تحقیق در مورد جزوه درس سیستم عامل ۲

word قابل ویرایش
26 صفحه
4700 تومان

سیستم عامل:
کنترل کننده منابع مختلف سیستم کامپیوتر می باشد و زیر بنای طراحی نرم افزارهای کاربردی و سطح بالا را به وجود می آورد.
از دید ما سیستم عامل مدیر منابع سیستم می باشد.

منابع عبارتند از :
۱- حافظه اصلی ۲-پردازنده ها
۳-دستگاه ها ۴-اطلاعات

بدون سیستم عامل برنامه ریز یا کاربر باید کنترل منابع سیستم را خود بر عهده بگیرد و آنها را مستقیمأ کنترل نماید. برای اجتناب از این مشکلات طراحان و مهندسان سیستم های کامپیوتری به فکر راه حلی که در نهایت به یک پوسته نرم افزاری بر روی سخت افزار انجامید افتادند تا کسیکه قسمتهای مختلف سیستم را مدیریت می کند به صورت یک ماشین مجازی که بسیار ساده تر از ماشین حقیقی (سخت افزار محض) است. این پوسته نرم افزاری (سیستم عامل) نام دارد.

لفظ سیستم عامل به مجموعه ماجول هایی گفته می شود که در یک سیستم کامپیوتری کنترل منابعی مانند:پردازنده ،حافظه ها ،دستگاه هایI/o و پرونده ها ( File ) را بر عهده دارد.

تفاوت O/s با سایر نرم افزارها:
تفاوت مهمی که O/s با سایر نرم افزارها دارد دراین است که O/s در مد محافظت شده یا حالت ناظر پردازنده کار می کند ولی سایر نرم افزارها در مد کاربر یا مد حقیقی اجرا میشوند.
برای درک مطالب فوق به نکته زیر توجه می کنیم:
نکته: ویژگی که در اکثر کامپیوترهای معاصر یافت می شود وجود سخت افزار و دستورات خاصی است که فقط O/s آنها را به کار می گیرد این دستورات معمولا در اختیار کاربر قرار داده می شود که به آنها دستورات ممتاز گفته می شود.
نکته: در زیر رابطه سیستم عامل با سخت افزار نشان داده شده است.
کاربران (users)
برنامه های سودمند برنامه های کاربردی
ویرایشگر متن پردازنده مرکزی ابزار اشکال زدایی
بار کننده ها اسمبلر کامپایلر
سیستم عامل

مدیریت اطلاعات مدیریت دستگاه مدیریت پردازنده مدیریت حافظه
سخت افزار + برنامه ها

وظایف اصلی سیستم عامل:
۱-مدیریت حافظه (Memory Management )
2-مدیریت پردازنده ( Process Management)
3-مدیریت دستگاه ( Device Management)
4-مدیریت اطلاعات (File Management)
چند اصطلاح سخت افزار:
۱-حافظه اصلی:
داده ها و برنامه ها را ذخیره می کند ،نا پایدار است و به آن حافظه حقیقی و یا اولیه گفته می شود.
۲-پردازنده:
عملیات کامپیوتر را کنترل می کند و اعمال پردازش داده ها را انجام می دهد.
۳-مؤلفه های ورودی و خروجی:

داده ها را بین کامپیوتر و محیط خارج آن منتقل می کند . محیط خارج شامل :انواع دستگاه ها از جمله حافظه ها و … می باشد .
۴-اتصالات داخلی سیستم:
ساختار ها و راه کارهایی که ارتباط بین پردازنده ها ،حافظه اصلی ومؤلفه های ورودی و خروجی را فراهم می کند.
نحوه ذخیره و بازیابی اطلاعات بر اساس Fat :

۳
۲ ۱ شیار سکتور
۱
۲
Ali.txt 3

برای مقایسه دو دیسکت پس از فرمان دیسک کپی:
Disk comp A: A:

دیسک های سیستمی:
طریقه ساخت دیسک های سیستمی به شرح زیر است:
۱-Format A: /s
2-Sys C: A:
3-Sys C: A:
نکته:فایلهایی که باعث بازگردانی اطلاعات دیسک می شوند :
۱-Image.dat
2-Mirror.fil
دستورات ایجاد فایل های حفاظت اطلاعات:
۱-Image
2-Mirror
نکته:سویچ /B باعث می شود در هنگام Format فضایی برای ریختن فایل های سیستم رزرو شود
نکته:سویچ /C باعث بررسی نواحی خراب دیسک شده و نواقص ترمیم شود.
برای اطلاع از پارتیشن موجود روی هاردFdisk /Status برای از بین بردن ویروسی که در (Partison Table) وجود دارد. Fdisk.Mbr ثبات ها:
نکته:بالاترین سرعت را کش دارد.
حافظه جانبی _____Ram _____ ثبات _____ کش
نکته:برای بالا بردن حافظه Ram از ثبات ها استفاده می شود.
ثبات کنترل وضعیت:
برای اجرای فرامین سطح بالا توسط سیستم عامل استفاده می شود و برای کنترل محتوای پردازنده نیز استفاده می شود.
نکته:کار پردازنده اجرای دستورالعمل است.
نکته:فرایند پردازش یک دستورالعمل را سیکل اجرایی دستورالعمل می نامند.
ثبات های پردازنده:
در داخل پردازنده مجموعه ای از ثبات ها وجود دارد که این ثباته ها سطحی از حافظه که سریع تر و کوچکتر از حافظه اصلی است را فراهم می کند. ثبات های داخل پردازنده وظایف زیر را انجام می _ دهند:
۱-ثبات های قابل رؤیت برای کاربر ۲-ثبات های کنترل وضعیت
۱: ثباتی است که برنامه ساز به وسیله دستورالعملهای ماشین می تواند به آنها مراجعه نماید.این ثباتها به برنامه ساز ماسین یا اسمبلی اجازه می دهند که با استفاده بهینه از آنها مراجعه به حافظه اصلی را به حد اقل می رسانند.

