Sisteme de Operare

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

Obiective. Rolul acestui capitol este de a evidentia rolul central al sistemului de operare în cadrul componentei software a unui sistem de calcul. Dupa parcurgerea acestui capitol studentii trebuie sa cunoasca:

- evolutia sistemelor calcul si a celor de operare;

- conceptele care stau la baza sistemelor de operare, care vor fi dezvoltate în capitolele urmatoare;

- structura sistemelor de operare si functiile lor;

- arhitectura Von Neumann a sistemelor de calcul si componentele hardware care realizeaza interfata cu sistemul de operare.

1. Locul sistemului de operare în cadrul unui sistem de calcul

Componentele principale ale unui sistem de calcul (SC) sunt cea fizica(hardware) si cea logica(software). La rândul ei, componenta logica este formata din software-ul (programele) de aplicatii si software-ul de sistem, asa cum este redat în figura 1.1. Programele de aplicatii au scopul de a rezolva cu ajutorul calculatorului o problema specifica dintr-un anumit domeniu de activitate (financiar-bancar, stiintific etc.). Programele de sistem ofera contextul (mediul) în care programatorii pot crea propriile programe de aplicatii, care nu sunt disponibile la nivel fizic. Sistemul de operare (SO) face parte din componenta soft de sistem.

Figura 1.1 Structura unui SC

Este dificil sa se dea o definitie completa a ceea ce este un SO, în schimb, este mult mai usor sa se vada ce face un SO. Astfel:

- SO ofera facilitatile necesare unui programator pentru a-si construi propriile aplicatii.

- SO gestioneaza resursele fizice(memorie, discuri, imprimante etc) si cele logice (programe de sistem, fisiere, baze de date etc) ale sistemului de calcul, oferind posibilitatea ca utilizatorii sa poata folosi în comun aceste resurse, pe baza unor anumite reguli, ceea ce conduce la scaderea cheltuielilor de prelucrare si la cresterea performantelor sistemului de calcul.

- SO ofera o interfata prin care aplicatiile utilizator si cele de sistem au acces la componenta hardware.

2. Evolutia sistemelor de operare

Primele calculatoare aparute(generatia I) dispun numai de echipamentul hard. Ele puteau fi programate numai în cod masina (codificat binar sau hexazecimal), introdus în memorie de la o consola(panou). Dupa introducere, programul este lansat în executie, se vizualizeaza rezultatele si, eventual se corecteaza erorile. Daca este cazul, ciclul se reia. Programatorul îndeplinea si functia de operator. Alocarea timpului de lucru în sistem se realiza manual, fiecare utilizator primea un anumit interval de timp pentru a-si executa programele. Daca acesta nu reusea sa-si execute si sa-si depaneze programul în intervalul alocat, trebuia sa abandoneze lucrul si sa reia totul de la capat. De asemenea, daca termina lucrul într-un interval de timp mai mic decât cel alocat, el elibera sistemul, acesta ramâmând neutilizat pâna când un alt utilizator planificat începea lucrul.

Odata cu generatia a II-a de calculatoare, apar o serie de componente hardware noi (cititorul de cartele, imprimanta, banda magnetica) si software (compilator pentru limbajul FORTRAN, programe specializate destinate asamblarii, încarcarii si înlantuirii programelor, biblioteci software de functii uzuale, rutine de interfata cu componentele fizice numite drivere etc.). Apare conceptul de monitor, ce reprezinta o forma rudimentara de SO. Lucrarile (job-urile) erau o succesiune a fazelor (editarea textului sursa al programului, compilarea, editarea legaturilor, depanarea, executia programului). Interventia umana între faze presupune o mare pierdere de timp si o utilizare ineficienta a echipamentului. Pentru a evita aceste neajunsuri, a aparut conceptul de încarcare automata a job-urilor si a fazelor. Pentru aceasta a fost creat un mic program, denumit monitor rezident, care realiza acest lucru. Programatorul trebuie sa insereze, printre cartelele programului si ale datelor sale, unele cartele speciale numite