**Operativni sistemi

**Sadraj Uvod Osnovne funkcije operativnog sistema Naini obrade podataka Projektovanje operativnog sistema Upravljanje resursima Savremeni operativni sistemi Dalji razvoj operativnih sistema

**Primeri operativnih sistema UNIX, LINUX, Mac OS, DOS, Microsoft Windows 95/98/XP/NT/2000/Vista, VMS, IBM OS/2, OS/390, z/OS

**ta je operativni sistem? Upravljaki program (napisan u nekom programskom jeziku, preveden, testiran i debagiran) Interfejs izmeu hardvera i korisnikih programa. Operativni sistem realnu mainu zamenjuje virtuelnom mainom. Operativni sistem omoguava korisniku da razvije i izvri program na pogodan i efikasan nain. Operativni sistem softver koji hardver ini korisnijim, podesnijim i pristupanijim krajnjem korisniku (user friendly).

**Raunarski sistem i operativni sistemHardverOperativni sistemAplikativni programKorisnik

**3-D perspektiva OS

text

Operativni sistem

Hardver

Aplikacija

Mainske

instrukcije

Privilegovane

instrukcije

Sistemski

pozivi

**OSNOVNI KONCEPTI APSTRAKCIJA HARDVERAPomou virtuelne maine koja je blia korisnikuPuno detalja je nevidljivo za krajnjeg korisnika DELJENJE RESURSAProcesorsko vreme se deli izmeu vie korisnika/programaMemorijski prostor i prostor na disku se deli izmeu vie korisnika/programa

**ARHITEKTURA PENTIUM-A

**Apstrakcija u operativnim sistemimaHARDVERDiskoviMemorijaProcesoriMreaMonitorTastaturaMi APSTRAKCIJA O.S.DatotekeProgramiNiti/ProcesiKomunikacijaProzori i GKI

**Deljenje memorije dodela memorije zatita izmeu razliitih programa zatita koda operativnog sistema preslikavanje logikih adresa u fizike virtuelna memorijaProgram 2O S Program 3Slob. prostorProgram 1

**Funkcije operativnog sistemaUpravljanje procesima (startovanje i prekidanje programa, kao i deljenje procesora) Upravljanje memorijomUpravljanje ulazno-izlaznim ureajima (tehnike preplapanja ulaznih i izlaznih aktivnosti sa procesiranjem)Upravljanje podacima (datotenim sistemima)Zatita (vie programa, vie korisnika)Upravljanje grekama i oporavak sistemaKomunikacija sa drugim raunarima u mrei

**Interfejsi sa operativnim sistemomGKIAplikacijaInterpreter komandiSistemski servisi

Operativni sistemKorisnik

**Korisniki i sistemski nain rada Svi savremeni procesori (CPUs) imaju bar dva razliita naina rada:Korisniki nain rada iSistemski (kernel) nain rada. Korisnik poziva sistemski servis (sistemski poziv), promena naina rada sa korisnikog na sistemski i nakon toga izvravanje koda operativnog sistema

**Kada je nekom procesu potreban pristup operativnom sistemu? itanje datoteke Kreiranje novog procesa Pristup disku ili nekom drugom ureaju Slanje datoteke na mreu (operativni sistem tipino upravlja mrenim interfejsom)

**Dijagram kontrole toka u operativnom sistemu

text

text

MODULI OPERATIVNOG SISTEMA(supervisor na~in rada)

korisni~ki program (korisni~ki na~n rada)

prazan hod

inicijalizacija

prekid

sistemski poziv

izuzetak

**Zato proces direktno ne zavri potrebne aktivnosti? Pogodnost (Convenience) procesi koriste samo jednostavan interfejs, a funkcionalnost je implementirana u operativnom sistemu. Portabilnost aplikacije ne sadre kod koji zavisi od hardvera. Zatita operativni sistem eliminie probleme zatite izmeu aplikacija.

**Kako operativni sistem radi? Operativni sistemi pripadaju najveim softverskim sistemima koji su do sada napisani. Poznavanje rada operativnog sistema pravi razliku izmeu nekoga ko se profesionalno bavi raunarskim sistemima i nekoga ko je samo krajnji korisnik. U okviru ovog predmeta bie prikazani osnovni koncepti rada operativnih sistema.

**Monolitni operativni sistemi

text

Interpreter komandi

Sistem datoteka

Zatita

Podrka radu u mrei

Upravljanje memorijom

Planiranje dodele procesora

Upravljanje procesima

Upravljanje ure|ajima

Hardver

**Pristup zasnovan na kernel-uKernel sadri skup primitivaKernel implementira mehanizme (mehanizmi daju odgovor na pitanje kako neto treba biti uraeno)Operativni sistem proiruje kernel (ta treba biti uraeno).

**Korisniki i sistemski (kernel) nain rada

text

text

Korisnik poziva sistemski servis

Korisnik poziva sistemski servis

Korisnik poziva sistemski servis

Promena reima rada

Kod operativnog sistema

Kod operativnog sistema

Kod operativnog sistema

**Pristup zasnovan na virtuelnoj mainiIznad hardvera nalazi se nivo softvera virtuelne maineIluzija postojanja vie instanci hardveraPodrava vie instanci operativnih sistema

**Vie v. m. nad istim hardverom

text

VMware

Apl. A

Apl. B

Hardver

Operativni sistem

Virt. maina 1

Virt. maina 2

Operativni sistem

Operativni sistem

Apl. C

Apl. D

Apl. E

**Operativni sistem sa strukturom mikro jezgra

text

API

Podrka radu u mrei

Rad sa datotekama

Rad sa prozorima

Upravljanje memorijom

Planiranje dodele procesora

...