از جمله ثبات های قابل روئیت برای کاربر ثبات های :آدرس ،داده و اشاره گر کشته می باشد.
۲: نوع دیگری از ثبات های پردازنده که برای کنترل عمل پردازنده به کار می روند که از این ثبات ها برای کنترل عمل پردازش و همچنین رویه های ممتاز سیستم عامل برای اجرا و کنترل برنامه ها استفاده می کنند. ثبات های زیر از این نوع می باشند.
۱-ثبات های شمارنده برنامه (Pc )

۲-ثبات دستورالعمل (Ir )
1: Pc شامل آدرس دستورالعملی است که باید واکشی شود.
۲: Ir حاوی آخرین دستورالعملی است که واکشی شده است.
واحد کنترل:

تغریبأ هر دستگاهی که قابل تصور باشد ممکن است به عنوان دستگاه I/o به کار رود.بسیاری از دستگاه ها به مدار کنترلی نیاز دارند که قابل به کار گیری برای دستگاه های دیگر نیز باشد.این سخت افزار مشترک به دلایل اقتصادی به صورت یک دستگاه مجزا به نام واحد کنترل ساخته می شود.
اجرای دستورالعمل:

عمل اصلی کامپیوتر اجرای برنامه است. برنامه أی که قرار است اجرا شود شامل مجموعه أی از دستورالعمل ها می باشدکه در حافظه سیستم ذخیره شده است.پردازنده کار واقعی را با اجرای دستورالعمل های مشخص شده در برنامه انجا می دهد در ساده ترین حالت پردازش را در دو گام می توان نوشت:
۱-پردازنده یک دستورالعمل را از حافظه می خواند ( واکش می کند )
۲- پردازنده دستورالعمل واکش شده را اجرا می کند.

اجرای برنامه شامل تکرار فرایند واکشی و اجرای دستورالعمل هاست.اجرای دستورالعمل ممکن است شامل چندین عمل باشد و بستگی به طبیعت دستورالعمل دارد.

فرایندی که برای اجرای دستورالعمل لازم است ،چرخه دستورالعمل نام دارد. با استفاده از شرح دو مرحله ای که در بالا ذکر شد چرخه دستورالعمل در شکل زیر نمایش داده شدهاست.این دو گام تحت چرخه واکنش و چرخه اجرا عنوان می شود

این چرخه موقعی متوقف می شود که دستور توقف ،دستگاه خاموش یاخطا رخ دهد.

چند دستور: ۱-پاک کردن حافظه Dos Key = Alt + F7
2-دیسک را چک کرده و ایراد های سخت افزاری را نشان می دهد Chkdsk
3-ویروس کش موجود در حافظه Msav
4-گاردی برای محافظت حافظه در برابر ویروس Vsafe
5-کسب اطلاعات در مورد دستورات Help
6-نمایش صفحه به صفحه خروجی دستورات More
7-خروجی فرمان را عوض می کند >

۸-ورودی استاندارد مانیتور است که به فایل تغییر می کند <
9-نمایش فایل ها با صفت Read only Dir / Ar
10-نمایش فایل ها با صفت Hidden Dir / Ar

۱۱-گزارشی از وضعیت سیستم را در فایلی ذخیره ی کند f Msd / 12-خروجی روی فایل بازنویس می شود Dir > T.txt
13-خروجی به انتهای فایل اضافه می شود Dir >> T.txt
14-از فایل ها با تمام خصوصیات آنها لیست می گیرد Attrib *.*
15-خروجی را به چاپگر می فرستد Tree > Prn

پنج دستاورد ایجاد و توسعه سیستم های کامپیوتری:
۱-فرایند ها ۲-مدیریت حافظه
۳-حفاظت اطلاعات و ایمنی ۴-زمان بندی و مدیریت منبع
۵-ساختار سیستم

۱-فرایند:تعاریف زیادی برای فرایند وجود دارد از جمله:
نکته:چند برنامگی برای مشغول نگه داشتن پردازنده و دستگاه های ورودی و خروجی از جمله حافظه جانبی برای دسترسی به حد اکثر کارایی اجرا می شد.
۲-مدیریت حافظه:جزء پارامتر های اصلی می باشد.
فایل Himem.Sys امکان استفاده از حافظه افزوده را فراهم می کند.

نکته:حافظه افزوده فضای زیادی از Ram را اشغال کرده است.
اشتراک زمانی:استفاده مشترک چند کاربر از یک Server در شبکه را گویند.
نکته:سیستم های بلادرنگ توانایی سرویس به چند کاربر را برای انجام یک کار را دارند.

نکته:سیستم های بلادرنگ:قدرت بالا-هوشمند-سرعت زیاد.

