2. OPERATIVNI SISTEM
SISTEMSKI SOFTVER
APLIKACIONE PROGRAME
3. Kompleksan programski sistem sastavljen od
skupa programa koji treba da obezbede lako i
efikasno korišćenje računara
4.
5. Unutrašnji izgled ili struktura operativnog sistema se može lakše
sagledati ako se zauzme stanovište da je zadatak operativnog
sistema da:
upravlja FIZIČKIM delovima
upravlja LOGIČKIM delovima
Fizički delovi računara obuhvataju PROCESOR, KONTROLERE, i
RADNU MEMORIJU.
Logički delovi računara obuhvataju PROCESE i DATOTEKE.
Sledi da se operativni sistem, tacnije njegovo jezgro KERNEL sastoji
od modula koji su namenjeni rukovanjem ovih "delova":
Modul za rukovanje PROCESOROM,
Modul za rukovanje KONTROLERIMA,
Modul za rukovanje RADNOM MEMORIJOM,
Modul za rukovanje DATOTEKAMA i
Modul za rukovanje PROCESIMA.
6. Da bi ispunio svoj zadatak operativni sistem
tretira računar kao skup resursa i pokušava da
dodeli ove resurse programima tako da računar
kao celina bude što efikasnije iskorišćen.
Resursi rečunarskog sistema su: PROCESOR,
MEMORIJA, DATOTEKE NA DISKU I OSTALI
UREĐAJI PRIKLJUČENI NA RAČUNAR..
7. MOGU DA SE KORISTE NE MOGU DA SE DELE
ZAJEDNIČKI MEĐU KORISNICIMA
CENTRALNA MEMORIJA PROCESOR
DATOTEKE NA DISKU PERIFERNE JEDINICE
8. KONTROLU PROCESA
UPRAVLJANJE MEMORIJOM
UPREVLJANJE JEDINICAMA
9.
10. Smena generacija hardvera povezana je novim dostignućima u
oblasti proizvodnje elektronskih komponeneti: elektronske
lampe zamenjene su tanzistorima, a oni integralnim kolima sve
većih gustina pakovanja. Svaka nova generacija donosila je
značajno pojeftinjenje, smanjenje dimenzija, potrošnje
električne energije i količine toplote koju je računar razvijao pri
radu. S druge strane, sa svakom novom generacijom značajno
su povećavani brzina rada i kapacitet memorije.
Smena generacija operativnih sistema nastupala je uvođenjem
suštinski novih koncepata u upravljanju računarskim
resursima. Tako razlikujemo sledeće generacije operativnih
sistema:
11. Nije bilo OS. Korisnici su morali da pišu
programe neposredno na mašinskom jeziku, a
sve ono što danas obavljaju operativni sistemi
korisnici su morali sami da isprogramiraju.
12. Cilj OS bio je ubrzanje i pojednostavljivanje prelaska sa zadatka na zadatak.
Ranije se puno mašinskog vremena trošilo na pauze između završetka rada
jednog zadatka i prelaska na sledeći. U ovom periodu se pojavljuje početak
paketne obrade (organizacije rada u kojoj su se zasebni poslovi
objedinjavali u grupe ili pakete). Posao koji bi započinjao rad raspolagao je
svim resursima računara. Po završetku posla (bilo normalnog, bilo
havarijskog) upravljanje resursima predavalo se OS koji je “čistio” mašinu
od prethodnog zadatka i omogućavao unošenje i puštanje u rad sledećeg
posla. Pored paketne obrade podataka za OS prve generacije
karakterisitično je da su posedovali standarne rutine za kontrolu ulaza i
izlaza podataka i jednostavan jezik za opis zadataka korisnika.
13. Karakterišu je sistemi višekorisničkog tipa sa multiprogramiranjem i prvi
sistemi sa multiprocesiranjem. U multiprogramskim sistemima više
korisničkih programa istovremeno se nalazi u OM, a CP brzo prelazi sa
zadatka na zadatak. Multiprocesiranje podrazumeva da jedan računarski
sistem raspolaže sa više CP što značajno uvećava moć tog računara.
Pojavljuju se metodi koji obezbeđuju nezavisnost programiranja od
spoljašnjih uređaja (što je korišćeno npr. kod sistema sa više jedinica
magnetskih traka). Razvijeni su sistemi sa razdeljenim vremenom u kojima
se radilo sa udaljenih terminala. Pojavio se takođe i režim dijaloga ili
interaktivni režim koji je povećao efikasnost procesa razrade i testiranja
programa. Pojavili su se prvi sistemi u realnom vremenu za upravljanje
tehnološkim procesima, na primer, u preduzećima za preradu nafte . Bili su
izgrađeni vojni sistemi koji su obezbeđivali stalnu kontrolu više hiljada
punktova za zaštitu od vazdušnih napada. Osnovna karakteristika ovih
sistema bila je da obezbeđuju brzu reakciju.
Možemo zakljlučiti da su sa drugom generacijom OS postavljene osnove
savremenih operativnih sistema.
14. Pojavom sistema IBM/360 1964. godine mašine opšte namene došle su u
centar pažnje. To su bili veliki i, po pravilu, neefikasni računarski sistemi, ali
sposobni da rešavaju široku klasu problema i da rade u više različitih
režima. Za konkretne aplikacije nisu bile neophodne sve mogućnosti
sistema, što je činilo da firme uzalud plaćaju dopunske rashode.
