Sisteme de operare

Un sistem de calcul actual se compune din unul sau mai multe procesorare, dintr.o memorie interna, dintr.o serie de

dispozitive de stocare, din placi de retea si alte dispozitive. A scrie programe direct pentru lucrul cu aceste dispozitive este

destul de greu si nu intotdeauna putem obtine o eficienta si o optimizare maxima. De aceea intre HW si aplicatiile noaste se

interpune un SW, numit sistem de operare, care are rolul unei interfete mai prietenoase intre HW si SW.

Organizarea unui sistem de calcul

Baze de date / CAD - CAM - Computer Aided Design / Browser / Jocuri

Editoare de texte / Compilatoare interpretoare / Editoare de legaturi

Nucleul

Limbaj masina (Assembly)

Microarhitectura

Dispozitive electronice

- Dispozitivele electronice sunt constituite din totalitatea circuitelor electronice, a firelor si a a dispozitivelor periferice.

Gruparea acestor dispozitive pe functii constituie ceea ce se numeste microarhitectura calculatoarelor. Modul in care datele

se misca in calculatoare poate fi comandat de catre un SW special numeric CPU, sau direct de catre dispozitivele HW.

- Combinatia dintre microarhitectura si limbajul masina constituie ISA (Instruction SET Architecture)

Limbajul masinii este compus dintr.un se de 50 pana la 300 de instructiuni care se pot executa fie intr.un ciclu masina, fie in

mai multe cicluri masina (ASM) Spre exemplu: Daca dorim sa scriem un program care citeste sau scrie niste blocuri de date

pe hard in limbaj masina, ar trebui sa scriem niste informatii in niste registre, cum ar fi : adresa de pe HDD, adresa din

memorie, nr de octeti care urmeaza a fi transferati, directia in care se executa operatia. Mai complicate este situatia in care

analizam si raspunsul HDD.ului in care incheie operatia. Sistemul de operare ne ajuta sa scapam de aceasta complexitate a

HDD.ului sin e da posibilitatea sa scriem programele in limbaje de nivel inalt care permit o exprimare formala : "read block

from file"

- Nucleul este partea cea mai condensate a sistemului de operare si el contine toate functionalitatile necesare unui

sistem de calcul. SW nucleului lucreaza de obicei in modul de lucru numit kernel (sau supervisor) - nu este accesibil

utilizatorului sau programatorului. Programele de servicii si control ruleaza in calculator in modul utilizator, aceasta

insemnand ca un utilizator poate avea acces la ele si acesta le poate schimba cu programele proprii. Nu acelasi lucru se

poate intampla si in cazul nucleului, daca un utilizator vrea sa schimbe un editor de texte nu este nici o problema, dar ii este

interzis sa schimbe rutina de ceas. In general, HW ofera familia care protejeaza nucleul SO.

- Aplicatiile - ultimul nivel sunt programele de aplicatie, care pot fi create fie de utilizator, fie pot fi cumparate de la

firmele de software.

Functiile unui SO

Sistemele de operare trebuie sa indeplineasca doua functii de baza

- extinderea masinii - se refera la abstractia oferita de catre SO, care ne izoleaza de complexitatea HW sin e pune in

fata unei masini virtuale mult mai usor de programat de catre utilizator. Modul de realizare al acestei abstractizari

este foarte complex, dar poate fi sintetizat in cateva cuvinte, prin faptul ca SO pune la dispozitia utilizatorului o serie

de functii, care pot fi accesate numai utilizand niste instructiuni speciale, numite apeluir de sistem.

- gestionarea resurselor unui sistem de calcul - intr.un calculator, de regula in memoria principala coexista mai multe

lucrari in acelasi timp, care concura pentru resursele calculatorului. De aceea SO trebuie sa stie in orice moment

cine, ce sau pentru cat timp utilizeaza o anumita resursa. Aceasta concurenta pentru resurse se accentueaza in

mediul multiutilizator sau in retea. SO este cel care gestioneaza toate resursele. Gestiunea resurselor, numita si

multiplexare (partajare) se realizeaza in 2 feluri : in timp si in spatiu. La multiplexare in timp o resursa este utilizata

in mod secvential, fiecare lucrare primind resursa pe rand - CPU, imprimanta. Multiplexarea in spatiu se realizeaza

prin acordarea une parti dintr.o resursa fiecarei aplicatii - memoria, HDD.

Sisteme de operare - Cursul 2

Tehnici de exploatare a sistemelor de calcul

Una dintre functiile de baza a unui sistem de operare este aceea de a optimiza utilizarea tuturor resurselor dintr.un sistem

de calcul : timp - unitate centrala, memorie - exploatare spatiu de memorie, registre, dispozitive periferice, rezultate ale

prelucrarilor etc.

La stabilirea unei strategii de planificare trebuie sa ne stabilim obiectivele care multe de ori sunt subiective si contradictorii,

si care trebuie sa realizeze simultan urmatoarele cerinte:

- executia unui volum cat mai mare de lucrari in unitatea de timp, aceeasta in cazul in care avem de.a face cu lucrari

cu timp scurt de executie;

- reducerea timpului de asteptare a unitatii centrale (cand avem lucrari care au de executie mari);

- incarcarea dispozitivelor perferice la capacitatea maxima, atunci cand avem lucrari cu un timp mai scurt de

procesare dar cu operatii de intrare iesire intense.

1. Monoprogramarea - tehnica ce s.a aplicat la DOS; aceasta tehnica presupune o executie secventiala a lucrarilor

intr.un sistem de calcul;

Caracteristici:

- planificarea lucrarilor se realizeaza strict secvential dupa o ordine prestabilita;

- la momentul executiei fiecare lucrare detine toate resursele sistemului;

- in momentul executiei fiecarei lucrari I se acociaza un singur process astfel ca atunci cand apare o operatie de

intrare iesire, CPU este obligat sa astepte terminarea acesteia pentru a putea continua executia lucrarii initiale;

Obiectivul urmarit de aceasta metoda este reducerea timpului mediu petrecut de o lucrare in masina

Executia lucrarilor in monoprogramare

In aceasta tehnica de programare exista un asa numit procesor de comunicatie care se ocupa de transferal datelor int