نکته:در سیستم های اشتراک زمانی هدف اصلی که سیستم آماده واکنش و پاسخ گویی به نیاز های هر یک از کاربران بوده و همچنین به دلایل اقتصادی بتواند همزمان از کاربران بیشتری حمایت کند.
نکته:در سیستم های بلادرنگ تعدادی از کاربران در حال وارد کردن خواسته ها و یا تغییرات خود روی یک بانک اطلاعاتی هستند مثل سیستم ذخیره جا در خطوط هواپیمایی.
نکته:تفاوت کلیدی بین دو سیستم بالا در این است که اولی محدود به یک یا دو یا سه کاربرد است. در حالی که کاربران سیستم های اشتراک زمانی می توانند مشغول ایجاد برنامه و استفاده از کاربردهای مختلف سیستم باشند.
در هر دو حالت زمان پاسخگویی سیستم حرف اول را می زند.
فایل های دسته ای:
با فرمان Copycon و Edit می توان فایل دسته ای ایجاد کرد.
Autoexec.Bat : فایل هایی که لازم است در ابتدای راه اندازی ویندوز اجرا شوند در این فایل قرار دارند.
Gemouse :اگر فهرستGmouse در درایو C وجود داشته باشد در محیط Text می توان از Mouse استفاده کرد .
نکته:اگر در فایل Autoexec.bat بخواهیم یک فرمان را غیر فعال کنیم از دستور Rem قبل از فرمان مورد نظر استفاده می کنیم.
نکته:برای غیر فعال کردن گاردهای ویروس در ویندوز به فایل Ms command مراجعه شود.
تعریف حافظه افزوده:
Device =C:\Windows\Himem.sys

بار کردن Dos در ناحیه بالایی:
Dos=High
بار کردن Dos در ناحیه پائین:
Dos=Low
تعریف و مدیریت حافظه گسترده:
Device=C:\Windows\Emm386.exe
درایو مجازی به حجم Mg 1 تعریف می کند ( در حافظه گسترده )
Device High=C:\Windows\Ramdrive.sys 1024 /e

نکته:سویچ /A در فرمان بالا درایو را در حافظه افزوده می سازد.
برای داشتن فونت رنگی در محیط Text
Device=C:\Dos\Ansi.sys
عدم اجرای فرمان Rem echo hello

همگام سازی:
در طراحی یک سیستم نرم افزاری ممکن است خطا هایی رخ دهد.
۱-همگام سازی نامناسب:
مفهوم همگام سازی نامناسب این است که اغلب یک روال باید برای بروز حادپه أی در جای دیگری از سیستم معوق مانده و صبر کند. مثلأ برنامه أی که عمل خواندن را آغاز می کند باید تا آماده شدن داده ها در میانگیر صبر کنددر چنین مواقعی علامتی از یک روال دیگر لازم است تا این کار انجام شود .طراحی نامناسب راهکار علامت دهی می تواند موجب از دست رفتن علامت یا علامت های تکراری گردد.
۲-شکست در انحصار متقابل:
اغلب بشی از یک کاربر در تلاش برای استفاده همزمان از یک منبع مشترک هستند . مثلأ در یک سیستمذخیره جا در خطوط هواپیمایی ،ممکن است دو کاربر همزمان تلاش کنند بانک اطلاعاتی را خوانده و در صورت بودن جا بانک اطلاعاتی را تغییر دهند. نوعی راهکار انحصار زمان باید وجود داشته باشد تا در یک زمان یک روال با آن بخش از داده ها تراکنش داشته باشد.
۳-عملکرد غیر قطعی برنامه:

در حالت عادی خروجی یک برنامه باید به ورودی آن بستگی داشته باشد.وقتی برنامه ها از حافظه به صورت اشتراکی استفاده می کننددر این صورت ممکن است به طور غیر قابل پیشبینی در کار یکدیگر دخالت کنند.
۴-بنبست ها:

ممکن است دو یا چند برنامه به خاطر یکدیگر معلق باشند. فرض کنید دو برنامه هر یک به دو دستگاه I/o احتیاج داشته باشند یکی از برنامه ها کنترل یکی از دستگاه ها و برنامه دیگر کنترل دستگاه دیگر را در اختیار گرفته است وهر یک از این دو برنامه منتظرند تا برنامه دیگر منبع مورد نظرش را رها کند.
مدیریت حافظه:

برای پاسخ گویی به نیاز سیستم ،سیستم عامل پنج وظیفه زیر را بر عهده دارد:
۱-جداسازی فرایند ها:عدم تداخل فرایند ها در داده ها و حافظه یکدیگر
۲-تخصیص و مدیریت خودکار:تخصیص پویایی حافظه به برنامه ها به طوری که این تخصیص از دید برنامه ساز پوشیده باشدو نیازمند توجه به محدودیت های حافظه ننماید.

۳-حمایت از برنامه سازی مؤلفه ای: برنامه سازان باید قادر باشند مؤلفه ها و پارمتر ها ی حافظه ای را در برنامه های خود تعریف کنند.

۴-حفاظت و کنترل دسترسی:اشتراک حافظه این توان را به وحود می آورد تا برنامه أی حافظه برنامه دیگر را آدرس دهی کند و این جامعیت برنامه ها را تجدید می کند.سیستم عامل باید این اجازه را بدهد تا بخش هایی از حافظه توسط کاربران مختلف به صورتهای مختلف قابل دسترسی باشد.
۵-حافظه دراز مدت:بسیاری از کاربران و کاربردها نیازمندوسیله ای هستند تا اطلاعات را برای دوره های طولانی ذخیره کنند.
مفهوم نخ:

