OKJ vizsga rendszerinformatikus - Operációs rendszerek telepítése I. tétel
1. tétel: Operációs rendszerek csoportosítása, jellemzésük
Az operációs rendszerek meghatározása:
A számítógép működését biztosító, felügyelő alapvető programot operációs rendszernek nevezzük.
Operációs rendszer- Erőforrás szemlélet
A folyamatok egy olyan csoportja, amely a felhasználói
folyamatok között elosztja az erőforrásokat
A fenti meghatározás alapján, a folyamatok szemszögéből nézve, az operációs rendszer feladata minden folyamat számára a szükséges erőforrások biztosítása, mégpedig igazságos módon úgy, hogy egyik folyamat se szenvedjen indokolatlan hátrányokat. Az erőforrások oldaláról nézve, az operációs rendszernek gondoskodnia kell az erőforrások minél hatékonyabb kihasználásáról.
A hatékony, megbízható és igazságos erőforrás elosztás csak úgy valósítható meg, ha az operációs rendszer minden szálat a kezében tart, a felhasználókat, illetve felhasználói folyamatokat megfosztja a hardver közvetlen kezelésének minden jogától. Ez nagyon szigorúan hangzik, de van a dolognak egy kellemesebb, optimista szemlélete is, amire egy újabb definíció építhető.
Operációs rendszer- Felhasználói szemlélet
A folyamatok egy olyan csoportja, amely megkíméli a
felhasználókat a hardver kezelés nehézségeitől és
kellemesebb alkalmazói környezetet biztosít
Az operációs rendszerek szerkezete, szolgáltatásai:
Bár az előző pontban ismertetett két definíció lényegében ugyanannak a dolognak a kétféle megfogalmazása, az utóbbi, a felhasználó felől közelítő szemlélet kissé tágabb értelmezést tesz lehetővé. Az operációs rendszerek alapfeladata, a felhasználói folyamatok (és ezen keresztül a felhasználók) igényeinek kielégítése, különböző szinteken valósulhat meg, az operációs rendszerek határai elmosódnak. Leghelyesebb, ha a bonyolult, összetett feladatrendszert megpróbáljuk részekre, rétegekre bontani.
Felhasználói programok
Rendszerhívások | Válaszok
Rendszermag (KERNEL)
Eszközkezelők Megszakításkezelés
Perifériák
Felhasználói folyamatok, kernel, hardver
Az a szint tehát, ami az operációs rendszert operációs rendszerré teszi a hardver és felhasználói folyamatok között helyezkedik el. Ez a rendszer magja, a kernel, mely köré mind a hardver felé, mind a felhasználó felé rétegek sora rakódik. Egészítsük ki az egyszerű modellt, és egyre bővülő körökben vegyük sorra az egyes szintek feladatait!
| Felhasználói programok | |
| Programok készítési támogatás | |
| Felhasználói folyamatok kiszolgálása | |
Rendszerhívások
| |
| Eszközvezérlő | Megszakítás vezérlő |
| Perifériá | |
Az operációs rendszerek további rétegei
A réteges felépítés lényege, hogy az egyes rétegek meghatározott, jól
definiált interfészeken keresztül kapcsolódnak egymáshoz, tehát egy réteg
cseréje (például egy új periféria típus megjelenése) nem igényli az egész
operációs rendszer átírását.
Rendszermag (KERNEL)
A rendszer magjának feladata az erőforrások elosztása és kezelése, a felhasználói folyamatok igényeinek kielégítése, adminisztrálása. A legfontosabb erőforrások, a processzor és a memória, a számtalan többi lehetséges erőforrás közül a háttértárolón lévő állományokat érdemes kiemelni. A rendszermag önmaga is folyamatok sokasága. Ezeket az un. rendszerfolyamatokat feladatukon kívül az is megkülönbözteti a felhasználói folyamatoktól, hogy ezek a rendszer bekapcsolásakor jönnek létre, és futásuk a rendszer leállításáig tart.
A kernel hozza létre a felhasználói folyamatokat, elkészíti a folyamatleíró blokkot, memóriaterületet biztosít a végrehajtandó kódnak, illetve az adatterületnek, majd gondoskodik - többek között - a processzor idő elosztásáról, a folyamatok sorrendjének meghatározásáról.
A rendszermag feladatai közé tartozik a felhasználói folyamatok elválasztása, védelme egymástól, illetve az illetéktelen beavatkozásoktól. A védelemnek szinte minden utasítás végrehajtásnál ellenőrzési feladatai vannak, ezért a sebességnövelés érdekében általában hardvertámogatást igényel.
Az operációs rendszer feladatai:
A kezelői felület, a burok (shell) és a mag (kernel) együttese alkotja az operációs rendszert (operating system). Az operációs rendszereknek a hardver, illetve a szoftver oldalról nézve következő feladatokat kellett ellátniuk:
1. Eszközkezelők (Device Driver) A felhasználói programok elől el kell fedniük a perifériák különbözőségét, egységes kezelői felületet kell biztosítani.
2. Megszakítás kezelés (Interrupt Handling) Alkalmas kell legyen a perifériák felől érkező kiszolgálási igények fogadására, megfelelő ellátására.
3. Rendszerhívás, válasz (System Call, Reply) Az operációs rendszer magjának ki kell szolgálnia a felhasználói alkalmazások (programok) erőforrások iránti igényeit úgy, hogy azok lehetőleg észre se vegyék azt, hogy nem közvetlenül használhatják a perifériákat. Erre szolgálnak a programok által kiadott rendszerhívások, melyekre a rendszermag válaszokat küldhet.
4. Erőforrás kezelés (Resource Management) Az egyes eszközök közös használatából származó konfliktusokat meg kell előznie, vagy bekövetkezésük esetén fel kell oldania.
5. Processzor ütemezés (CPU Scheduling) Az operációs rendszerek ütemező funkciójának a várakozó munkák között valamilyen stratégia alapján el kell osztani a processzor idejét, illetve vezérelnie kell a munkák közötti átkapcsolási folyamatot.
6. Memóriakezelés (Memory Management) Gazdálkodnia kell a memóriával, fel kell osztania azt a munkák között úgy, hogy azok egymást se zavarhassák, és az operációs rendszerben se tegyenek kárt.
7. Állomány- és lemezkezelés (Fiié and Disk Management) Rendet kell tartania a hosszabb távra megőrzendő állományok között.
8. Felhasználói felület (User Interface), A parancsnyelveket feldolgozó monitor utódja, fejlettebb változata, melynek segítségével a felhasználó
Az operációs rendszerek csoportosítása:
A felhasználói szintű számítógépeken elterjedt operációs rendszerek közül most a teljességet mellőzve felsorolok néhányat:
F Szöveges operációs rendszer: - DOS, LINUX
F Grafikus operációs rendszer: - Windows 95,98,NT,XP, OS/2 Warp
A két operációs rendszer között az egyik lényeges különbség, hogy a DOS szöveges, míg a Windows grafikus. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy míg egy másolási feladatot a DOS-ban egy angol parancs és a hozzátartozó bonyolult betűkombinációk által végezhet el, addig a Windows 95-ben ugyanezt a műveletet egy vagy több grafikai jel mozgatásával teheted meg.
A Windows egy grafikus operációs rendszer, mely a következő előnyökkel rendelkezik az elődeivel szemben:
F Áttekinthetőbb felhasználói felülettel rendelkezik.
F Kompatibilis elődeivel (a DOS-ra írt programokat is kezeli).
F Támogatja a hosszú fájlneveket.
F Támogat többféle elektronikus adatátvitelt (posta, fax, e-mail).
F Egyszerre általában több programot is működtet.
F Jobb a hibatűrése az elődeivel szemben.
F Erőteljesebben támogatja a multimédiás szolgáltatásokat.
A dos felépítése, részei:
Az MS-DOS 6.22 funkciói az alábbi csoportokba oszthatók:
- állományok kezelése
- lemezek használata
- a hardver lehetőségek beállítása
- a gép memóriájának használata
- programok futtatása,
- az operációs rendszer működésének beállítása.
Mi a DOS ?
A DOS az angol nyelvű elnevezésének a Disk Operating System-nek a rövidítése, amely lemezes működtető rendszert jelent. A DOS egy számítógép programokból álló speciális célú rendszer.
Az önmagában elég ostoba számítógépet a DOS teszi emberközelivé. A gép kezelője a DOS-on keresztül kommunikál a géppel. Ekkor a DOS megfelelő részei vezérlik a billentyűzetet, a képernyőt, a lemezegységeket és a nyomtatót. Amikor a géppel dolgozunk, az operációs rendszer egy közbenső csendes partner, mely összekapcsolja a felhasználót, a hardvert és a többi felhasználói szoftvert.
A DOS lehetővé teszi a felhasználónak, hogy adatokat kezeljen, programokat fejlesszen ki, ezeket betöltse a gépbe, lefuttassa és az eredményeket megőrizze. Mindezt egyszerű és kényelmes módon teheti meg, mert a DOS észrevétlenül elvégzi azokat a feladatokat, melyek egy bonyolult számítógép működtetéséhez szükségesek.
A DOS részei, indítási folyamata
A PC számítógépen futó MS-DOS operációs rendszer hat jól elkülöníthető modulból épül fel.
A ROM BIOS
Az alapvető input/output műveletek elvégzésére a ROM BIOS (Basic I/O System) szolgál. Ez a rutingyűjtemény a különböző típusú hardver elemekhez biztosít többé-kevésbé szabványos felületet. Ez a modul tulajdonképpen a számítógép része, hiszen a számítógéppel együtt (benne) kerül beszerzésre. A ROM szó azt jelöli, hogy a BIOS csak-olvasható memóriában (Read Only Memory) található. Az operációs rendszer a BIOS-ra építkezik. Például a BIOS segítségével tudunk lemezt írni és olvasni szektoronként, azonban a file-ok kezelését csak az MS-DOS biztosítja.
A BIOS feladata a számítógép hideg- illetve meleg indítása. (A hideg indítás a bekapcsolást jelenti, míg a meleg indítást a Reset gombbal vagy a
BOOT szektor és a BOOT rekord
A tesztelés végeztével a BIOS megvizsgálja, hogy valamely lemezegység (A: vagy C:) tartalmaz-e indítható operációs rendszert. Ezzel magyarázható, hogy a számítógép bekapcsolása után mindig beindulnak a lemezegységek. Először az A: jelű floppy egységről majd pedig a C: merevlemez aktív partíciójából próbálja betölteni az operációs rendszer indító programját, amely az ún. betöltő-szektorban (boot sector) található. (Újabb BIOS verziók esetén ez a működési sorrend megváltoztatható.)
A betöltő-szektorban található rövid program feladata az operációs rendszer moduljainak betöltése és elindítása
Az IO.SYS modul
Az IO.SYS nevű modul tulajdonképpen a ROM BIOS kiegészítésének tekinthető. Az IO.SYS feladatai az alábbiakban összegezhetők:
- az operációs rendszertől függő BIOS rutinokat tartalmazza,
- a ROM BIOS ezáltal EPROM csere nélkül javítható,
- a ROM BIOS által nem ismert új perifériák kezelésére képes.
Az MSDOS.SYS modul
Az MS-DOS operációs rendszer lelke az MSDOS.SYS program. Ebben a modulban tárolt rutinok biztosítják a DOS működését:
- file-ok és könyvtárak kezelése a lemezeken
- memóriakezelés,
- programok végrehajtása.
A fenti modulok betöltődése után számítógépünket birtokba veszi a DOS azonban az indítási folyamat még nem fejeződött be. Hátra van még az operációs rendszer konfigurációját meghatározó file-ok feldolgozása, illetve a parancsértelmező program betöltése.
A CONFIG.SYS állomány
Először a CONFIG.SYS szöveges állományban definiált beállítások értelmezése és az eszközvezérlők (vagy akár más tárrezidens programok) betöltése megy végbe.
Ezt követi a parancsértelmező program, a COMMAND.COM aktivizálása, amely biztosítja a kapcsolatot a felhasználó és az MS-DOS között. Az operációs rendszernek ez az alapállapota.
Az AUTOEXEC.BAT file feldolgozása
További beállítások elvégzésére használható az AUTOEXEC.BAT file, amelyet már a COMMAND.COM program hajt végre.
A parancsértelmező két részben helyezkedik el a memóriában. A rezidens rész, amely állandóan a memóriában van, a hibakezelésért és az ún. tranziens rész betöltéséért felelős. A tranziens rész, amely a hagyományos memóriának (640K) a felső régiójába töltődik, nagyobb programok futtatásakor felülíródhat. Ekkor a felhasználói programból kilépve, a rezidens rész ellenőrzi a tranziens rész hibátlanságát, és ha szükséges újratölti azt. A tranziens rész feladata a belső DOS parancsok értelmezése és a DOS programok futtatása.
Az IO.SYS, MSDOS.SYS, CONFIG.SYS és az AUTOEXEC.BAT file-okat az indító lemez gyökérkönyvtárába kell elhelyeznünk. A COMMAND.COM elérési útvonala megadható a shell CONFIG.SYS utasítás felhasználásával, de az esetek többségében ez is a gyökérben található.
A Unix operációs rendszer
Eddig méltatlanul nem esett szó arról az operációs rendszerről, amely a számítástechnika óriási változásait lényegében változatlanul követte a hatvanas évektől a mai napig. Ez az operációs rendszer a UNIX, Fennmaradását rugalmasságának köszönheti, minden konfigurációhoz, minden feladathoz jól igazítható. Külön előnye, hogy nagy kiterjedésű hálózatok fejlesztésénél is jelen volt, így az összekapcsolható rendszerek által támasztott követelmények szinte észrevétlenül épültek bele. A fentiek alapján nem túlságosan meglepő, hogy számítástechnikában, vagy helyesebben az információ technológiában kialakult két legfontosabb szabvány, a rendszerek összeköthetőségét biztosító OSI modell, illetve az alapvető rendszerspecifikációkat megadó POSIX szintén a UNIX-hoz kötődik. Napjaink operációs rendszerein végigtekintve (AIX, ULTRIX, HP-UX, Windows NT , SUN-OS stb.) elmondható, hogy elkezdtek hasonlitani UNIX-hoz, ezen keresztül pedig egymáshoz.
A Unix terjedése, jelentősége
A fenti ábrából is látható, hogy a Unix az operációs rendszerek között különleges státuszt foglal el annak ellenére, hogy vannak nála többet tudó, és hatékonyabb operációs rendszerek. A Unix fejlődése szinte a kezdetektől végigkísérte az operációs rendszerek történetét, ez a rendszer volta a :
| A közös ős |
| Az alkalmazkodó |
| A szabványteremtő |
0 hozzászólás:
Megjegyzés küldése