Części OperaSystemy tingowe

Co to są składniki systemu operacyjnego?

System operacyjny to duży i złożony system, który można stworzyć jedynie poprzez podzielenie go na małe fragmenty. Fragmenty te powinny stanowić dobrze zdefiniowaną część systemu, ze starannie zdefiniowanymi wejściami, wyjściami i funkcjami.

Chociaż Mac, Unix, Linux, Windowsi inne systemy operacyjne nie mają takiej samej struktury, większość systemów operacyjnych współdzieli podobne komponenty systemowe, takie jak pliki, procesy, pamięć i zarządzanie urządzeniami wejścia/wyjścia.

Przyjrzyjmy się szczegółowo każdemu z tych elementów.

Zarządzanie plikami

Plik to zbiór powiązanych informacji, zdefiniowany przez jego twórcę. Zazwyczaj reprezentuje programy, zarówno formy źródłowe, jak i obiektowe, oraz dane. Pliki danych mogą być numeryczne, alfabetyczne lub alfanumeryczne.

Funkcje zarządzania plikami w systemie operacyjnym

system operacyjny wykonuje następujące ważne czynności związane z zarządzaniem plikami:

• Tworzenie i usuwanie plików i katalogów.
• Manipulowanie plikami i katalogami.
• Mapaping pliki do pamięci podrzędnej.
• Tworzenie kopii zapasowych plików na stabilnych nośnikach danych.

Zarządzanie procesem

Komponent zarządzania procesami to procedura zarządzania wieloma procesami uruchomionymi jednocześnie w systemie operacyjnym. Każdy program aplikacyjny ma jeden lub więcej procesów powiązanych z nim podczas działania.

Na przykład, gdy używasz przeglądarki takiej jak Google Chrome, istnieje proces uruchomiony dla tego programu przeglądarki. System operacyjny ma również wiele uruchomionych procesów, które wykonują różne funkcje.

Wszystkimi tymi procesami należy zarządzać za pomocą zarządzania procesami, które zapewnia ich efektywne działanie. Wykorzystuje ono również przydzieloną im pamięć i zamyka je w razie potrzeby.

Wykonywanie procesu musi być sekwencyjne, więc przynajmniej jedna instrukcja powinna zostać wykonana w imieniu procesu.

Funkcje zarządzania procesami w systemie operacyjnym

Poniżej znajdują się funkcje zarządzania procesami w systemie operacyjnym:

• Tworzenie i usuwanie procesów.
• Zawieszenie i wznowienie.
• Synchronizacja procesów.
• Komunikacja procesowa.

Zarządzanie urządzeniami we/wy

Jednym z ważnych zastosowań systemu operacyjnego jest możliwość ukrycia przed użytkownikiem odmian określonych urządzeń sprzętowych.

Funkcje zarządzania we/wy w systemie operacyjnym

• Oferuje system buforowania pamięci podręcznej.
• Zawiera ogólny kod sterownika urządzenia.
• Dostarcza sterowniki dla poszczególnych urządzeń sprzętowych.
• I/O pomaga poznać cechy charakterystyczne konkretnego urządzenia.

Zarządzanie siecią

Zarządzanie siecią to proces administrowania i zarządzania sieciami komputerowymi. Obejmuje zarządzanie wydajnością, analizę błędów, dostarczanie sieci i utrzymywanie jakości usług.

System rozproszony to zbiór komputerów/procesorów, które nigdy nie współdzielą własnej pamięci ani zegara. W tym typie systemu wszystkie procesory mają swoją pamięć lokalną, a procesory komunikują się ze sobą za pomocą różnych linii komunikacyjnych, takich jak światłowody czy linie telefoniczne.

Komputery w sieci są połączone za pośrednictwem sieci komunikacyjnej, którą można skonfigurować na wiele różnych sposobów. Za pomocą zarządzania siecią sieć może być w pełni lub częściowo połączona, co pomaga użytkownikom projektować strategie routingu i połączeń, które przezwyciężą problemy z połączeniem i bezpieczeństwem.

Funkcje zarządzania siecią

• Systemy rozproszone pozwalają na wykorzystanie zróżnicowanych pod względem rozmiaru i funkcji zasobów obliczeniowych. Mogą one obejmować mikroprocesory, minikomputery i wiele systemów komputerowych ogólnego przeznaczenia.
• System rozproszony oferuje użytkownikowi również dostęp do różnych zasobów współdzielonych przez sieć.
• Umożliwia dostęp do współdzielonych zasobów, co przyspiesza obliczenia i zapewnia dostępność oraz niezawodność danych.

Zarządzanie pamięcią główną

Pamięć główna to duża tablica danych lub bajtów, z których każdy ma swój adres. Proces zarządzania pamięcią odbywa się poprzez sekwencję odczytów lub zapisów określonych adresów pamięci.

Aby wykonać program, należy go zmapować na adresy absolutne i załadować do pamięci. Wybór metody zarządzania pamięcią zależy od kilku czynników.

Jednak opiera się ona głównie na konstrukcji sprzętowej systemu. Każdy algorytm wymaga odpowiedniego wsparcia sprzętowego. Pamięć główna oferuje szybką pamięć masową, do której procesor ma bezpośredni dostęp. Jest ona kosztowna i dlatego ma mniejszą pojemność. Jednak aby program mógł zostać wykonany, musi znajdować się w pamięci głównej.

Funkcje zarządzania pamięcią w systemie operacyjnym

System operacyjny realizuje następujące funkcje zarządzania pamięcią:

• Pomaga Ci zachować track pamięci podstawowej.
• Określa, która część jest przez kogo używana, a która nie jest używana.
• W systemie wieloprogramowym system operacyjny decyduje, który proces otrzyma pamięć i ile jej otrzyma.
• Przydziela pamięć w momencie, gdy proces o nią poprosi.
• Zwalnia również pamięć, gdy proces nie jest już jej potrzebny lub został zakończony.

Zarządzanie magazynem wtórnym

Najważniejszym zadaniem systemu komputerowego jest wykonywanie programów. Programy te, wraz z danymi, do których uzyskują dostęp, muszą znajdować się w pamięci operacyjnej podczas wykonywania.

Pamięć komputera jest zbyt mała, aby trwale przechowywać wszystkie dane i programy. System komputerowy oferuje dodatkową pamięć masową do tworzenia kopii zapasowych pamięci głównej. Współczesne komputery wykorzystują dyski twarde/SSD jako podstawową pamięć masową zarówno programów, jak i danych. Jednak zarządzanie dodatkową pamięcią masową działa również z urządzeniami pamięci masowej, takimi jak dysk flash USB i napędy CD/DVD.

Programy takie jak assemblery i kompilatory są przechowywane na dysku do momentu załadowania ich do pamięci, a następnie wykorzystują dysk jako źródło i miejsce docelowe do przetwarzania.

Funkcje zarządzania pamięcią dodatkową w systemie operacyjnym

Oto najważniejsze funkcje zarządzania pamięcią masową w systemie operacyjnym:

• Alokacja pamięci
• Bezpłatne zarządzanie przestrzenią
• Planowanie dysku

Zarządzanie bezpieczeństwem

Różne procesy w systemie operacyjnym muszą być zabezpieczone przed wzajemnymi działaniami. W tym celu można zastosować różne mechanizmy, aby zapewnić, że procesy, które chcą operować na plikach, pamięci, procesorze i innych zasobach sprzętowych, mają odpowiednie uprawnienia od systemu operacyjnego.

Na przykład, sprzętowe adresowanie pamięci pomaga potwierdzić, że proces może zostać wykonany w jego własnej przestrzeni adresowej. Czas trwania zapewnia, że ​​żaden proces nie przejmie kontroli nad procesorem bez jej zwolnienia.

Na koniec, żaden proces nie może wykonywać własnych operacji wejścia/wyjścia, co pomaga zachować integralność różnych urządzeń peryferyjnych.

Inne ważne czynności

Oto kilka innych ważnych czynności systemu operacyjnego:

• Program użytkownika nie może wykonywać operacji wejścia/wyjścia bezpośrednio. System operacyjny powinien zapewnić odpowiednie medium do tego celu.
• System operacyjny sprawdza, czy program jest w stanie odczytywać, zapisywać, tworzyć i usuwać pliki.
• System operacyjny ułatwia wymianę informacji między procesami wykonywanymi w tym samym lub różnych systemach.
• Składniki systemu operacyjnego pomagają upewnić się, że obliczenia są poprawne, wykrywając błędy w sprzęcie procesora i pamięci.

FAQ