یک واحد کاری است که می توان پردازنده را به آن توضیع کرد و به صورت ردیفی اجرا می شود و می تواند مورد وقفه واقع شود و در نتیجه پردازنده به نخ دیگری بپردازد.
فرایند:
مجموعه یک یا چند نخ و منابع سیستمی تخصیص داده شده مثل حافظه ،می باشد .این مفهوممشابه یک برنامه در حال اجراست.
تنظیمات پیشرفته Dos :
این فایل در ریشه درایو C قرار دارد Msdos.sys رابط گرافیکی کاربر Boot Gui
اگر یک باشد موجب نمایش منوی هفت گانه اول راه اندازی سیستم می شود Boot Menu برای تعیین مدت زمان صبر بر روی گزینه ها Boot Menu Delay تعیین گزینه پیش فرض بین یک تا پنج (منوی هفت گانه ) Boot Menu Defult در حالتی که ویندوز به طور نرمال خاموش نشود Auto scan
اگر یک باشد امکان رفتن به Dos وجو دارد. Boot Multy
اگر یک باشد امکان رفتن به Dos وجود دارد Run/Msconfig/Advanced/Enable start menu
Msdos.sys : Bootup ویندوز در این فایل قرار دارد و فایلی سیستمی متنی است.
خصوصیات فایل Msdos.sys:
1- Hidden 2-Read only
3-System 4-Text
ثفاوت Dos و Windows :
ویندوز دارای رابط گافیکی کاربر است ( Gui ) .
سیستم های بزرگ:
سیستم های کامپیوتری بزرگ اولین کامپیوتر هایی بودند که در بسیاری از امور اقتصادی و علمی به کار گرفته شدند در این قسمت رشد سیستم های بزرگ را از سیستم های دسته أی تا سیستم های بلادرنگ بررسی می کنیم:

۱-سیستم های دسته ای :
کامپیوتر های اولیه از نظر فیزیکی بسیار بزرگ بودند.که از طریق یک کنسول کار می کردند ،کاربران مستلزمأ با سیستم تعامل نداشتند. در این گونه از سیستم ها برای افزایش سرعت پردازش کارهایی که نیاز مشابه داشتند به صورت یک دسته در می آمدند و به طور گروهی روی کامپیوتر اجرا می شدند برنامه نویسان باید برنامه های خود را به اپراتور تحویل دهند تا آنها را بر اساس نیازمندی هایی که دارنددسته بندی کنند و کامپیوتر آنها را اجرا نماید.

از میژگی های سیستم دسته أی این بود که کاربر با کاری که در حال اجرا بود تعامل نداشت ،زمانی که کار تحویل سیستم می شدتا زمان تولید خروجی ( زمان برگشت ) به میزان محاسبات یا تأخیر در اجرای کار توسط سیستم عامل بستگی داشت.در چنین محیطی Cpu اغلب بی کار است. علت بی کاری Cpu این است که سرعت دستگاه های I/O مکانیکی کمتر از دستگاه های الکترونیکی مثل Cpu است.حتی یک Cpu کند که در حدود میکرو ثانیه کار می کند هزاران دستور را در دقیقه اجرا می کند ،یک کارت خوان سریع ممکن است ۱۲۰۰ کارت را در دقیقه بخواند.

استفاده از فناوری دیسک موجب افزایش سرعت دستگاه های I/O شده است.به جای اینکه کارت ها از طریق کارت خوان به حافظه خوانده شوند و سپس کار مورد نظر پردازش گردد کارت ها مستقیمأ به دیسک خوانده می شوند. با دستیابی مستقیم به چندین کارت سیستم عامل باید زمان بندی کارها را انجام دهد و وظیفه ها به طور کارآمد انجام گیرند.
۲-سیستم های چند برنامه ای:

ایده چند برنامه أی به این صورت است که سیستم عامل چندین کار را به طور همزمان در خود نگه می دارد .سیستم عامل یکی از کار ها را انتخاب و در حافظه قرار می دهدسرانجام کار ممکن است منتظر بماند تا وظیفه أی مثل عملیات I/O کامل شود .در سیستم غیر چند برنامه ای پردازنده بی کار خواهد ماند. ولی در سیستم چند برنامه ای سیستم عامل به کار دیگری می پردازد.تا زمانی که انتظار کار اول به پایان برسد،پردازنده را در اختیار میگیرد.تا زمانی که حد اقل یک کار در صف اجرا وجود دارد پردازنده بی کار نخواهد ماند
زمان بندی کار:

اگر چندین کار آماده ورود به حافظه باشند و حافظه برای همه آنها وجود نداشته باشد سیستم باید از بین آنها کاری را انتخاب کند این انتخاب را زمان بندی کار گویند.
زمان بندی پردازنده:
اگر چندین کار به طور همزمان آماده اجرا باشند سیستم باید از بین آنها انتخاب کند.این تصمیم گیری را زمان بندی پردازنده گویند.

دستور Scheduled Task :
برای زمان بندی اجرای برنامه ها است.
سیستم های رومیزی:
کامپیوتر های رومیزی در دهه ۱۹۷۰ به وجود آمدند سیستم عامل های Pc نه چند کاربره بودند و نه چند وظیفه ای اما اهداف این سیستم های عامل با گذشت زمان تغییر کرد به جای پیشینه کردن آسایش و تفاهم با کاربران پرداختند این سیستم ها شامل Pc هایی هستند که ویندوز و اپل مکینتاش را اجرا می کنند.
مایکرو سافت ویندوز را جانشین سیستم عامل Ms Dos کرد و IBM سیستم چند وظیفه ای Os/2 را جانشین Pc Dos نمود. .سیستم عامل اپل مکینتاش به سخت افزار پیشرفته ای نیاز دارد و ویژگی هایی مثل چند وظیفه ای و حافظه مجازی دارد.
سیستم های چند پردازنده ای:
اغلب سیستم های امروزی تک پردازنده ای اند. یعنی فقط یک Cpu دارند. اما سیستم های چند پردازنده ای که سیستم های موازی یا اتصال قوی نیز نامیده می شوند ،در حال رشد می باشند. این سیستم ها دارای چندین Cpu هستند که ارتباط نزدیکی با هم برقرار می کنند.و از حافظه و ساعت و… به طور اشتراکی استفاده می کنند.
این سیستم ها سه امتیاز عمده دارند:
۱- توان عملیاتی بالا:
با افزایش تعداد پردازنده ها کار یبشتری در حداقل زمان انجام می گیرد.
۲-صرفه جویی اقتصادی:
سیستم های چند پردازنده ای نسبت به سیستم های تک پردازنده ای مقروم به صرفه ترندزیرا می توانند از دستگاه های جانبی _ حافظه ثانویه و نیروی برق مشترکی استفاده کنند.اگر چندین برنامه بر روی یک دسته از داده ها عمل نمایند بهتر است آن داده ها روی دیسک ذخیره سازی شوند و پردازنده ها به طور اشتراکی از آنها استفاده کنند.
۲- قابلیت اعتماد:

