بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
سیستم عامل
Operating Systems
اسلاید 2 :
فصل دوم:
نگاهی کلی به
سیستم عامل
اسلاید 3 :
مباحث این فصل:
اهداف و وضایف سیستم عامل
سیستم عامل به عنوان رابط بین کاربر و کامپیوتر
سیستم عامل به عنوان مدیر منابع
سهولت تکامل تدریجی سیستم عامل ها
تکامل تدریجی سیستم عامل ها
پردازش ردیفی
سیستم عامل های دسته ای ساده
سیستمهای چند برنامه ای دسته ای
سیستم های اشتراک زمانی
دستاوردهای اصلی
فرایندها
مدیریت حافظه
حفاظت و ایمنی اطلاعات
زمانبندی و مدیریت منابع
ساختار سیستم
اسلاید 4 :
سیستم عامل چیست؟
سیستم عامل یک برنامه است که اجرای برنامه های کاربردی را کنترل میکند .
سیستم عامل بصورت یک رابط میان سخت افزار و کاربر عمل میکند.
3 هدف سیستم عامل:
سهولت: OS استفاده از کامپیوتر را آسان میکند.
کارامدی: OS موجب استفاده کارامد تر از منابع سیستم میشود.
قابلیت رشد: OS باید به گونه ای باشد که قابلیت رشد داشته باشد.
اسلاید 5 :
سیستم عامل : رابط بین کاربر و کامپیوتر
کاربر نهایی با سخت افزار سروکار ندارد.
یک کاربرد توسط برنامه ساز ایجاد میشود.
برنامه های سودمند برنامه هایی هستند که به دفعات استفاده میشوند. و به ایجاد برنامه، مدیریت پرونده ها و کنترل I/O کمک می کنند.
مهمترین برنامه سیستمی سیستم عامل است، که به صورت میانجی بین سخت افزار و برنامه ساز است.
اسلاید 6 :
لایه ها و منظرهای یک سیستم کامپیوتری:
اسلاید 7 :
خدمات سیستم عامل:
توسعه برنامه :برنامه های سودمندی مثل ویراستار، اشکال زدا که از طریق OS قابل دسترسند.
اجرای برنامه : OS تمام مراحل اجرا (بارکردن داده ها و دستورات در حافظه، مقدار گذاری I/O ) را زمان بندی میکند.
دسترسی به I/O : فراهم کردن واسطی یکنواخت برای تمام دستگاه های I/O
کنترل دسترسی به پرونده ها : راهکارهای حفاظتی برای دسترسی به سیستم پرونده ها
دسترسی به سیستم :در سیستم اشتراکی OS دسترسی به منابع را کنترل میکند.
کشف و پاسخ خطا : عکس العمل مناسب در برابر خطاهای حین اجرا
حسابداری: جمع آوری آمار استفاده از منابع
اسلاید 8 :
سیستم عامل به عنوان مدیر منابع:
کامپیوتر مجموعه ای از منابع برای انتقال، ذخیره سازی، و پردازش داده هاست.
سیستم عامل مسئول مدیریت منابع است.
سیستم عامل مانند سایر نرم افزارهاست
مانند سایر نرم افزار ها اجرا میشود.
سیستم عامل کنترل را به پردازنده واگذار می کند.
اسلاید 9 :
سیستم عامل به عنوان مدیر منابع:
اسلاید 10 :
هسته:
بخشی از سیستم عامل که در حافظه اصلی قرار دارد.
هسته سیستم عامل بیشترین تعداد دفعات استفاده را دارد.
اسلاید 11 :
دلایل تغییر سیستم عامل در طول زمان:
یک سیستم عامل ممکن است به دلایل زیر در طول زمان تغییر کند:
ارتقاء و انواع جدید سخت افزار
ارائه خدمات جدید
رفع خطاهای کشف شده در سیستم عامل
اسلاید 12 :
تکامل تدریجی سیستم عامل (پردازش ردیفی) :
سیستم عاملی وجود نداشت.
برنامه ها به زبان ماشین بر روی کارت نوشته می شد و به دستگاه ورودی (نوار خوان) بار می شد.
در صورت ایجاد خطا کاربر ثبات ها و حافظه اصلی را بررسی می کرد.
دومساله اصلی :
زمانبندی : هر کاربر باید از برگه های نوبت گیری استفاده کند (معمولاً نیم ساعته). در صورت کامل نشدن در موقع مقرر برنامه خاتمه می یافت تا بعداً دوباره از ابتدا اجرا شود.
