Systemy Operacyjne

Co to jest System Operacyjny?

Co to jest System Operacyjny?

Zbiór programów lub procedur zaimplementowanych w postaci oprogramowania lub mikroprogramów korzystających z zasobów sprzętowych i programowych.

Między kim pośredniczy System Operacyjny?

Pośredniczy między użytkownikiem a sprzętem komputerowym.

Czy procesy Systemu Operacyjnego mogą w tym samym momencie wykorzystywać różne zasoby?

Tak

Co to jest proces?

Ciąg obliczeń, które są wykonywane z użyciem potrzebnych zasobów sprzętowych i programowych dla wykonania określonego działania.

Jak nazywamy procesy w tej samej przestrzeni adresowej?

Wątki

Na jakie dwa rodzaje dzielą się procesy?

Współbieżne i równoległe

Co to są procesy współbieżne?

Procesy, których wykonywanie pokrywa się w tym samym przedziale czasu.

Co to są procesy równoległe?

Procesy, których działanie przebiega w tym samym czasie.

Jakie wyróżniamy rodzaje procesów współbieżnych?

Procesy synchroniczne — korzystają z tego samego urządzenia zegarowego.

Procesy asynchroniczne — korzystają ze swoich własnych urządzeń zegarowych.

Czym jest wieloprogramowanie?

Cecha systemów polegająca na wykonywaniu w tym samym czasie wielu programów.

Czym jest wielodostępność?

Cecha systemów wskazująca na możliwość jednoczesnej pracy wielu użytkowników.

Co to jest podział czasu?

Cecha pracy współczesnych systemów polegająca na przydziale kwantów czasu poszczególnym procesom.

Co to jest podział pamięci?

Czynność polegająca na podziale pamięci operacyjnej na obszary, w których są przechowywane aktywne programy.

Jaki jest podstawowy podział systemów operacyjnych?

Systemy proceduralne i komunikatowe.

Co to jest dualizm Systemów Operacyjnych?

Możliwość przekształcenia proceduralnych systemów na komunikatowe systemy i odwrotnie.

Czym są Proceduralne Systemy Operacyjne?

Systemy oparte o mechanizmy powiązań znane z proceduralnych języków programowania.

Czym są Komunikatowe Systemy Operacyjne?

Systemy, których działanie polega wyłącznie na przekazywaniu danych bez sterowania.

Z jakich elementów składają się Systemy Operacyjne?

Składają się z modułów

Jakie warstwy modułów wyróżniamy w Systemach Operacyjnych?

• Warstwa wyższa (system plików, operacje na plikach)

• Warstwa pośrednia (wykonywanie prac)

• Warstwa najniższa (jądro systemu, procesy).

Jakie wyróżniamy najważniejsze funkcje Systemów Operacyjnych?

• Zarządzanie procesami, pamięcią, urządzeniami zewnętrznymi i plikami

• Średnioterminowe i długoterminowe szeregowanie prac

• Maksymalizacja wykorzystania zasobów

• Możliwość sterowania procesem przetwarzania

Jakie wyróżniamy najważniejsze typy Systemów Operacyjnych?

• Konwencjonalny

• Wsadowy

• Wielodostępowy

• Rozproszony

• Sieciowy

W jaki sposób działa konwencjonalny jednostanowiskowy system operacyjny?

Jest oparty o jedno lub wielopotokowe przetwarzanie rozkazów przez procesor.

Każdy rozkaz jest przetwarzany przez procedurę wykonania rozkazu. Pobiera rozkaz z pamięci operacyjnej do rejestru, zwiększa licznik rozkazów, pobiera odpowiednie dane i wykonuje rozkaz.

W jaki sposób działa wsadowy system operacyjny?

Charakteryzuje się on przetwarzaniem dużych porcji zadań (batch/wsad). Jest to przetwarzanie skompilowanych programów w ustalonym ciągu z dużą liczbą danych. Często jest realizowany przez skróconą liczbę rozkazów, przyspieszającą jego działanie.

W jaki sposób działa wielodostępowy system operacyjny?

Jest przeznaczony do udostępniania zasobów wielu użytkownikom naraz. Polega na przechowywaniu wszystkich programów użytkowników w pamięci operacyjnej.

W jaki sposób działa rozproszony system operacyjny?

Systemy takie powstają na podstawie lokalnej sieci komputerowej (LAN). Każdy komputer w sieci posiada ten sam, komunikatowy system.

W jaki sposób działa sieciowy system operacyjny?

Powstaje na podstawie rozległej sieci komputerowej (WAN), która przez protokoły komunikacyjne pozwala na przesyłanie danych między komputerami o niekoniecznie tych samych systemach operacyjnych. Służą mu do tego protokoły komunikacyjne.

Co to jest wzajemne wykluczanie?

Jest to takie użytkowanie pojedynczego zasobu przez co najmniej dwa procesy tak, że w danej chwili tylko jeden z nich może go używać.

Co to jest obszar krytyczny?

Jedno z rozwiązań możliwości wejścia więcej niż jednego procesu do zasobu programowego.

Co to jest semafor?

Jest to chroniona zmienna lub abstrakcyjny typ danych, stanowiący klasyczną metodę kontroli dostępu przez wiele procesów do wspólnego zasobu.

Na czym polegają operacje semaforowe?

Działanie na zmiennej, na której można wykonywać tylko dwie operacje oraz instrukcje inicjacji zmiennej.

Jak przebiega operacja semaforowa?

• Proces wykonuje operację P → S-=1

• Jeśli S < 0 - proces zawieszony.

• Jeśli S >= 0 - proces wykonuje się dalej

• Proces wykonuje operację V → S += 1

• Jeśli S >= 0 - identyfikator jednego z zawieszonych procesów usuwa się z kolejki i wznawia się wykonanie procesu

Na czym polega wzajemna blokada (ang. deadlock)?

Jest to stan, w którym co najmniej dwa procesy oczekują na spełnienie warunku, który nigdy nie zostanie spełniony.

Na czym polega synchronizacja za pomocą semaforów?

Polega na przekazywaniu sygnałów czasowych, które zezwalają na określenie kolejności korzystania z zasobu. Do najprostszych procesów tego typu należy mechanizm blokuj/obudź, działający na tzw. bitach budzenia.

Jak działa mechanizm blokuj/obudź?

Jeżeli proces wykonuje operację P, a bit budzenia jest ustawiony, to proces nie będzie zatrzymany, a bit budzenia będzie wyzerowany.

Jeśli semafor nie jest ustawiony, to proces wykonujący operację zostanie zablokowany do chwili, gdy drugi proces nie ustawi tego semafora.

Co to jest warunkowy obszar krytyczny?

Narzędzie synchronizacji procesów umożliwiające wstrzymanie procesu dopóki nie będzie spełniony dowolny warunek.

Co to jest monitor?

Jest to konstrukcja zawierająca zmienne dzielone oraz zbiór wzajemnie wykluczających się operacji.

Co to jest jądro systemu operacyjnego?

Najbardziej wewnętrzna warstwa, programy, procedury i funkcje, które stale znajdują się w pamięci operacyjnej komputera. Są one najbardziej zależne od sprzętu.

Jakie wyróżniamy funkcje jądra?

• Dostarczenie mechanizmu do tworzenia, szeregowania i usuwania procesów

• Dostarczanie narzędzi synchronizacji i komunikacji procesów

• Dostarczenie operacji wejścia/wyjścia oraz elementarnych operacji zarządzania zasobami.

Jak wygląda hierarchia pamięci?

Pamięć podręczna (największy koszt, najmniejsza pojemność) ↔ Pamięć operacyjna ↔ Pamięć pomocnicza (najmniejszy koszt, największa pojemność)

Jakie wyróżniamy najważniejsze techniki zarządzania pamięcią?

• Segmentacja

• Stronicowanie

• Segmentacja ze stronicowaniem