اگر وظایف بین چند پردازنده توضیع شود خرابی یک پردازنده کل سیستم را از کار نمی اندازد بلکه سرعت آن را کند می کند. اگر ۱۰ پردازنده داشته باشیم که یکی از آنها خراب شود هر یک از ۹ پردازنده باقی مانده باید کار آن پردازنده خراب را انجام دهند لذا کل سیستم ۱۰ درصد کند تر کار می کند این توانایی ادامه کار برای ارائه خدمات متناسب با سطح بقاء سخت افزار را تنزل مطبوع نامند.

متداول ترین سیستم های چند پردازنده ای:
از مدل چند پردازنده أی متقارن ( Smp ) استفاده می کنند که در آنها هر پردازنده از کپی یکسانی از سیستم عامل استفاده می کند و این کپی ها در صورت لزوم با هم ارتباط برقرار می کنند.

بعضی از سیستم ها از روش چند پردازنده ای نا متقارن استفاده می کنند. که در آن هر پردازنده وظیفه مشخصی دارد .یک پردازنده به عنوان پردازنده مرکزی سیستم را کنترل می کند و بقیه پردازنده ها از پردازنده اصلی دستور می گیرند.و یا یک وظیفه مشخصی دارنداین طرح رابطه رئیس و مرئوس را تعریف می کند.
پردازنده اصلی عمل زمان بندی را انجام می دهد و کار را به پردازنده های دیگر تخصیص می دهد.
معنای Smp :

این است که تمام پردازنده ها همتا و نظیر هم هستند. یعنی رابطه رئیس و مرئوس بین آنها وجود ندارد هر پردازنده به طور همزمان یک کپی از سیستم عامل را اجرا می کند.شکل زیر معماری Smp را نشان می دهد.

از نظر مجازی تمام سیستم عامل های جدید مثل ویندوز Nt ، Solarise ،Digitl Unix ، Os/2 و Linux از Smp پشتیبانی می کنند .
تفاوت بین چند پردازشی متقارن و نا متقارن:

به سخت افزار یا نرم افزار بر می گردد سخت افزار خاص می تواند پردازنده های چندگانه را به شیوه های گوناگون پیکر بندی کند یا نرم افزار می تواند طوری نوشته شود که اجازه دهد یکی از پردازنده ها به عنوان پدرازنده رئیس و بقیه مرئوس باشند.
به عنوان مثال سیستم عامل SunOs ( نسخه ۴ ) از چند پردازشی نامتقارن و نسخه پنج (Solarise )
در همان سخت افزار از چند پردازشی متقارن پیروی می کند.
سیستم های توضیعی:
سیستم های توضیعی برای انجام وظایف خود از شبکه بندی استفاده می کنند.سیستم های توضیعی از طریق برقراری ارتباطات می توانند در وظایف محاسباتی شریک باشند.و ویژگی های قدرتمندی برای کاربران فراهم کنندشبکه ها بر اساس توپولوژی هایی که در آنها به کبر گرفته شده با هم فرق می کنند .مثل فاصله بین گره ها و رسانه انتقالی .

متداول ترین پروتکل شبکه Tcp/Ip است ولی Atm و سایر پروتکل ها نیز کاربرد گسترده أی دارند. .سیستم های عامل نیز پروتکل های مختلفی را پشتیبانی می کنند.
اغلب سیستم های عامل از Tcp/Ip پشتیبانی می کنند.مثل ویندوز و Unix .شبکه ها بر اساس فاصله بین گره ها دسته بندی می شوند.
شبکه های محلی ( Lan ) در داخل یک اتاق ،یا ساختمان قرار داردو شبکه های گسترده ( Wan ) بین ساختمان ها و شهر ها و کشور ها قرار دارد.
انواع سیستم های توضیعی:
۱- سیستم های مشتری کارگزار:
بهبود سرعت و قیمت Pc ها باعث شد معماری متمرکز و پایانه أی متصل به کامپیوتر کنار رفته و Pc ها جای آن را بگیرند. در نتیجه باعث شده امروزه سیستم های متمرکز به صورت سیستم های کارگزار ( Server System ) عمل کنند. تا به درخواست های سیستم های مشتری پاسخ دهند ساختار کلی یک سیستم مشتری به صورت زیر است.

