Componente ale Operating Systems

Ce sunt componentele sistemului de operare?

Un sistem de operare este un sistem mare și complex care poate fi creat doar prin partiționare în bucăți mici. Aceste bucăți ar trebui să fie o porțiune bine definită a sistemului, cu intrări, ieșiri și funcții atent definite.

Deși Mac, Unix, Linux, Windows...și alte sisteme de operare nu au aceeași structură, majoritatea sistemelor de operare au componente similare, cum ar fi gestionarea fișierelor, proceselor, memoriei și dispozitivelor I/O.

Să vedem fiecare dintre aceste componente în detaliu.

Gestionarea fișierelor

Un fișier este un set de informații corelate, definit de creatorul său. De obicei, acesta reprezintă programe, atât forme sursă, cât și obiecte, precum și date. Fișierele de date pot fi numerice, alfabetice sau alfanumerice.

Funcțiile de gestionare a fișierelor în sistemul de operare

sistem de operare are următoarele activități importante legate de gestionarea fișierelor:

• Crearea și ștergerea fișierelor și directoarelor.
• Manipularea fișierelor și directoarelor.
• Hartăping fișiere pe memoria secundară.
• Copierea de rezervă a fișierelor pe suporturi de stocare stabile.

Administrarea procesului

Componenta de gestionare a proceselor este o procedură pentru gestionarea numeroaselor procese care rulează simultan în sistemul de operare. Fiecare program de aplicație software are unul sau mai multe procese asociate atunci când rulează.

De exemplu, atunci când utilizați un browser, cum ar fi Google Chrome, există un proces care rulează pentru acel program de browser. Sistemul de operare are, de asemenea, multe procese care rulează, care îndeplinesc diverse funcții.

Toate aceste procese ar trebui gestionate de managementul proceselor, care menține procesele în funcțiune eficientă. De asemenea, utilizează memoria alocată acestora și le oprește atunci când este nevoie.

Execuția unui proces trebuie să fie secvențială, deci cel puțin o instrucțiune ar trebui executată în numele procesului.

Funcțiile managementului proceselor în sistemul de operare

Următoarele sunt funcții de gestionare a proceselor într-un sistem de operare:

• Crearea și ștergerea procesului.
• Suspendare și reluare.
• Sincronizarea proceselor.
• Comunicarea de proces.

Managementul dispozitivelor I/O

Una dintre utilizările importante ale unui sistem de operare este aceea că vă ajută să ascundeți de utilizator variațiile anumitor dispozitive hardware.

Funcții ale managementului I/O în sistemul de operare

• Oferă un sistem de cache buffer.
• Oferă cod general pentru driverul de dispozitiv.
• Oferă drivere pentru anumite dispozitive hardware.
• I/O vă ajută să cunoașteți individualitățile unui anumit dispozitiv.

Administrare rețea

Managementul rețelei este procesul de administrare și gestionare a rețelelor de calculatoare. Include managementul performanței, analiza defecțiunilor, furnizarea de rețele și menținerea calității serviciului.

Un sistem distribuit este o colecție de computere/procesoare care nu își partajează niciodată propria memorie sau un ceas. În acest tip de sistem, toate procesoarele au propria memorie locală, iar procesoarele comunică între ele folosind diferite linii de comunicație, cum ar fi fibra optică sau liniile telefonice.

Calculatoarele din rețea sunt conectate printr-o rețea de comunicații, care poate fi configurată în mai multe moduri. Cu ajutorul managementului rețelei, rețeaua poate fi conectată complet sau parțial, ceea ce ajută utilizatorii să proiecteze strategii de rutare și conexiune care depășesc problemele de conectare și securitate.

Funcțiile managementului rețelei

• Sistemele distribuite vă ajută să utilizați diverse resurse de calcul în ceea ce privește dimensiunea și funcționalitatea. Acestea pot include microprocesoare, minicomputere și multe sisteme informatice de uz general.
• Un sistem distribuit oferă, de asemenea, acces utilizatorului la diferitele resurse pe care le partajează rețeaua.
• Ajută la accesarea resurselor partajate care contribuie la accelerarea calculului sau oferă disponibilitatea și fiabilitatea datelor.

