare

Un sistem de operare consta dintr-o colectie integrata de programe de sistem, ce ofera

utilizatorului posibilitatea folosirii eficiente a sistemului de calcul, concurand la dezvoltarea

programelor de aplicatie.

Se poate aprecia ca un sistem de operare actioneaza ca o interfata intre componenta hardware a

unui sistem de calcul si utilizator, reprezentat prin programele sale de aplicatie (fig.1.1.).

Fig. 1.1. Sistemul de operare-interfata intre hardware si utilizator

HARDWARE

SISTEM DE

OPERARE

NIVEL

FIZIC

NIVEL

LOGIC

- - -

PROGRAME

DE APLICATIE

(PA)

PA1

PA2

PAn

- - -

utilizator

utilizator

utilizator

comenzi

macroinstructiuni

limbaje de

programare

mesaje

Un sistem de calcul nu poate sa prelucreze date fara sa fie programat, un

program constand dintr-o succesiune de instructiuni ce converg catre solutia

problemei ce se rezolva.

Exista doua categorii de programe:

1) programe de aplicatii care sunt destinate sa rezolve probleme specifice; acestea

efectueaza prelucrari ale datelor, in concordanta cu cerintele informationale;

2) programe de sistem destinate sa coordoneze operarea circuitelor sistemului,

asistand la dezvoltarea programelor de aplicatii; ele sunt proiectate sa faciliteze

utilizarea eficienta a resurselor sistemului de calcul si sa ajute la dezvoltarea si

executia programelor de aplicatii.

Programele de sistem sunt scrise pentru anumite categorii de sisteme de calcul si

nu pot fi folosite pe orice calculator; sunt furnizate de catre producatorii sistemelor

de calcul sau alte firme specializate, fiind astfel proiectate incat sa corespunda unei

game variate de solicitari.

4

Sisteme operationale

Majoritatea sistemelor de operare sunt organizate pe doua niveluri:

1) nivelul fizic care este mai apropiat de partea de hardware, interferand cu aceasta printr-un

sistem de intreruperi ce semnalizeaza anumite evenimente deosebite ce au loc in sistem; in acel

moment va da controlul unor rutine de pe nivelul logic in vederea tratarii acestora si al informarii

utilizatorului despre cauzele care le-au generat.

2) nivelul logic este mai apropiat de utilizator, interferand cu acesta prin:

- comenzi ce specifica executia anumitor subfunctii ale sistemului de operare;

- macroinstructiuni ce conduc la expandarea in programele de aplicatii, a unor

macrodefinitii cu functii speciale;

- limbaje de programare;

- mesaje catre utilizator;

- intreruperi solicitate de catre software.

1.2. Functiile unui sistem de operare

Pentru a indeplini rolul de interfata intre hardware si utilizatori, un sistem de operare trebuie

sa fie capabil a indeplini urmatoarele functii:

1) oferirea posibilitatii de pregatire si lansare in executie a programelor de aplicatie (fig.1.2.);

in acest scop, un sistem de operare trebuie sa dispuna de cel putin urmatoarele componente:

- un editor de texte pentru a introduce si modifica un program sursa (PS) scris intr-un

limbaj de programare;

- un translator pentru limbajul de programare folosit (asamblor, compilator sau

interpretor), care sa traduca instructiunile programului sursa, intr-o forma recunoscuta

de sistemul de calcul (forma binara) - program obiect sau module obiect (PO);

- un editor de legaturi care sa realizeze legatura dintre diverse module obiect, sau sa

apeleze la module obiect din bibliotecile sistemului, respectiv la modulele obiect din

biblioteca utilizatorului - care au fost catalogate in prealabil, pentru a construi structura

pe segmente impusa de sistemul de calcul in vederea executiei programelor (program

obiect executabil-POE).

Odata construita structura pe segmente, programul va fi gata de executie, ceea ce va implica

incarcarea acestuia in memoria interna si executia efectiva; componenta sistemului de operare ce

realizeaza acest deziderat se numeste incarcator. Daca aceasta componenta lanseaza automat

executia programului dupa incarcarea in memoria interna, incarcatorul este de tip Load and Go.

2) alocarea resurselor necesare executiei programelor prin:

- identificarea programelor ce se executa si a necesarului de resurse;

- alocarea memoriei interne si a dispozitivelor periferice;

- identificarea si protectia colectiilor de date.

3) acordarea unor facilitati prin utilitare de interes general:

- gestiune cataloage (directori, subdirectori) si fisiere;

- creare, modificare, copiere, mutare, stergere, recuperare directori si fisiere;

- sortare/interclasare;

- comprimare/decomprimare spatiu pe suporturile de memorie externa;

- depistare si eliminare virusi informatici si altele.