سیستم های کارگزار را می توانبه دو دسته تقسیم کرد:
الف: سیستم های کارگزار محاسباتی:
واسطی را فراهم می کند که مشتریان از طریق می توانند انجام فعالیتی را در خواست کنند.
این سیستم آن در خواست را اجرا کرده و نتیجه را برمی گرداند.
ب: سیستم های کارگزار فایل:
واسط سیستم فایل را فراهم می کندکه مشتریان می توانند فایل هایی را در آن ایجاد یا حذف کنند.،بخوانند یا نوسازی کنند.
۲- سیستم های نظیر به نظیر ( Peer To Peer ) :
رشد شبکه های کامپیوتری به خصوص اینترنت و وب جهانی ( WWW ) تأثیر بسزایی در سیستم های عامل داشته است.بر خلاف سیستم های اتصال قوی شبکه های کامپیوتری که در این کاربردها به کار گرفته می شوندمتشکل از مجموعه ای از پردازنده ها هستند که حافظه و ساعت مشترک دارند.
پردازنده ها از طریق خطوط ارتباطی مختلف مثل گذرگاه های سری یا خطوط تلفن با یکدیگر ارتباط
برقرار می کنند این سیستم ها را سیستم های اتصال ضعیف یا توضیعی می نامند.

کلید های میان بر ویندوز:
باز شدن منوی Start Ctrl + Esc بستن پنجره های باز Alt + F4 مرور پنجره های باز Alt + Tab
باز شدن منوی مربوطه Alt + Hot Key Windows Key + E Windows Explorer
حذف دائم Shift + Del Shift + Enter open with راست کلیک Shift + F10 1- منوی خصوصیات ۲- Full Screen Dos Alt + Enter Alt + Duble Click Propertice F2 Rename
Find F3
Ctrl + P Print
Ctrl + Z Undo Ctrl + C Copy
Ctrl + V Paste
Ctrl + y Redo
راه اندازی مجدد ویندوز Restart + Shift + Enter
بالا بردن سرعت ویندوز
برداشتن چک مارک Task های غیر ضروری Run —— Msconfig —— Start up
Run —— Scandisk
Run —— Defrage
سیستم های خوشه ای:
همانند طرح توازی سیستم های خوشه أی از چند پردازنده برای انجام کارهای محاسباتی استفاده می کنند.
تفاوت سیستم های خوشه ای و موازی در این است که سیستم های خوشه ای از دو یا چند سیستم مجزا تشکیل شده اند که به هم متصلند .واژه خوشه ای دقیق نیست .تعریف پذیرفته شده در مورد سیستم های خوشه ای این است که کامپیوتر های خوشه ای حافظه ذخیره سازی مشترکی دارند و از طریق شبکه محلی به طور ضعیف با هم ارتباط دارند.
سیستم های بی درنگ:
سیستم بی درنگ وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که برای عملکرد یک پردازنده یا جریان داده ها نیاز به زمان دقیقی باشد. بنا بر این برای کنترل دستگاه ها در کاربرد های اختصاصی به کار گرفته می شود .سیستم هایی که آزمایشات علمی را کنترل می کنند ،سیستم های کنترل صنعتی ،نظامی

کنترل پرواز و رزرو جا از جمله سیستم های بی درنگ هستند..
این سیستم ها محدودیت زمانی دقیقی دارند و پردازش باید در محدودیت زمانی خاص انجام شود وگرنه سیستم از کار می افتد.
انواع سیستم های بی درنگ:
دو نوع سیستم عامل بی درنگ وجود دارد:
۱- نرم ۲- سخت
عملکرد سیستم کامپیوتر ( وقفه ):
یک سیگنال در خواست توجه که به وسیله سخت افزارها یا نرم افزار ها به ریزپردازنده کامپیوتر صادر می شود .وقفه باعث می شود که ریز پردازنده کار فعلی خود را معوق کند و فورأ به محلی می رود که آن محل حاوی آدرس روال پاسخ گویی به وقفه است . روال پاسخ گویی به وقفه اجرا می شود و Cpu کار خود را از سر می گیرد.
انواع مختلفی از رویداد ها وجود دارند که موجب صدور وقفه می شوند مثل:
۱- کامل شدن I/o
2- تقسیم بر صفر
۳- دستیابی نا معتبر به حافظه
رویداد ها معمولأ با وقوع وقفه یا تله ( Trap ) رخ می دهند .تله یک وقفه نرم افزاری است که در اثر خطا مثلأ ( تقسیم بر صفر ) زخ می دهد.
ساختار سیستم عامل :
۱- مدیریت فرایند:
فرایند را می توان مانند یک برنامه قابل اجرا در نظر گرفت وجود برنامه یک فرایند نیست بلکه یک موجودیت غیر فعال است. مانند محتویات فایلی که روی دیسک ذخیره شده است .در حالی که فرایند یک موجودیت فعال است .و دارای شمارنده برنامه ای است. و دستوری که باید اجرا شود را مشخص می کند.
موجودیتی که می تواند به یک پردازنده نسبت داده شود و روی پردازنده اجرا شود سیستم مجموعه ای از فرایند هاست که بعضی از آنها فرایندهای سیستم عامل و بقیه فرایند های کاربر هستند .
فرایند های سیستم عامل آنهایی هستند که سیستم را اجرا می کنند و فرایند های کاربر آنهایی هستند که برنامه کاربر را اجرا می کنند .تمام این فرایند ها توانایی اجرای همزمان را دارند .برای این منظور
Cpu باید بین آنها تسهیم شود.

