Sistem de operare - clasificarea sistemelor de operare

Definitie: Un sistem de operare reprezinta un ansamblu de proceduri manuale si de module program cu ajutorul carora se gestioneaza resursele sitemului de calcul si se realizeaza o interfata intre masina fizica si utilizator.

Prin intermediul apelurilor sistem, un program utilizator poate crea, utiliza si sterge diverse obiecte gestionate de sistemul de operare.

1.1. Clasificarea sistemelor de operare.

Sistemele de operare se pot clasifica dupa mai multe tipuri, in functie de anumite criterii. O prima clasificare se face dupa:

a) Modul de introducere a programelor in sistem

Din acest punct de vedere sistemele de operare pot fi:

-SO seriale, in care se accepta introducerea lucrarilor de la un singur dispozitiv de intrare;

-SO paralele, in care introducerea lucrarilor se face de la mai multe dispozitive de intrare;

-SO cu introducerea lucrarilor la distanta.

Exp: sistemele UNIX si WINDOWS sunt paralele si cu introducere la distanta, sistemul MS-DOS este serial.

b) Modul de planificare a lucrarilor pentru executie

- SO orientate pe lucrari, care admit ca unitate de planificare lucrarea, alcatuita din unul sau mai multe programe succesive ale aceluiasi utilizator;

- SO orientate pe proces, care admit ca unitate de planificare procesul.

- SO moderne sunt orientate pe proces.

c) Numarul de programe prezente simultan in memorie

-SO cu monoprogramare (cu un singur program in memoria principala la un moment dat);

-SO cu multiprogramare (cu mai multe programe existente, la un moment dat, in memoria principala).

Exp: sistemele UNIX si WINDOWS sunt cu multiprogramare. Sistemul MS-DOS este ceva intre monoprogramare si multiprogramare.

d) Gradul de comunicare a proceselor in multiprogramare

Sistemele de operare cu multiprogramare pot fi:

-SO monotasking, in care programele existente in memorie nu comunica si nu-si pot sincroniza activitatile;

- SO multitasking, in care programele existente in memorie au un obiectiv comun si isi sincronizeaza activitatile.

Exp: UNIX si WINDOWS sunt multitasking, MS-DOS este un hibrid.

e) Numarul de utilizatori simultani ai SO

- SO monouser ( cu un singur utilizator) ;

- SO multiuser (cu mai multi utilizatori),

Exp : UNIX si WINDOWS sunt multiuser, MS-DOS este monouser.

f) Modul de utilizare a resurselor

-SO cu resurse alocate (resursele alocate proceselor sunt alocate acestora pe toata desfasurarea executiei) ;

-SO in timp real (permit controlul executarii proceselor in interiorul unui interval de timp specificat);

SO in timp real sunt utilizate pentru conducerea directa, interactiva, a unui proces tehnologic sau a altei aplicatii. Procesul va transmite catre SO in timp real parametrii procesului iar SO va transmite catre proces deciziile luate.

-SO cu resurse partajate (resursele necesare proceselor sunt afectate acestora periodic, pe durata unor cuante de timp).

Daca resursa partajata este timpul unitatii centrale, SO devine partajat.

g) Dupa modul in care se face accesul la resursele sistemului clasificarea sistemelor de operare este urmatoarea:

- accesul direct (caz particular SO in timp real, cand se cere o valoare partajabila maxima a timpului de raspuns) ;

- accesul multiplu (acces la resursele sistemului pentru un mare numar de utilizatori) ;

- time sharing (alocarea timpului se face pe o cuanta de timp) ;

- la distanta (prelucrarea se face asupra unor date distribuite si dispersate geografic).

h) Dupa structura lor, sistemele de operare se clasifica in :

-SO modulare , formate din entitati cu roluri bine definite ;

-SO ierarhizate, in care o entitate poate folosi componente de nivel inferior (de exemplu, partea de serviciu poate folosi partea de control);

-SO portabile, pentru care efortul de a trece SO de pe un calculator pe altul este mic, mai mic decat cel de a-l rescrie .

Sistemele UNIX si WINDOWS sunt portabile. Cele mai vechi, de exemplu RSX, nu erau portabile.

Sarcinile sistemului de operare

In functie de modul in care se realizeaza comunicarea cu utilizatorul se pot intalni trei tipuri de sisteme :

Monitoare,

Interfete in linie de comanda (interfete text),

Interfete grafice.

Monitoare

Un program numit monitor, stocat intr-o memorie ROM interna, care se lanseaza automat la pornirea calculatorului si ii permite operatorului sa efectueze operatii simple asupra sistemului de calcul, cum ar fi: inspectarea si modificarea registrelor procesorului, vizualizarea continutului memoriei etc. De obicei, monitorul este un complementar al SO, in sensul ca porneste cand nu a putut fi incarcat SO.

Interfete in linie de comanda (interfete text)

Interfetele in linie de comanda sunt reprezentate cu interpretorul de comenzi, care afiseaza pe ecran un prompter, primeste comanda introdusa de operator si o executa.

Interfata grafica

Utilizatorul comunica cu sistemul de calcul prin intermediul unor dispozitive grafice: ferestre de dialog, meniuri, cu funcii bine precizate.

Componentele sistemelor de operare

Majoritatea sistemelor de operare, pentru a raspunde rolului de interfata cu utilizatorii, sunt organizate pe doua niveluri:

-nivelul fizic, care este mai apropiat de partea hardware a sistemului de calcul, interferand cu aceasta printr-un sistem de intreruperi;

-nivelul logic, care este mai apropiat de utilizator, interferand cu acesta prin intermediul unor comenzi, limbaje de programare, utilitare etc.

Potrivit acestor doua niveluri, sistemele de operare cuprind in principal doua categorii de programe:

- programe de control si comanda, cu rolul de coordonare si control al tuturor functiilor sistemelor de operare, cum ar fi procese de intrare iesire, executia intreruperilor, comunicatia hardware-utilizator.

- programe de servicii (prelucrari), care sunt executate sub supravegherea programelor de comanda si control, fiind utilizate de programator pentru dezvoltarea programelor sale de aplicatie.

In general, putem considera ca un SO este format din doua parti: partea de control (gestiunea resurselor) si partea de serviciu.

- Partea de serviciu

Partea de serviciu contine instrumente de lucru aflate la dispozitia utilizatorului. Partea de serviciu cuprinde soft aplicativ. Dupa destinatia lor, serviciile pot fi de :

-birotica ;

-baze de date ;

-dezvoltare de aplicatii/programe ;

-retele de calculatoare ;

-produse soft pentru prelucrarea informatiilor din diverse domenii.

1.4. Structura sistemelor de operare

In sistemele de operare apar, in general, doua aspecte structurale:

-kernel (nucleu);

-user (utilizator).

Nucleul (kernel) are urmatoarele principale functii:

- asigurarea unui mecanism pentru crearea si distrugerea proceselor;

- realizarea gestionarii proceselor, procesoarelor, memoriei si perifericelor;

- furnizarea unor instrumente pentru mecanismele de sincronizare a proceselor;

- furnizarea unor instrumente de comunicatie care sa permita proceselor sa isi transmita informatii.