Tema 7 reţele de calculatoare conţinut: Reţea de calculatoare – noţiune Participanţii într-o reţea de calculatoare

9.2. Caracteristicile şi evoluţia sistemelor de operare

Caracteristicile unui sistem de operare

Un sistem de operare este:

• 
  modular, adică format din entităţi cu roluri bine definite (este constituit din proceduri)
  
• 
  ierarhizat: o entitate poate folosi componente de nivel inferior ei (de exemplu, partea de servicii poate folosi partea de control)
  
• 
  portabil: efortul de a trece sistemul de operare de pe un calculator pe altul este mic (mai mic decât cel de a-l rescrie). Sistemele de operare CP/M, MS-DOS, UNIX sunt portabile, pe când sistemele de operare ale minicalculatoarelor (RSX, de exemplu) nu erau portabile.
  

Evoluţia sistemelor de operare se poate urmări în paralel cu cea a sistemelor de calcul.

1) Primele sisteme de calcul nu aveau sistem de operare: de la consola se lucra direct în limbaj maşină. Ulterior apar primele produse soft si primele dispozitive periferice: cititorul de cartele, imprimanta, unitatea de banda magnetica.Fiecare faza necesara pentru execuţia programelor presupunea intervenţia operatorului uman (citirea cartelelor, încărcarea programului în memorie si lansarea lui în execuţie), ceea ce ducea la utilizarea ineficienta a sistemului de calcul si la o viteza de calcul redusa. Se pune astfel problema înlănţuirii automate a fazelor prin care trece un program (numit job) pentru a fi executat.

2) Sistemele seriale cu monoprogramare introduc înlănţuirea automată a fazelor şi job-urilor, adică înlănţuirea automată a programelor unul după altul iar în cadrul unui program, a fazelor - una după alta. Aceste operaţii sunt realizate de un program numit monitor de înlănţuire, care se depune în memorie (devine rezident în memorie) si este activat de cartele speciale de comanda care conţin comenzi compile, link, run (pentru compilare, editare de legături, respectiv execuţie).

3) Sistemele seriale cu multiprogramare introduc conceptul de multiprogramare si canalul de intrare-ieşire ca procesor specializat în operaţii de intrare-ieşire (generaţia a doua de calculatoare). Activitatea sa este lansata de procesorul central, după care pot executa operaţii independent de acesta (si în acelaşi timp). La terminarea operaţiei de intrare-ieşire, canalul trimite către procesorul central un semnal (întrerupere), anunţând terminarea operaţiei. Canalul poate fi selector, daca la un moment dat lucrează cu un singur periferic (adecvat pentru perifericele rapide, care prelucrează suporturi magnetice) sau multiplexor, daca poate lucra simultan cu mai multe periferice (de exemplu, USM - unitatea de schimburi multiple).Sistemele seriale cu multiprogramare introduc câteva tehnici speciale de exploatare a procesorului. Cea mai cunoscuta dintre acestea este multiprogramarea, care presupune gestionarea mai multor programe aflate în memoria interna. Acestea se găsesc în stări diferite: unul se executa iar celelalte pot fi pregătite pentru execuţie sau pot aştepta terminarea unei operaţii de intrare-ieşire.Un SO cu multiprogramare trebuie sa aibă un sistem de întreruperi, sa gestioneze, sa aloce, sa protejeze resursele (memorie, periferice, timp, fişiere) între utilizatori si sa implementeze o disciplina de servire prin care sa se decidă care program trece în stare de execuţie (în acest sens, se poate utiliza un sistem de prioritari sau, pur si simplu, se poate adopta o servire circulara simpla).