Višerežimski sistemi podržavali su paketnu obradu, rad u razdeljenom
vremenu, rad u realnom vremenu i bili su glomazni i skupi. Budući da ranije
nije bilo ovakvih sistema, mnogi su projektovni sa značajnim zakašnjenjem.
Pojavio se jezik za upravljanje zadacima koji je predstavljao velik korak
napred i za mnoge korisnike bio vrlo bitan, ali i težak za učenje. Kao
reakcija na ovakvu koncepciju OS pojavili su se jednostavniji i efikasniji OS
kakvi se i danas koriste.
15. Ovu generaciju karakterišu mreže računara i on-line obrada. Omogućen je
pristup teritorijalno udaljenim računarima. S druge strane, pojava
mikroprocesora dovela je do pojave personalnih računara. Jedan od važnih
problema koji su donele računarske mreže je zaštita informacija. Sigurnost
informacija povećavana je šifrovanjem. Uveden je koncept virtualne mašine
koja ne vodi računa o fizičkim detaljima. To je funkcionalni ekvivalent
kompjutera izgrađen na njegovom OS. Zbog sve masovnije primene
računara, od savremnih OS zahteva se da budu udobni za korišćenje i
orijentisan na nepripremljenog korisnika.
17. Linux operativni sistem,
ДОС за Атари 8-битни компјутер
Снимак екрана оперативног система
Ubuntu
operativni sistem Chrome
18. Videli smo da su razvoj računarskih sistema pratili sve veći i složeniji
operativni sistemi. Tako je rodonačelnik treće generacije operativnih
sistema, OS/360 predstavljen 1964. godine, imao više od milion mašinskih
instrukcija. Do 1975. godine OS Multics, koji je razvijen na MIT-ju i u
Belovim laboratorijama, narastao je na više od 20 miliona instrukcija, dok
Windows 2000 ima više od 30 miliona redova.
Da bi se upravljalo složenošću operativnih sistema i da bi se omogućilo
njihovo brže projektovanje, lakše modifikovanje i nadogradnja, bilo je
neophodno dobro osmisliti strukturu softvera. Korišćenje modularnog
pristupa kod OS čiji kodovi imaju više miliona instrukcija nije bilo dovoljno,
pa su moduli grupisani u hijerarhijske nivoe. Generalno, možemo reći da
jednostavni operativni sistemi mogu imati monolitnu strukturu, a veći
slojevitu hijerarhijsku realizaciju. U zavisnosti od toga kako su moduli
podeljeni u slojeve i kako međusobno komuniciraju, možemo definisati
različite slojevite strukture. Na primer, ako se u jezgru realizuje minimum
funkcija, imamo mikrokernel arhitekturu. Najnoviji pristup je klijent-server
koncepcija.
19. Jednostavni mali OS imaju monolitnu strukturu, tj. predstavljaju skup
programa koje poziva korisnički program i koji se međusobno pozivaju, bez
ikakvih ograničenja.
Korisnički programi upotrebljavaju servise operativnog sistema na sledeći
način: parametri sistemskog poziva se smeštaju na određena mesta, kao
što su registri procesora ili stek, nakon čega sledi pozivanje jezgra
operativnog sistema. Ova operacija prebacuje procesor iz korisničkog
režima rada u sistemski režim rada i kontrolu predaje operativnom sistemu.
U sistemskom režimu rada dostupne su privilegovane komande kojima se
ne može pristupiti iz korisničkog režima. Posle pozivanja jezgra, operativni
sistem preuzima kontrolu i na osnovu parametara poziva određuje koju
sistemsku proceduru treba pozvati. Nakon izvršenja procedure, kontrola se
vraća korisničkom programu.
20. Za veće OS takva struktura je nepogodna, pa se preporučuje slojevita
struktura. Programi su grupisani u slojeve i numerisani 0, 1, 2... Pritom,
moduli sa sloja n pozivaju samo module sa sloja n-1 (postoje i odstupanja,
ali se trudi da ih bude malo).
Primer 1: 5-fajl sistem, 4-upravljanje I/O uređajima, 3-gornji nivo upravljanja
procesima, 2-upravljanje operativnom memorijom, 1-donji nivo upravljanja
procesima, 0-hardver. Iznad vrha ovoga su korisnički programi. Sve se ovo
zove jezgro OS (kernel).
Primer 2: 4-file system, 3-upravljanje I/O uređajima, 2-upravljanje
memorijom, 1-kernel (upravljanje procesima), 0-hardver. U najjednostavnijoj
varijanti jezgro OS sadrži samo module koji upravljaju procesima. Nije
svejedno šta je u jezgru jer, po pravilu, programi jezgra rade u
privilegovanom dok svi ostali programi rade u korisničkom
(neprivilegovanom) režimu.
21. Treći, najnoviji, pristup je klijent-ser ver koncepcija. Funkcije OS realizuju
se pomoću procesa koji se nazivaju serveri, a korisnički programi su klijenti
(pozivaju te funkcije i dobijaju rezultate). Jezgro pritom služi samo za
organizaciju komunikacija između klijenata i servera. Dakle, OS se deli u
celine od kojih svaka servisira neku funkciju sistema kao npr. fajl servisi,
terminal servisi ili memorijski servisi.
Prednosti: ovakvog pristupa su: modularnost (npr, greška u fajl serveru
onemogućava samo funkcije fajl servera, a ostatak operativnog sistema radi
normalno), prilagodljivost distribuiranim sistemima (servisi mogu da budu
obezbeđeni na udaljenim računarima) i mogućnost da se koriste podsistemi
okruženja (tako npr. Windows 2000 može da izvršava aplikacije napisane za
druge OS).