زمان نصب : هر برنامه شامل بار کردن مترجم، کد منبع به حافظه، ذخیره سازی برنامه ترجمه شده بود. هر یک از این کارها متضمن قرار داشتن اطلاعات بر روی نوار ورودی بود. در صورت بروز خطا کاربر کار را از اول شروع میکرد.
اسلاید 13 :
تکامل تدریجی سیستم عامل:(پردازش دسته ای)
از برنامه ای به نام ناظر استفاده میشود.
کاربر دسترسی مستقیم به ماشین ندارد. کاربر برنامه را بر روی کارت به متصدی میداد و متصدی کارتها را به طور ردیفی در دستگاه نوار خوان قرار میداد تا مورد استفاده ناظر قرار بگیرد.
چون ناظر اکثر عملیات را انجام میدهد بخش اعظمی از آن در حافظه است که به آن ناظر ماندگار می گویند.
پردازنده در یک زمان در حال پردازش ناظر مقیم است، با خوانده شدن کار کنترل به برنامه کاربر منتقل میشود و پس از خاتمه برنامه کنترل دوباره به ناطر بر میگردد.
اسلاید 14 :
وضعیت حافظه برای ناظر ماندگار:
اسلاید 15 :
ویژگی های مطلوب سخت افزاری در سیستم پردازش دسته ای:
حفاظت از حافظه اصلی : ناظر ماندگار نباید در حافظه تغییر کند، در صورت چنین تلاشی پردازنده باید خطا را کشف و کنترل را به ناظر برگرداند.
زمان سنج: سیستم نباید در انحصار اجرای یک برنامه باشد، با زمان سنج می توان کارها را زمانبندی کرد.
دستورالعمل های ممتاز: دستورالعمل هایی که تنها توسط ناظر اجرا می شوند(مثل I/O)
وقفه ها: این خصوصیت به سیستم عامل انعطاف بیشتری میدهد.
اسلاید 16 :
حافظت از حافظه:
برنامه های کاربر در حالت کاربر اجرا می شوند.
بعضی دستورالعمل ها نمی توانند اجرا شوند.
ناظر در حالت سیستم اجرا می شود.
به حالت سیستم حالت هسته یا ممتاز نیز گفته می شود.
دستورالعملهای ممتاز در حالت ممتاز اجرا می شوند.
قسمت های محافظت شده از حافظه ممکن است در این حالت در دسترس باشند
اسلاید 17 :
سیستم عامل چند برنامه ای دسته ای :
با پردازش دسته ای هم به علت اینکه اکثر برنامه به اجرای دستورالعمل های I/O مربوط می شود، و عدم تطابق سرعت I/O و CPU ، باز هم پردازنده اکثر وقت خود را بیکار است. اگر ناحیه کاربر چندین برنامه در حال اجرا را در خود داشته باشد میتوان در حین اجرای عمل I/O برای یک برنامه ، سیستم عامل برنامه دیگر را اجرا کند.
نکته : چون سیستم عامل چند برنامه ای نیاز به مدیریت حافظه و همچنین الگوریتم های زمانبندی دارد از سیستم عامل تک برنامه ای پیچیده تر است.
اسلاید 18 :
سیستم عامل اشتراک زمانی:
در بعضی مواقع مثل پردازش تراکنش حالت محاوره ای ضروری است. لذا سیستم های اشتراک زمانی بوجود آمدند.
چند برنامگی امکان رسیدگی به کار های محاوره ای را میدهد. وقت پردازنده بین کارها تقسیم میشود.ار این روش در صورت وجود nکاربر به هر یک از کاربران 1/nوقت پردازنده میرسد.
اسلاید 19 :
مقایسه چند برنامه ای و اشتراک زمانی:
هدف
از چند برنامه ای دسته ای : استفاده حداکثر از پردازنده
از اشتراک زمانی : حداقل زمان پاسخ
منبع دستورات به سیستم عامل
در چند برنامه ای: دستورات زبان کنترل کار
در اشتراک زمانی : فرمان هایی که از پایانه وارد می شوند.
اسلاید 20 :
CTSS(Compatible Time Sharing System)
این سیستم روی ماشینی با 32000 کلمه حافظه 32 بیتی اجرا می شد. 5000 کلمه برای ناظر ماندگار و 27000 کلمه برای برنامه کاربر و داده هایش
یک برنامه همیشه طوری بار می شود که از آدرس 5000 شروع شود بنابراین کار ناظر و هم مدیریت حافظه آسان تر می شد.
در این سیستم در هر 2/0 ثانیه وقفه ای صادر می شد که موجب می شد پردازنده کنترل را به کار دیگری بدهد.
برای حفظ وضعیت کاربر قبلی ابتدا برنامه ها و وضعیتش روی دیسک ذخیره می شد.