Drajveri ure|aja

Obrada prekida

Boot i inicijalizacija

Rad sa porukama

...

Hardver

**Modularan sistemUpravljanje datotekamaUpravljanje procesimaUpravljanje memorijomUpravljanje ulazom/izlazomInterfejs sa hardveromUpravljanje mreom

**ivotni ciklus sistema

text

Iskljuenje napajanja

Boot

Ukljuenje napajanja

Init kernela

Init ureaja

Izvravanje

Shut down

**Punjenje bootloader-a i kernel-a

text

text

Data

CPU

Boot ureaj?

Firmware (PROM)

floppy

CD ROM

primarni

Mrea

kernel

sekundarni

primarni

Memorija

sekundarni

kernel

bootloader

**Arhitektura Windows oper. sist.

**UNIX kernel

**Savremeni UNIX kernel

**Arhitektura XP operativnog sistema

**Prikaz virtuelne memorije

**Naini obrade podataka Batch sistemi paketna obrada Sistemi sa deljenjem procesorskog vremena (time sharing) Interaktivni sistemi (jednokorisniki i viekorisniki) Sistemi za rad u realnom vremenu Sistemi opte namene ( time sharing, interaktivni, batch obrada)

**Klasifikacija operativnih sistema

Tip oper. sistemaBrojprocesoraBroj procesaDeljenamemorijaMonoprogramski11--Vieprogramski1 1--Vieprocesorski 1 1DaDistribuirani 1 1Ne

**Prelazak sa izvravanja jednog programa na izvravanje drugog U bilo kom trenutku samo jedan program moe da se izvrava na jednom procesoru Context switching prelazak sa izvravanja jednog programa na izvravanje drugog Cilj je optimizovati korienje procesora

**Kada prei na izvravanje drugog programa?Kada se zavri izvravanje datog programaNakon dovoljno dugog vremena izvravanja tekueg programaKada tekui program eka U/I aktivnostKada se pojavi signal prekida (na primer, klik mia)

**Mreni i distribuirani operativni sistemiMreni operativni sistemi (deljenje resursa, kao to su tampai i baze podataka u mrei) na primer MS Windows 2000, UNIX Distribuirani sistemi (migracija podataka i programa od jednog raunara do drugog, pri emu korisnik ne upravlja ovom migracijom) grupa raunara koja radi kao jedan raunar Specijalno projektovani operativni sistemi sistemi za rad u realnom vremenu (na primer hemijska postrojenja, ) maksimalno vreme odgovora sistema mora biti u fiksnom vremenu

**Projektovanje operativnog sistemaOperativni sistem veoma veliki softver. Operativni sistemi postaju sve vei i sloeniji. Da bi se projektovao, implementirao i odravao veliki softverski sistem potreban je pogled visokog nivoa - Kako je sistem struktuiran? Kako razliite komponente rade zajedno? Operativni sistem se moe dekomponovati u module.

**ta odreuje cilj operativnog sistema? Relativna cena hardvera i ljudi odreuje cilj operativnog sistema. Na poetku: skup hardver, jeftini ljudi, cilj: maksimalno iskoristiti hardver. Danas: jeftin hardver, skupi ljudi, cilj: omoguiti lako korienje raunara. Ako aplikativni softver nije efikasan, itav raunarski sistem nije efikasan.

**Deljenje resursa Cilj operativnih sistema je efikasno deljenje resursa. ta je resurs? Zato deliti resurse? Operativni sistem obezbeuje da privatni resursi budu zatieni od neautorizovanog pristupa i da deljenim resursima mogu pristupati samo relevantni procesi.

**Deljenje resursa - nastavak Omoguiti da sistem radi. Omoguiti da sistem efikasno radi (korienje ureaja, propusna mo sistema, vreme odziva sistema), Omoguiti da sistem korektno radi (ograniavanje efekata bug-ova, spreavanje neautorizovanog pristupa podacima, modifikacije podataka i korienja ve dodeljenih resursa).

**Kako izgledaju savremeni operativni sistemi?Obezbeuju jednostavno korienje raunara (korienjem apstrakcije), Obezbeuju standardan interfejs (portabilnost), Obezbeuju efikasno deljenje resursa, Troe resurse (memorija, procesor).

**Kako izgledaju savremeni operativni sistemi - nastavakmilioni linija koda, 100-1000 ovek godina, Omoguavaju sloenu asinhronu interakciju, Razliite klase korisnika imaju razliite potrebe,Izvravaju se na razliitim hardverskim platformama

**Dalji razvoj operativnih sistemaSloen softverski sistem konkurentnost (konkurentan rad U/I ureaja sa centralnim procesorom) i asinhroni rad. Bolja integrisanost sa Internetom.Bolji sistem zatite.Skoro je nemogue potpuno debug-ovati operativni sistem u toku jednog ivotnog ciklusa. Glavni problem danas je kako napraviti pouzdan i zatien veliki softverski sistem.

**Primeri pitanjaNavesti servise koje obezbeuju savremeni operativni sistemi.Koje su osnovne funkcije savremenih operativnih sistema?Klasifikovati operativne sisteme po broju podranih procesa i procesora.Na koji nain se kod vieprogramskih operativnih sistema poveava iskorienje procesora?Navesti naine rada operativnih sistema na osnovu naina interakcije korisnika sa raunarom i vremena odziva raunara na zahtev korisnika.Objasniti nain rada operativnih sistema sa paketnom obradom.Objasniti nain rada operativnih sistema sa deljenjem procesorskog vremena (time sharing).

********************************************