سیستم عامل در رابطه با کنترل فرایند مسئول اعمال زیر است:
۱- ایجاد و جذف فرایند های کاربر
۲- تعویق و از سر گیری فرایند ها
۳- فراهم کردن راه کارهایی برای هماهنگی فرایند ها
۴- فراهم کردن راه کارهایی برای ارتباط فرایند ها
۵- فراهم کردن راه کارهایی برای پردازش بنبست
۲- مدیریت حافظه اصلی:
حافظه اصلی تنها دستگاه بزرگی است که Cpu به آن مستقیمأ آدرس دهی و دسترسی دارد .برای بهبود بهره وری Cpu و سرعت پاسخ گویی کامپیوتر به کاربران باید چندین برنامه در حافظه وجود داشته باشد.
الگو های زیادی برای مدیریت حافظه وجود دارنداین الگو ها روش های متعددی را برای مدیریت حافظه ارائه می کنند .انتخاب یک الگوی مدیریت حافظه برای یک سیستم خاص به عوامل زیادی به خصوص به طراحی سخت افزار سیستم بستگی دارد .هر الگریتمی نیازمند پشتیبانی سخت افزاری خاصی است. در رابطه با مدیریت حافظه سیستم عامل مسئول اعمال زیر است:
۱- تعیین اینکه چه بخش هایی از حافظه در استفاده اند و چه کسانی از آن استفاده می کنند.
۲- وقتی فضای حافظه آماده باشد چه فرایند هایی باید به آن بار شود
۳- تخصیص و آزاد سازی فضای حافظه در صورت لزوم
۳- مدیریت فایل:
مدیریت فایل یکی از اجزای سیستم عامل است که بیشتر از اجزای دیگر در معرض دید قرار دارد برای سهولت استفاده از کامپیوتر سیستم عامل یک دیدگاه منطقی یکنواختی از ذخیره سازی اطلاعات فراهم می کند .سیستم عامل خواص فیزیکی دستگاه های ذخیره سازی را انتزاعی نموده و یک واحد ذخیره سازی منطقی یعنی فایل را تعریف می کند.
فایل مجموعه ای از اطلاعات مرتبط به هم است که توسط کسی که آن را ایجاد می کندتعریف می شود .وقتی چندین کاربر به فایل ها دسترسی دارند مطلوب است که تعیین شود که فایل ها توسط چه کسی و به چه روشهایی مورد استفاده قرار گیرند .در رابطه با مدیریت فایل سیستم عامل مسئول اعمال زیر است:
۱- ایجاد و حذف فایل ها ۳- پشتیبانی از اعمال اولیه
۲- ایجاد و حذف دایرکتوری ها ۴- نگاشت فایل ها در حافظه پنهان
۵ – پشتیبان گیری از فایل ها در رسانه

۴-مدیریت حافظه پنهان:
چون ظرفیت حافظه اصلی آنقدر نیست که بتواند تمام داده ها و برنامه ها را ذخیره کند و با قطع جریان برق نیز محتویات آن را از بین می رود لذا سیستم کامپیوتر باید از حافظه ثانویه برای ذخیره پایدار اطلاعات استفاده کند .در رابطه با حافظه ثانویه سیستم عامل مسئول اعمال زیر است:
۱- مدیریت فضای آزاد
۲- تخصیص حافظه
۳- زمان بندی دیسک
مفسر زمان فرمان:

یکی از مهم ترین برنامه ها در سیستم عامل زمان فرمان است که رابط بین کاربر و سیستم عامل است .بعضی از سیستم های عامل مفسر فرمان را در هسته قرار می دهند .بسیاری از فرمان ها از طریق دستورات کنترلی به سیستم عامل داده می شوند .وقتی یک سیستم دسته ای کار جدیدی شروع شود یا کاربر وارد سیستم اشتراک زمانی شود برنامه ای به طور خودکار اجرا می شود که دستورات کنترلی را می خواند و تفسیر می کنداین برنامه را مفسر کارت کنترلی یا مفسر خط فرمان گویند ولی معمولأ به نام پوسته معروف است .کار پوسته دریافت فرمان بعدی و اجرای آن است .
فراخوانی سیستم:

ارتباط بین سیستم عامل و برنامه های کاربر به وسیله دستورالعمل هایی از O/s انجام می گیرد به این دستورالعمل ها فراخوانی سیستم گویند.
فراخوانی های سیستم واسطی بین فرایند و سیستم عامل فراهم می کند.این فراخوانی ها به صورت دستورات اسمبلی هستند.
فراخوانی های سیستم را می توان به پنج دسته تقسیم کرد:

۱- کنترل فرایند
۲- دستکاری فایل
۳- دستکاری دستگاه
۴- دستکاری اطلاعات
۵- ارتباطات
۱- کنترل فرایند:

برنامه در حال اجرا باید به طور عادی خاتمه یابد یا در حین اجرا با مشکل خاتمه یابد( Abort ) اگر فراخوانی سیستم برای اجرای غیر عادی برنامه اجرا شود یا در حین اجرا با مشکل مواجه شود و منجر به تله استثناء شود از حافظه روبرداری شده و یک پیغام خطا صادر می گردد .این روبرداری روی دیسک نوشته می شود و توسط یک خطایاب بررسی می شود.