4) Sistemele interactive permit comunicarea permanenta între utilizator si sistemul de calcul prin consola sau terminale. Ele sunt evident mai avantajoase decât sistemele anterioare, la care numai corectarea câtorva greşeli de sintaxa putea dura câteva zile în care programul pe cartele sa fie introdus în loturi succesive de programe; în urma consultării listingului cu rezultate se puteau face corecturile, după care programul pe cartele sa fie din nou dat spre execuţie etc.În funcţie de rezultatul comenzii / fazei precedente, utilizatorul va decide ce comanda sa dea sau ce faza sa urmeze. Spre deosebire de sistemele seriale, sistemele interactive au un timp de răspuns bun. În general, aceste sisteme conţin editoare de texte pentru corectarea programelor sursa si depanatoare interactive.

Sistemele interactive pot fi: monoutilizator (microcalculatoarele) sau multiutilizator (minicalculatoarele). Ultimele au introdus modul de lucru numit time-sharing, care combina interactivitatea cu multiprogramarea si prin intermediul căruia sistemul comuta între programele tuturor utilizatorilor care urmează a fi executate, deci cărora li se va aloca procesorul, adoptând uzual o servire circulara. Când numărul de utilizatori nu este prea mare, fiecare utilizator este servit cel puţin o data într-un timp scurt, ceea ce poate crea utilizatorilor impresia ca sunt unicii beneficiari ai resurselor de calcul. Primul sistem time-sharing a fost creat în 1965 de firma IBM si s-a numit CTSS (Control Time Sharing System); el a fost urmat de MULTICS, apărut în 1968 la MIT. Aceste sisteme stau la baza cunoscutului sistem UNIX, care a apărut în 1971-1978 si s-a dezvoltat, fiind azi cel mai folosit SO pentru calculatoare interconectate.

În evoluţia sistemelor interactive se poate remarca trecerea de la sisteme de operare la nivel de comanda (UNIX, DOS) la sisteme cu interfaţa vizuala de tip Windows, mult mai accesibile pentru utilizatori.

5) Sistemele în timp real sunt folosite pentru conducerea directa, interactiva, a unui proces tehnologic sau a altei aplicaţii (de exemplu, un sistem de rezervare de locuri). Necesitatea unor asemenea sisteme se poate uşor imagina în cazul analizelor medicale asistate de calculator, a reacţiilor chimice sau a unor experienţe fizice (de exemplu, cazul acceleratoarelor de particule). De la procesul controlat se transmit către sistemul în timp real parametrii procesului, culeşi prin intermediul unor senzori, iar sistemul în timp real transmite către proces deciziile luate. Informaţiile despre proces sunt luate în considerare în momentul comunicării lor iar răspunsul sistemului trebuie sa fie extrem de rapid (oportun pentru proces), deci timpii de execuţie ai programelor din sistem trebuie sa fie mici.

6) Sistemele paralele gestionează arhitecturile multiprocesor (arhitecturi paralele), împărţind sarcinile între procesoare si controlând combinarea rezultatelor generate de acestea. Astfel, un sistem multiprocesor va avea simultan mai multe programe aflate în stare de execuţie.

7) Sistemele distribuite sunt sistemele de operare ale reţelelor de calculatoare. Pentru reţelele locale de calculatoare, cele mai utilizate sisteme de operare sunt Novell Netware si Windows NT, în timp ce pentru reţelele de arie mai larga si conectarea la Internet se folosesc sisteme Linux

Test de autoevaluare nr. 9:

1. 
   C
   Timp estimat:
   
   30 minute
   e este un sistem de operare? (0,5 pct.)
   
2. 
   P
   Timp estimat:
   
   30 minute
   rin ce se caracterizează un sistem de operare? (1 pct.)
   
3. 
   Ce sunt SGBD-urile? (1 pct.)
   
4. 
   Care este rolul compilatoarelor? (1 pct.)
   
5. 
   Care este rolul interpretoarelor? (1 pct.)
   
6. 
   Analizaţi evoluţia sistemelor de operare .(2,5 pct.)
   

Total puncte: 7 Puncte obţinute………

TEMA 10

SISTEMUL DE OPERARE WINDOWS

CONŢINUT: