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Système opérationnel

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Intereaccion Entre le SOUS avec le reste des parts.

Un système opérationnel est un logiciel de système, c'est-à-dire, un ensemble de programmes de calcul destinés à réaliser beaucoup de tâches entre lesquelles souligne l'administration des dispositifs périphériques.

Lorsqu'il s'applique voltage au procesador d'un dispositif électronique, celui-ci exécute un réduit code en langage ensamblador localisé dans une direction concrète en la ROM (direction de reset) et connu comme reset code, que à son tour exécute une routine avec laquelle s'initialise l'hardware qu'accompagne au procesador. Aussi dans cette phase a l'habitude de se initialiser le controlador des interruptions. Terminée cette phase s'exécute le code d'arraché (startup code), aussi code en langage ensamblador, dont la tâche plus importante est exécuter le programme principal (main()) du logiciel de l'application.[1]

Un système opérationnel se peut trouver dans bien des appareils électroniques qu'utilisent microprocesadores pour fonctionner, puisque grâce à ceux-ci pouvons comprendre la machine et que celle-ci accomplisse avec ses fonctions (téléphones mobiles, reproducteurs de DVD, autoradios, computadoras, radios, etc).

Sommaire

Fonctions basiques

Les systèmes opérationnels, dans sa condition de cape logiciel qu'ils permettent et il simplifie le je manie de la computadora, occupent une série de fonctions basiques essentielles pour la gestion de l'équipe. Entre les plus remarquables, chacune exercée par un composant interne (module en noyaus monolíticos et serveur en micronúcleos), pouvons rapporter les suivantes:

  • Fournir plus confort dans l'usage d'un computador.
  • Gérer de façon performante les ressources de l'équipe, en exécutant services pour les procès (programmes)
  • Trinquer une interface à l'utilisateur, en exécutant instructions (commandos).
  • Permettre que les changements dus au développement du propre SOUS se puissent réaliser sans interférer avec les services que déjà se prêtaient (evolutividad).

Un système opérationnel occupe 5 fonctions basiques dans l'opération d'un système informatique: fourniture d'interface à l'utilisateur, administration de ressources, administration d'archives, administration de tâches et service de support et utilités.

  • Interfaces de l'utilisateur: il Est la part du système opérationnel que permet se communiquer avec il, de telle sorte qu'ils se puissent charger des programmes, accéder des archives et réaliser autres tâches. Ils existent trois types basiques d'interfaces: celles qui se basent sur des commandos, celles qui utilisent des menus et les interfaces graphiques d'utilisateur.
  • Administration de ressources: ils Servent pour administrer les ressources de hardware et de réseaux d'un système informatique, comme la CPU, mémoire, dispositifs d'emmagasinage secondaire et périphérique d'entrée et de sortie.
  • Administration d'archives: Un système d'information contient des programmes d'administration d'archives qu'ils contrôlent la création, effacé et accès d'archives de données et de programmes. il aussi implique maintenir le registre de l'emplacement physique des archives dans les disques magnétiques et dans autres dispositifs d'emmagasinage secondaires.
  • Administration de tâches: Les programmes d'administration de tâches d'un système opérationnel administrent la réalisation des tâches informatiques des utilisateurs finaux. Les programmes contrôlent des quelles zones ils ont accès au CPU et par combien temps. Les fonctions d'administration de tâches peuvent distribuer une part spécifique du temps du CPU pour une tâche en particulière, et interrompre au CPU à n'importe quel moment pour la substituer avec une tâche de majeure priorité.
  • Services de support: Les services de support de chaque système opérationnel dépendront de la implémentation particulière de celui-ci avec laquelle nous soyons en train de travailler. Entre les plus connues se peuvent souligner les implémentations de Unix, développées par des différentes entreprises de logiciel, les systèmes opérationnels de Apple Inc., comme Mac VOUS X pour les computadoras de Apple Inc., les systèmes opérationnels de Microsoft, et les implémentations de logiciel libre, comme GNU/Linux ou BSD produites par des entreprises, universités, administrations, organisations sans des fins de lucre et/ou communautés de développement. Ces services de support ont l'habitude de consister à:
  • Actualisation de versions.
  • Améliorations de sécurité.
  • Inclusion de quelque nouvelle utilité (un nouveau environnement graphique, un assistant pour administrer quelque déterminée fonction, ...).
  • Controladores Pour manier nouveaux périphériques (ce service dois se coordonner parfois avec le fabricant de l'hardware).
  • Correction de erreurs de logiciel.
  • Autrui.