فراخوانی کنترل فرایند شامل موارد زیر می شود:
۱- پایان عادی ۲- غیر عادی
۳- بار کردن ۴- اجرا کردن
۵- دریافت ثبات و مقدار دهی به آن ( اولویت برای حد اکثر زمان مجاز برای اجرا و … )
۲- دستکاری فایل :

باید بتوان فایل ها را پس از ایجاد ، حذف یا باز کرد ، خواند یا در آن نوشت و تغییر مکان در فایل ( re position ) را انجام داد . به هر نقطه از فایل بتوان رفت و پس از کار کردن با فایل آن را بست و همچنین به وسیله فراخوانی سیستم های بالا را تغییر داد .
منظور از process یک برنامه در حال اجراست و شامل کد برنامه های اجرایی داده های برنامه پشته ( stack ) ، اشاره گر پشته ( stack pointer ) ، شمارنده برنامه ( pc counter ) و سایر ثبات ها و اطلاعاتی که مورد نیاز است می باشند .
۳- مدیریت دستگاه :

برنامه در حال اجرا ممکن است نیاز به منابع اضافی داشته باشد ، منابع اضافی ممکن است شامل حافظه بیشتر ، گرداننده ها ی نوار ، دستیابی فایل ها و … باشد.
۴- نگهداری اطلاعات :
بسیاری از فراخوانی های سیستم برای انتقال اطلاعات بین برنامه کاربر و سیستم عامل به کار می روند ، مثل تعداد کاربران فعلی نسخه سیستم عامل ، میزان فضای خالی روی دیسک و …
۵- ارتباطات :

دو مدل ارتباطی وجود دارد:
۱- ارسال پیام ۲- استفاده مشترک

۱- در این مدل اطلاعات از طریق امکانات ارتباطی بین فرایند ها که توسط سیستم عامل فراهم شده است مبادله می گردد.
هر کامپیوتر در شبکه دارای نام میزبانی است که با آن شناخته می شود و به همین ترتیب که هر فرایند دارای نامی است که به شناسه ای ترجمه می شوند. که سیستم عامل می تواند از طریق شناسه به آن مراجعه کند.

فراخوانی های سیستم get hostid و get processid این ترجمه را انجام می دهند .
این شناسه ها بسته به مدل ارتباطی به فراخوانی های سیستمی همه منظوره ( open وclose )منتقل می شوند که توسط سیستم عامل فراهم شده است یا به فراخوانی های سیستمی مانند open conection و close conection ازسال می شوند.

فرایند گیرنده باید از طریق فراخوانی سیستمی accept conection اجازه برقراری ارتباط را بدهد اغلب فرایند هایی که گیرنده اتصال هستند دمون هایی با اهداف خاص می باشند. .دمون ها فراخوان
wait for conection را اجرا می کنند و با برقراری ارتباط فعال می شوند.
منبع ارتباطی که مشتری یا ( client ) نامیده می شوند. و دمون گیرنده که کارگذار( server ) نامیده می شود. پیام ها را به وسیله فراخوان های سیستمی read message و write message مبادله می کنند ، فراخوان close conectionارتباط را قطع می کند .
تعریف دمون ( deamon ) :
برنامه ای که به همراه سیستم عامل است و بدون درخواست یا اطلاع کاربر اعمال کمکی را انجام می دهد .
در مدل حافظه مشترک فرایند ها از فراخوان های سیستمی map memory برای دستیابی به ناحیه هایی از حافظه که مربوط به فرایند های دیگر است استفاده می کنند.
برنامه های سیستم :
۱- دستکاری فایل ( ایجاد ، حذف ، کپی )
۲- اطلاعات وضعیت ( تاریخ ، زمان ، میزان حافظه آزاد )
۳- اصلاح فایل ( ویراستار های سیستمی )

۴- پشتیبانی از زبان های برنامه سازی ( کامپایلر ها ، اسمبلر ها )
۵- باز کردن و اجرای برنامه ها ( پس از ترجمه برنامه باید به حافظه بار شود )
۶- ارتباطات ( راهکار هایی برای اتصال مجازی بین کاربران و فرایند ها و سیستم های کامپیوتری )
طراحی و پیاده سازی سیستم :
الف : تعیین اهداف طراحی :

اولین مسئله در طراحی یک سیستم تعیین اهداف و مشخصات سیستم است .
در بالاترین سطح طراحی سیستم تحت تأثیر نوع سخت افزار سیستم قرار می گیرد .مثل سیستم دسته ای ، اشتراک زمانی ، تک کاربره ،چند کاربره ، توضیعی ، بیدرنگ و چند منظوره .
ب : تعیین راه کارها و سیاست ها :

یک اصل مهم در طراحی سیستم تفکیک راه کار از سیاست است ، راه کار تعیین می کند که کار ها چگونه انجام شوند ولی یساست تعیین می کند که چگونه کاری باید انجام شود .به عنوان مثال استفاده از زمان بند یا ( timer ) راه کاری برای تعیین حفاظت از cpu است و تعیین اینکه زمان بند اجرای کار برای هر کاربر به چه مدتی تنظیم شود یک سیاست است .

ج : پیاده سازی سیستم :
وقتی سیستم عامل طراحی شد باید پیاده سازی شود . در گذشته سیستم های عامل به زبان اسمبلی

نوشته می شدند .ولی امروزه می توان آنها را به زبان های سطح بالا مثل c ، نوشت .

چند اصطلاح :
۱- remote login :
دسترسی به شبکه از راه دور نه به وسیله کابل یا یک وسیله ارتباطی دیگر ( اتصال به شبکه ) را remote login گویند .
۲- remote file access :
دسترسی به فایل های یک کامپیوتر به وسیله کابل یا یک وسیله ارتباطی دیگر را گویند .
تعریف job :
مقدار پردازش خاصی است که به عنوان یک واحد توسط کامپیوتر صورت می گیرد .این اصطلاح از زمان بکارگیری کامپیوتر های بزرگ متداول گردیده که اطلاعات روی دسته هایی از کارتهای سوراخ دار برای پردازش برنامه های مختلف ارائه می شوند . به این ترتیب کار ها در عملیات جداگانه ای تقسیم و پردازش می شوند .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 26 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد