Operačný systém - ovláda základné technické prostriedky počítača a vytvára vhodnejšie podmienky pre jeho používanie v užívateľských programoch.
Operačný systém - ide o programové moduly vo výpočtovom systéme, ktoré ovládajú riadenie prostriedkov, ktorými je tento výpočtový systém vybavený (procesory, operačná pamäť, I/O zariadenia a súbory dát). Tieto moduly rozhodujú o " sporoch " (využitie rovnakého prostriedku rôznymi úlohami), snažia sa optimalizovať výkon a zefektívniť využívanie technického vybavenia systému.
Užívateľ (user) - každý, kto dáva zákazku pre spracovanie výpočtovému systému
Úloha (Job) - súhrn činností potrebných k prevedeniu tejto zákazky (môže byť rozdelená ne dielčie kroky)
Kroky úlohy - jednotky činnosti, ktoré musia byť prevedené postupne v určitom poradí (preklad programu, zavedenie programu, spustenie programu)
Proces - inštancia úlohy, ktorú vytvára procesor a ktorá môže byť vykonaná paralelne s inými výpočtami
užívateľ
zadáva užívateľ
špecifikuje užívateľ
úloha
kroky úlohy
proces
dispečer
plánovač
systém súborov
hlavný program
podprogram A
podprogram B
I/O dispečer
I/O plánovač
I/O program
vyrovnávacia pamäť
Adresový priestor - súhrn programov a dát v procese
štandartné komponenty operačného systému
užívateľom špecifikované časti
Multiprogramový systém - systém v ktorom môže byť viacej procesov v stave prevádzania. V tomto stave je proces vtedy ak bol začatý a ešte nebol dokončený alebo pozastavený (ukončený s chybou)
Súčastný beh viacerých procesov je len zdanlivý, pretože v danom okamžiku môže procesor prevádzať vždy len jeden z nich (jednoprocesorový systém)
Privilegovaný stav CPU (supervisor state) - procesor môže prevádzaťaj privilegované inštrukcie (zmena stavu CPU, zahájenie I/O operácie, zmena spôsobu ošetrenia prerušenia a pod.) a nemôže byť prerušený.
Užívateľský stav CPU (user state) - bežný stav procesora
Ochrana pamäte (protection hardware - OS môže zakázať zápis do určitej časti pamäte. Môže tak napr. zamedziť užívateľským programom meniť OS
Prostriedky prerušenia (interrupt hardware) - dovoľujú OS koordinovať paralelne prebiehajúce operácie. Prerušenie je proces, počas ktorého je procesor nútení zaznamenávať nejakú udalosť. Existujú tiež prostriedky pre potlačenie prerušenia (maskovanie prerušenia)
Stavy procesoru
1. Stav prebiehajúci (running) - procesu je pridelený procesor a práve sa prevádzajú príslušné programy.
2. Stav čakajúci (waiting) - proces čaká na určitú udalosť napr. dokončenie I/O operácie
3. Stav pripravený (ready) - proces je pripravený k vykonaniu a čaká iba na pridelenie procesora
4. Stav predaná (submit) - užívateľ predal svoju úlohu systému a ten na ňu musí reagovať
5. Stav prijatia (hold) - úloha je na disku počítača. Očakáva pridelenie prostriedku.
6. Stav ukončenia (complete) - výpočet úlohy skončil a všetky pridelené prostriedky sú uvoľnené a pripravené k ďalšiemu použitiu.
Moduly operačného systému
Prechody medzi stavmi procesu zabezpečujú moduly OS.
1. Modul prideľovania procesu
- Plánovač úloh - sleduje a eviduje stav všetkých úloh v systéme, ktoré si uchováva vo fronte. (systémové úlohy majú vždy vyžšiu prioritu ako užívateľské)
- Plánovač procesov - sleduje frontu procesov a rozhoduje, ktorý proces a na ako dlho dostane pridelený priestor
- Dispečer (traffic controler) - sleduje procesor a stav procesu
2. Modul prideľovania periférii
- I/O dispečer - sleduje stav periférnych zariadení
- I/OI plánovač - rozhoduje o efektívnom využití periférnych zariadení. Pokiaľ má byť zdieľané rozhoduje aj o tom kto ho dostane a v akom rozsahu
3. Modul správy súborov
- Sleduje každý súbor - jeho umiestnenie využitie, stav a pod.
- Rozhoduje, komu tento súbor bude poskytnutý, realizuje požiadavky na ochranu dát
- Prideľuje prostriedok (otvára súbor)
- Odobiera prostriedok (zatvára súbor)
Priebeh vykonania procesov
Operačná pamäť je pamäť, ktorú priamo využívajú procesory pri spracovaní inštrukcii a dát.
Funkcie modulu prideľovania pamäte
1. Sledovanie stavu každého pamäťového miesta v OP - či je pridelené alebo nie
2. Určovanie stratégie pridelenia pamäte - komu bude pridelená, ktorá jej časť, kedy a v akom rozsahu. V prípade vzdialenia viacerými procesmi, treba určiť aká požiadavka procesu má byť kedy splnená
3. Realizácia pridelenia pamäte - akonáhle je pridelení pamäte rozhodnuté, musia sa zvoliť príslušné pamäťové miesta a aktualizovať informácie o pridelení pamäte
4. Realizácia uvoľnenia pamäte - Proces môže pamäť uvoľniť sám, alebo mu môže byť modulom pridelená pamäť odobratá. Znova treba po uvoľnení aktualizovať informácie o pridelení pamäte
Techniky prideľovania pamäte
- neumožňuje multiprogramovanie
- tri súvislé úseky pamäte:
- jeden je trvalo obsadený operačným systémom
- celá ostávajúca pamäť je k dispozícii a tiež je pridelená len jednej úlohe, ktorá v skutočnosti je len časť tohoto úseku.
- principiálna výhoda tejto koncepcie tkvie v jednoduchosti:
- Sledovanie pamäte - celá pamäť je priradená jedinej úlohe
- Stratégia prideľovania pamäte - celá pamäť je priradená jedinej úlohe
- Pridelenie pamäte - celá pamäť je priradená jedinej úlohe
- Uvoľnenie pamäte - po ukončení úlohy je celá pamäť k dispozícii pre nasledujúcu úlohu
Výhody
- jednoduchosť
- dokáže pracovať aj s veľmi malou pamäťou
- k pochopeniu systému nie je zapotreby veľa vedomostí
Nevýhody
- Nevyužíva dostatočne pamäť
- časť pamäte nieje využitá
- pamäť obsahujúca užívateľský program nieje využitá, ak je úloha v stave čakajúca. Táto doba môže zahrňovať až (65 - 70)% celkového času
- Nedostatočná flexibilita - úloha nemôže byť vykonaná ak je požadovaný adresový priestor väčší ako je ten, ktorý je k dispozícii
Jedna z najjednoduchších techník prideľovania pamäte v multiprogramových systémoch. Pamäť sa rozdelí na samostatné úseky sekcie (memory partitions), z nich každá obsahuje pamäťový priestor jednej úlohy.
...
slovencina