Gestionarea memoriei principale

Memoria principală este o matrice mare de stocare sau octeți, fiecare dintre aceștia având o adresă. Procesul de gestionare a memoriei se realizează utilizând o secvență de citiri sau scrieri ale unor adrese de memorie specifice.

Pentru a executa un program, acesta trebuie mapat la adrese absolute și încărcat în memorie. Selectarea unei metode de gestionare a memoriei depinde de mai mulți factori.

Totuși, se bazează în principal pe designul hardware al sistemului. Fiecare algoritm necesită suport hardware corespunzător. Memoria principală oferă stocare rapidă, care poate fi accesată direct de către procesor. Este costisitoare și, prin urmare, are o capacitate de stocare mai mică. Cu toate acestea, pentru ca un program să fie executat, acesta trebuie să se afle în memoria principală.

Funcțiile de gestionare a memoriei în sistemul de operare

Un sistem de operare îndeplinește următoarele funcții pentru gestionarea memoriei:

• Te ajută să păstrezi track din memoria primară.
• Stabilește ce parte a acestuia este utilizată de cine și care parte nu este utilizată.
• Într-un sistem de multiprogramare, sistemul de operare decide ce proces va primi memorie și câtă.
• Alocă memoria atunci când un proces o solicită.
• De asemenea, dealocă memoria atunci când un proces nu o mai necesită sau a fost terminat.

Managementul depozitului secundar

Cea mai importantă sarcină a unui sistem informatic este executarea programelor. Aceste programe, împreună cu datele la care accesează, trebuie să se afle în memoria principală în timpul execuției.

Această memorie a computerului este prea mică pentru a stoca permanent toate datele și programele. Sistemul informatic oferă spațiu de stocare secundar pentru a face copii de rezervă ale memoriei principale. Astăzi, computerele moderne folosesc hard disk-uri/SSD-uri ca stocare principală atât pentru programe, cât și pentru date. Cu toate acestea, gestionarea spațiului de stocare secundar funcționează și cu dispozitive de stocare precum unități flash USB și unități CD/DVD.

Programele precum asamblatoarele și compilatoarele sunt stocate pe disc până când sunt încărcate în memorie, apoi folosesc discul ca sursă și destinație pentru procesare.

Funcțiile managementului stocării secundare în sistemul de operare

Iată principalele funcții ale gestionării stocării secundare în sistemul de operare:

• Alocarea spațiului de stocare
• Gestionarea spațiului liber
• Programarea discului

Management de securitate

Diversele procese dintr-un sistem de operare trebuie securizate față de activitățile celorlalte. În acest scop, pot fi utilizate diverse mecanisme pentru a se asigura că acele procese care doresc să opereze pe fișiere, memorie, procesor și alte resurse hardware au autorizația corespunzătoare din partea sistemului de operare.

De exemplu, hardware-ul de adresare a memoriei vă ajută să confirmați că un proces poate fi executat în propriul spațiu de adrese. Temporizarea asigură că niciun proces nu are controlul asupra procesorului fără a-l elibera.

În cele din urmă, niciunui proces nu i se permite să efectueze propriile operațiuni de intrare/ieșire (I/O), ceea ce ajută la menținerea integrității diferitelor dispozitive periferice.

Alte activități importante

Iată câteva alte activități importante ale unui sistem de operare:

• Programul utilizatorului nu poate executa operațiuni I/O direct. Sistemul de operare ar trebui să ofere un mediu pentru a realiza acest lucru.
• Sistemul de operare verifică capacitatea programului de a citi, scrie, crea și șterge fișiere.
• Sistemul de operare facilitează schimbul de informații între procese care se execută pe același sistem sau pe sisteme diferite.
• Componentele sistemului de operare ajută la asigurarea unei performanțe de calcul corecte prin detectarea erorilor din hardware-ul procesorului și al memoriei.

Întrebări frecvente