4) planificarea executiei mai multor programe (multiprogramare) dupa anumite criterii, in

vederea utilizarii eficiente a unitatii centrale de prelucrare.

1. Functiile si componentele unui sistem de operare 4

1.1. Sistem de operare 4

1.2. Functiile unui sistem de operare 4

1.3. Programe de comanda - control 6

1.4. Programe de servicii pentru dezvoltarea programelor de aplicatie 7

1.4.1. Editoare de texte 7

1.4.2. Translatoare de limbaje 8

1.4.3. Editorul de legaturi 11

1.5. Alte programe de servicii 12

1.6. Sisteme de operare la calculatoarele personale 13

1.6.1. Categorii de sisteme de operare 13

Exercitii 19

2. Tehnici de gestiune a lucrarilor la sistemele de calcul 20

2.1. Obiectivele urmarite in gestiunea lucrarilor 20

2.2. Monoprogramarea 21

2.3. Multiprogramarea 22

2.4. Sistemul spooling (Simultaneous Peripheral Operations On Line) 24

2.5. Sisteme TIME - SHARING (sisteme cu timp divizat) 25

2.6. Multiprelucrarea 27

2.6.1. Sisteme master - slave 27

2.6.2. Planificarea executiei lucrarilor 28

Exercitii 30

3. Gestiunea resurselor unui sistem de calcul - functie a sistemului de

operare 31

3.1. Gestiunea proceselor si procesoarelor 32

3.1.1. Procese concurente si coordonarea proceselor 32

3.1.2. Sincronizarea proceselor 33

3.1.3. Gestiunea procesoarelor 34

3.2. Gestiunea memoriei 34

3.2.1. Alocarea dinamica a memoriei 35

3.2.2. Memoria virtuala 35

3.3. Gestiunea dispozitivelor periferice 39

3.3.1. Unitati de control si canale de transfer 39

3.3.2. Activitatea de gestiune a dispozitivelor periferice 40

Exercitii 43

4. Componenta ROM-BIOS si intreruperi. MS-DOS 44

4.1. Prelucrarea intreruperilor 44

4.1.1. Conceptul de intrerupere 44

4.1.2. Intreruperi la PC-uri 45

4.2. Clase de intreruperi la PC-uri 47

4.3. Atribuirea intreruperilor si prioritatii. Serializarea intreruperilor 48

4.4. Componenta ROM-BIOS si MS-DOS 50

4.4.1. Elemente componente BIOS 50

4.4.2. Structurarea programelor si segmentarea la MS-DOS 51

4.4.3. Alocarea memoriei pentru programe si executia lor 52

4.4.4. Programe rezidente (TSR) 55

Exercitii 57

5. WINDOWS 58

5.1. Arhitectura mediului Windows 58

5.1.1. Arhitectura de baza 59

5.1.2. Arhitectura Windows 98 64

5.2. Noi caracteristici la Windows 98 68

5.2.1. Interfata Windows 98 71

5.2.2. Facilitati pentru lucrul in retea 75

5.2.3. Servicii multimedia 77

5.3. Windows 2000 80

6. Sistemul de operare UNIX 85

6.1. Caracteristici si componente majore 85

6.1.1. Evolutie si caracteristici 85

6.1.2. Arhitectura sistemelor de calcul ce lucreaza cu UNIX 88

6.2. Sistemul de fisiere UNIX SYSTEM V 92

6.2.1. Tipuri de fisiere 92

6.2.2. Structura arborescenta a sistemului de fisiere 93

6.2.3. Structura standard a sistemului de fisiere 94

6.2.4. Protectia fisierelor si drepturi de acces 94

6.2.5. Modificarea drepturilor de acces 95

6.2.6. Montarea volumelor in structura arborescenta a sistemului de fisiere 97

6.3. Interpretorul de comenzi SHELL 101

6.3.1. Comenzi shell 101

6.3.2. Fisiere standard. Redirectare si extensii 101

6.3.3. Multitasking si asteptare 102

6.3.4. Conducte si linii de conducte 103

6.3.5. Limbajul de programare Shell 103

6.3.6. Fisiere de comenzi indirecte 104

6.4. Nucleul sistemului de operare UNIX (KERNEL) 108

6.4.1. Structura si functii 108

6.4.2. Procese si stari 109

6.4.3. Coordonarea si gestiunea proceselor 111

6.4.4. Sincronizarea proceselor 114

6.4.5. Comunicatia intre procese 115

6.4.6. Gestiunea fisierelor speciale 117

Exercitii 119