Opercis rendszerek Clja s trtnete Rendszerprogramok melyek a

Operációs rendszerek Célja és története

• Rendszerprogramok, melyek a számítógép saját működését szervezik. Ezek közül a legalapvetőbb az operációs rendszer. • Felhasználói programok, melyek a felhasználó saját kívánságának megfelelő feladatot hajtják végre

Az operációs rendszer célja, hogy a nyers hardver fölé egy olyan szoftverréteget hozzon létre, ami a teljes rendszert kezeli, valamint a felhasználó számára egy olyan kapcsolódási felületet nyújtson, amelyet könnyebb megismerni és programozni.

Egy számítógépes rendszer egymásra épülő rétegei: Banki rsz. Fordítók Web b. Parancsért. Operációs rendszer Hardver

A rendszerprogramoknak két, alapvetően különböző csoportja van: • Az operációs rendszer felügyelt (kernel) módban fut • A rendszerprogramok maradék része (fordítók, szerkesztők) felhasználói módban futnak.

Mi az operációs rendszer? • „felülről lefelé” nézőpont Az a feladata, hogy a rendszer felhasználóinak egy kényelmes csatlakozást biztosítson

Mi az operációs rendszer? • „alulról felfelé” nézőpont Az a feladata, hogy a különböző programok számára szabályos és felügyelt módon biztosítsa a processzorhoz, a memóriához és a B/K eszközökhöz való hozzáférést

Az operációs rendszerek története • Charles Babbage (1792 -1871) (terv) - nincs operációs rendszer rajta - Ada Lovelace, a világ első programozója

Az első generáció (1945 -55) vákuumcsövek • • Neumann János (Princeton) Howard Aiken (Harvard) Prespert Eckert (Pennsylvania) Konrad Zuse (Németország)

Jellemzők: • Egy külön csapat tervezte, építette, programozta, kezelte és tartotta karban • Hatalmasak voltak, termeket töltöttek meg • Vákuumcsövekkel működtek • A programozása kizárólag gépi nyelven folyt • Nincs operációs rendszer • Kb. 1500 szorzásra vagy 15000 összeadásra voltak képesek

A második generáció (1955 -65) tranzisztorok, kötegelt rendszerek • Tranzisztorok megjelenése • Légkondicionált termekben tárolták • Operátori csapat – a gép kiszolgálása és a program futtatása a feladatuk • Programozási nyelvek • Tudományos és mérnöki számításokra használták

Folyamata 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. A programozó papíron megírta a programot Kártyákra lyukasztották A kezelő átveszi (beviteli terem) Beolvastatta a géppel a programot Fordítót beolvastatta Nyomtatás Az eredményt visszavitte a programozónak (kiviteli terem)

Kötegelt rendszerek 1. 2. 3. 4. Összegyűjtöttek egy kötegre való feladatot Mágnesszalagra olvastatták Gépterembe vitte a kezelő Elindított egy speciális programot (ez volt a mai op. rsz. -ek elődje) – egyszerű monitor 5. Beolvasta az első feladatot 6. Az eredményt a sornyomtató helyett egy másik szalagra írta 7. Beolvasta a következő feladatot

Az első operációs rendszerek • FMS (Fortran monitor system) • IBSYS (az IBM operációs rendszere)

A harmadik generáció (1965 -80) Integrált áramkörök Két fejlődési irány vette kezdetét: 1. Szószervezésű, nagy, tudományos számítógépek 2. Karakterszervezésű, kis, perifériás szg. (bankok és biztosítók használták)

„Egy család „ ötlet • IBM – System/361 számítógépcsalád - különböző méretű (memória, gyorsaság, perifériák, ár, teljesítmény) de egymással kompatíbilis gépekből állt - Integrált áramköröket alkalmaztak

• Hátránya az a követelmény volt, hogy minden szoftver (op. rsz. is!) minden modellen működőképes legyen • Ilyen operációs rendszert nem lehet írni • Pl. : OS/360 (Fred Brooks)

Multiprogramozás • A CPU üresjárati idejének csökkentésére szolgál. Amíg egy feladat a B/K teljesítésére vár, egy másik képes a CPU használatára • Feltétele a megfelelő hardver Megjelennek a gyors és véletlen hozzáférésű mágneslemezek

