IT och medier1 Utgående från boken Computer Science av: J. Glenn Brookshear Grundläggande datavetenskap, 4p Kapitel 3 Operativsystem

IT och medier2 Innehåll Operativsystem –Utveckling –Kärna, skal Programvara Processer Bootning (uppstart) Koordinering av datoraktiviteter –Tidsdelning –Semaforer –Deadlock Säkerhet

IT och medier3 Operativsystem Den programvara som styr och kontrollerar datorns funktioner Ett användargränssnitt: –Filhantering –Programhantering –Status Vanliga operativsystem –Windows: NT, 2000, XP, CE –Unix –Linux

IT och medier4 Utveckling av operativsystem Batch-jobb: –Program, data och övriga direktiv för körningen matas in, sedan körs systemet till resultatet är klart och redovisas. –Bara ett jobb (process) i taget körs utan interaktion. –Kösystem, FIFO – First In, First Out –I äldre system fick tid för körning beställas hos datatekniker.

IT och medier5 Batch-jobb Ingen interaktion sker (vänta och se)

IT och medier6 Interaktivitet med program Interaktivitet kräver koordination

IT och medier7 Utveckling av operativsystem II Tidsdelning (time-sharing) –Flera program och användare delar på samma processor –Processerna exekveras en i taget med snabba växlingar Multitasking –Tidsdelning för enanvändarsystem –Preemtive: Tidsdelning efter behov –Cooperative: Samma tidsdelning oavsett behov

IT och medier8 Software Application System Operating system Shell Kernel Utility Klassificering av programvara

IT och medier9 Klassificering av programvara II Applikationsprogram –Databassystem –Programutvecklingsverktyg –Ordbehandlare –Spel Systemprogram –Systemverktyg (t.ex scandisk, diskavfragmenteraren) –Operativsystem

IT och medier10 Skal (Shell) Operativsystemets kommunikationssätt med användarna Textbaserat –Dos, Unix, Linux GUI - Graphical User Interface, ikoner –Windows, Unix, Linux –Fönsterhanteraren

IT och medier11 Kärna (Kernel) Programvara som utför de grundläggande funktionerna –Filhanteraren: håller ordning på filer och program i sekundärminnet (hårddisken) –Drivrutiner: kommunikation med perifereienheter –Minneshanterare: hanterar bl.a. primärminne och virtuellt minne –Schemaläggare - Scheduler: hanterar vilken process som står i tur att exekveras –Dispatcher: kontrollerar och genomför tilldelning av tidluckor som schemaläggaren gjort

IT och medier12 Kärnan är inuti skalet Kernel Shell Utils & Apps

IT och medier13 Bootningsprocessen

IT och medier14 Koordinering av datorns aktiviteter Program –ett antal statiska instruktioner Process –en dynamisk aktivitet där egenskaperna ändras med tiden när programmet exekveras Processtillstånd –statusen på en process i ett ögonblick under exekvering Programräknaren Register

IT och medier15 Processadministration Processtabell –Hanteras av schemaläggaren –Processens minnesarea –Prioritet –Redo eller Väntar Tidlucka (time slice) –Hanteras av dispatchern –Är ca 50 millisekunder Process switch / Context switch Avbrott (Interrupt) –Signal till CPU:n att avsluta pågående processaktivitet Avbrottshanterare –Program som hanterar vad som händer efter ett avbrott

IT och medier16 Tidsdelning mellan processer

IT och medier17 Konkurrerande processer Processer nyttjar gemensamma resurser Operativsystemet tillåter eller förhindrar access till dessa resurser –Semaforer Deadlock –Forking – processer som skapar nya processer kan fylla processtabellen

IT och medier18 Semaforer En flagga som visar tillgängligheten –Set –Clear Test-and-set –CPU:n returnerar värdet på flaggan noterar att värdet är mottaget och sätter flaggan i en enda instruktion –Förhindrar avbrott (interrupt) mellan kontroll och set Critical region –Instruktionssekvens som endast en process i taget kan exekvera Mutual exclusion –Kravet att bara en process i taget är tillåten att exekvera

IT och medier19 Deadlock Deadlock inträffar om detta gäller: 1.Konkurrens av icke delbara resurser 2.Delar av en resurs efterfrågas flera gånger av samma process 3.När en resurs har blivit tilldelad kan inte återlämnandet forceras –1 & 2 undviker deadlock –3 upptäcker och korrigerar deadlock

IT och medier20 Deadlock forts.

IT och medier21 Säkerhet Inloggning –Användarnamn –Lösenord Minnesskydd –Processer får bara skriva i “sin del” i minnet Filskydd –Systemfiler Processprivilegier Felaktiga programvaror – buggar –Operativsystem –Applikationer