1/16
PB153
OPERAČNÍ SYSTÉMY
A JEJICH ROZHRANÍ
Jaroslav Ráček
racek@fi.muni.cz
01
2/16
1. Přednášky
2. PPT prezentace
3. PPT prezentace z PB152
4. Silberschatz, Galvin, Gagne: Operating System
concepts, 7th edition, Wiley, 2004, ISBN 0-471-
69466-5
PPT z PB153 jsou založeny na PPT k této knize a jsou
modifikovány. © Silberschatz, Galvin and Gagne, 2005
5. Stallings: Operating systems: Internals and Design
Principles, 5th edition, Prentice-Hall International,
2005. ISBN 0-13-147954-7.
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
LITERATURA
3/16
 Písemná
● 2 samostatné části: test + otázky
● Každá část musí být splněna na 50% bodů
ZKOUŠKA
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
4/16
 A: ≥ 90 % bodů
 B: ≥ 80 % bodů
 C: ≥ 70 % bodů
 D: ≥ 60 % bodů
 E: ≥ 50 % bodů
 F: < 50 % bodů
HODNOCENÍ ZKOUŠKY
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
5/16PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
POČÍTAČOVÝ SYSTÉM
HW
Operační systém
Aplikační a systémový
software
UživatelA
UživatelB
UživatelC
UživatelD
 Hardware
● CPU
● Paměti
● I/O
 Operační systém
 Aplikační a
systémový SW
 Uživatelé
6/16
 Asi nebudete psát ani navrhovat zcela nový OS
ale …
● možná budete muset OS modifikovat
● … nebo rozšiřovat (např. nový ovladač)
● při programování budete využívat služeb OS
● a nebo alespoň budete OS používat a je dobré vědět,
co od nich můžete čekat
PROČ STUDOVAT OS?
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
7/16
1. Úvod, historie, rozhraní
2. Procesy (plánování běhu, synchronizace)
3. Správa paměti (alokace paměti, virtuální paměť)
4. Správa I/O operací (plánovaní, vnější paměti)
CO NÁS ČEKÁ
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
8/16
 OS především jako správce prostředků počítače
● CPU, operační paměť, disková paměť, I/O zařízení
 Koordinátor, řídící složka
● řídí spouštění programů, zabraňuje chybám
a vzájemnému ovlivňování
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
SYSTÉMOVÝ POHLED NA OS
9/16
 Dnes používáme typicky desktopy/notebooky
vyhrazené pro jednoho uživatele
● OS navržen pro jednoduché používání, výkon systému
je brán na zřetel, ovšem na využití zdrojů není kladen
důraz
 Dříve často terminály, OS plní požadavky
programů řady uživatelů
● důraz na využití zdrojů počítače
● férové užívání zdrojů jednotlivými uživateli
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
UŽIVATELSKÝ POHLED NA OS
10/16
 Neexistuje universální a všeobecně
platná definice OS
 Stejně tak není jednotný názor na to, co všechno
zahrnuje OS (jádro, systémové a aplikační programy)
● OS = to co výrobce dá do krabice
● OS = jádro (tj. část, která je neustále spuštěna)
 Raději definujeme OS tím co dělá,
než tím co vlastně je.
 Analogie s „vládou“
DEFINICE OS
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
11/16
 Při návrhu OS jsou stanoveny podmínky/cíle, které
má OS splňovat
● uživatelská přívětivost
● efektivní využití (drahých) zdrojů
● ne všechny podmínky/cíle však implikují jasné způsoby
návrhu/implementace (bezchybnost, spolehlivost)
 Za 45 let vývoje se OS značně změnily:
od jednoduchých textově zaměřených po komplexní
systémy s komfortním GUI.
PRIMÁRNÍ CÍLE OS
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
12/16
 Desktop – stolní systém
● Osobní počítač (PC) vyhrazený pro jediného uživatele
(v jednom okamžiku)
● Primární je uživatelské pohodlí
● Protože uživatel je jediný, mohou být některé bezpečnostní
mechanismy vynechány/neimplementovány
● Typické I/O vybavení zahrnuje klávesnici, myš, monitor
a tiskárnu
● V současné době existuje celá řada OS, některé jsou
dostupné pro řadu HW platforem (obvykle systémy
UNIXového typu jako *BSD nebo Linux), některé jen
pro specifické platformy (MacOS, Windows XP/Vista/7
jsou orientovány především na Intel Pentium procesory,
Windows CE však běžel na řadě platforem.) Win8 vs. Win8 RT
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
STOLNÍ SYSTÉMY
13/16
 Úzce vázané systémy
● Několik vzájemně komunikujících CPU sdílející jednu paměť
a hodinový signál
● Výhody: vyšší propustnost systému, ekonomické využití
počítače
 SMP symetrický multiprocesorový systém
● Všechny procesory jsou si rovné
● Na všech běží stejná kopie OS
● SMP dnes podporuje řada OS včetně Linuxu, Windows,
FreeBSD apod.
 AMP – asymetrický multiprocesorový systém
● Každý procesor – specifický úkol např. jeden procesor
plánuje ostatním práci, nebo určité typy procesů běží
na jednotlivých procesorech
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
PARALELNÍ SYSTÉMY
14/16
 Volně vázané systémy
● Každý CPU má vlastní paměť
● Nekomunikují tedy spolu sdílenou pamětí, ale pomocí
komunikačních spojů (od speciálních
vysokorychlostních sběrnic až po klasické komutované
linky)
● Výhody: sdílení zdrojů (tiskárny, diskové kapacity),
vyšší spolehlivost
● Architektury
● Klient-server – řada klientů komunikuje s jedním (nebo více)
servery
● Peer-to-peer sítě – všechny počítače jsou rovnocenné
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
DISTRIBUOVANÉ SYSTÉMY
15/16
 RT, real-time systémy, systémy pracující v reálném čase
● Pro speciální aplikace typu řízení strojů (např. vstřikování
v automotoru), sledovací aktivity (např. nemocniční monitorovací
systémy)
● RT systémy pracují s pevně stanovenými časovými limity
● Hard (přísné) RT systémy
● při spuštění procesu je stanoven časový limit – OS proces odmítne
nebo přijme
● nutné specializované OS systémy, obvykle bez vnějších pamětí,
speciální plánovací algoritmy
● Soft (tolerantní) RT systémy
● procesy s vyšší prioritou mají přednost před procesy s nižší prioritou
● vhodné pro multimedia, robotický průmysl
● řada běžných OS podporuje stanovení priorit procesů (způsob
implementace a výsledek je však velice různý)
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
REAL-TIME SYSTÉMY
16/16
 Palm tops, kapesní systémy, PDA, mobilní
telefony, tablety
● Omezená paměť (volatilní i trvalá)
● Relativně pomalé procesory
● Malé zobrazovací zařízení
● Omezená baterie
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ
KAPESNÍ/MOBILNÍ SYSTÉMY
17/16
Výukovou pomůcku zpracovalo
Servisní středisko pro e-learning na MU
http://is.muni.cz/stech/
PB 153 OPERAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH ROZHRANÍ