Spooling technika Simultaneous Peripheral Operation On Line • A harmadik generációs gépek azon képessége, hogy ezeket a tárakat, mint egy hatalmas puffert használja és egyszerre nem csak egy, hanem több feladatot is lemezre tölt – Háttértár technika

Időosztásos rendszerek • A multiprogramozott rendszereknek egy olyan variációja, ahol minden felhasználónak külön beviteli eszköze van, melyen keresztül on-line módon adhat parancsokat és kaphat a rendszertől válaszokat • A szg. nagyszámú felhasználót képes gyorsan, interaktívan kiszolgálni, miközben esetleg nagy kötegelt feladatokon is dolgozik a háttérben

• Az első időosztásos rendszer: CTSS (MIT) • MULTICS – „számítógépszolgáltató” fejlesztése (MIT, Bell Labs, General Electric) - Egy gép, ami egyidejűleg több száz időosztásos felhasználót szolgál ki. - Unix (Ken Thompson)

A negyedik generáció (1980 -napjainkig) • LSI (Large Scale Integration, magas integráltságú) áramkörök megjelenése • Csökkent a számítógépes hardverek költsége • Általánossá vált az egy felhasználó – egy gép struktúra Személyi számítógép - Personal Computer

Felhasználóbarát programok • A részletek rejtve maradnak • Kényelmes programozási felület

Negyedik generációs operációs rendszerek • MS-DOS • Unix • Windows (DOS felett) • Windows’ 95, NT, XP

Hálózati operációs rendszerek • A felhasználók számára több gép áll rendelkezésre, bejelentkezhetnek távoli gépekre • Lényegében nem különböznek az egyprocesszoros operációs rendszerektől

Elosztott operációs rendszerek • Több processzoros rendszerek esetében használatos, bár a felhasználó felé csak egynek tűnik • Alapjaiban más felépítést, más algoritmusokat igényel

Valós idejű rendszerek • • Azokat a rendszereket, amelyekkel szemben környezeti, a valós időskálához kötött idő-követelményeket támasztunk, valósidejű rendszereknek nevezzük Fajtái: - kemény valósidejű rsz. -lágy valósidejű rsz.

Rendszermodell Az operációs rendszer és környezete • A kezelők (operátorok) • Az alkalmazói programok • A számítógéphardver

Kezelői (operátori) felület • ~ ember – gép kapcsolat • Feladata, hogy az operációs rendszer ezen keresztül működtethető legyen, illetve a működéséről a felhasználó tájékoztatást kapjon • Tipikus eszközei: képernyő, billentyűzet, egér

A felhasználók jellemző csoportjai 1. Egyszerű felhasználók - az op. rsz. -rel nem kerülnek közvetlen kapcsolatba, csak a kezelői felületet látja - számukra az op. rsz. olyan gép, amelyik egy felhasználó körnek ad adat- és programfájlok védett és rendezett tárolására, valamint alkalmazások futtatására

2. Alkalmazásfejlesztők • Ismerik a programok számára nyújtott operációs rendszerek szolgáltatásait, valamint azok belső működését. • Számukra az op. rsz. olyan gép, amelyik a programok számára meghívható eljárásokat biztosít

3. Rendszermenedzser • Feladata az operációs rendszer üzemeltetése - Rendszergenerálás - Adminisztrációs feladatok - Hangolási feladatok - Rendszerfelügyelet

A kezelői felület • Szöveges • • Grafikus Interaktív Szinkron Aszinkron - parancsnyelvű - menürendszerű

Szinkron és aszinkron működés • Szinkron - a végrehajtás befejezését követően fogad el a rendszer újabb kezelői beavatkozást vagy parancsokat • Aszinkron - az előző parancs végrehajtása előtt újabb parancsot lehet kiadni

Alkalmazási felület • Az operációs rendszer kész, előre programozott megoldásokat tartalmaz például a B/K műveletekre, az időkezelésre, a dinamikus tárigények kielégítésére, a programok együttműködésének és információcseréjének megoldására.

Rendszerhívások • Programozott megszakítás • Hatására az operációs rendszer átveszi az irányítás szerepét

Hardverfelületek Az operációs rendszer és a hardver kapcsolódási felülete több ponton valósul meg: 1. Az op. rsz. maga is egy program 2. Kezeli a hardvereszközöket 3. Kezeli a be- és kiviteli eszközöket