Ne toutes les utilités d'administration ou services font partie du système opérationnel, outre celui-ci, y a autres types importants de logiciel d'administration de systèmes, comme les systèmes d'administration de base de données ou les programmes d'administration de réseaux. Le support de ces produits devra le fournir le fabricant correspondant (qu'il n'a pas parce qu'être le même que le de le système opérationnel).

Perspective historique

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Estimation de l'usage actuel de systèmes opérationnels selon un échantillon de computadoras avec accès à Internet (Source: W3counter).

Les premiers systèmes (1945 - 1950) étaient des grandes machines opérées depuis la console maîtresse par les programadores. Pendant le décennie suivant (1950 - 1960) ils s'ont menés à terme des avances en le hardware: lectrices de cartes, imprimantes, rubans magnétiques, etc. Ceci a à son tour provoqué une avance dans le logiciel: compiladorest, ensambladorest, cargadores, manejadores de dispositifs, etc.

Problèmes d'exploitation et solutions initiales

Le problème principal des premiers systèmes était la basse utilisation des mêmes, la première solution il a été mettre un opérateur professionnel qu'il maniait le système, avec ce que ils s'ont éliminés les feuilles de réserve, s'a épargné temps et il s'a augmenté la vitesse.

Pour cela, les travaux ils se groupaient de forme manuelle en des lots moyennant ce que se connaît comme traitement par des lots (batch) sans automatiser.

Moniteurs résidents

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Fiches en langage de traitement par des lots, avec programme et des données, pour exécution secuencial

D'après a été en devançant la complexité des programmes, a été nécessaire implémenter des solutions qu'ils automatisassent l'organisation de tâches sans besoin d'un opérateur. En raison de cela ils s'ont créés les moniteurs résidents: programmes qui résidaient en mémoire et qu'ils géraient l'exécution d'une queue de travaux.

Un moniteur résident était composé par un cargador, un Interprète de commandos et un Controlador (drivers) pour le manie d'entrée/sortie.

Systèmes avec emmagasinage temporel d'Et/S

Il se devance en l'hardware, en créant le support de interruptions. il après se mène à terme une tentative de solution plus devancé: solapar l'Et/S d'un travail avec ses propres calculs. C'est pour cela qu'il se crée le système de buffers avec le suivant fonctionnement:

  • Un programme écrit sa sortie dans un zone de mémoire (buffer 1).
  • Le moniteur résident entame la sortie depuis le buffer et le programme d'application calcule en déposant la sortie en le buffer 2.
  • La sortie depuis le buffer 1 termine et le nouveau calcul aussi.
  • Il s'entame la sortie depuis le buffer 2 et un autre nouveau calcul dirige sa sortie au buffer 1.
  • Le procès se peut répéter de nouveau.

Les problèmes surgissent si il y a beaucoup de plus opérations de calcul que d'Et/S (limité par la CPU) ou si par le contraire y a beaucoup de plus opérations d'Et/S que calcul (limité par l'Et/S).

Spoolers

Il fait apparition le disque magnétique avec ce que ils surgissent des nouvelles solutions aux problèmes de rendement. Ils s'éliminent les rubans magnétiques pour le chaviré préalable des données de dispositifs lents et ils se substituent par des disques (un disque il peut simuler divers rubans). En raison du solapamiento du calcul d'un travail avec l'Et/S d'un autre travail se créent des tables dans le disque pour des différentes tâches, ce que se connaît comme Spool (Simultaneous Peripherial Operation En ligne).

Systèmes Opérationnels Multiprogramados

Il surgit une nouvelle avance en l'hardware: l'hardware avec protection de mémoire. Ce que offre des nouvelles solutions aux problèmes de rendement:

  • Se solapa le calcul de quelques travaux avec l'entrée/sortie d'autres travaux.
  • Ils se peuvent maintenir en mémoire divers programmes.
  • Il s'assigne l'usage de la CPU aux différents programmes en mémoire.

En raison des changements antérieurs, se produisent des changements dans le moniteur résident, avec ce que celui-ci doit aborder des nouvelles tâches, en naissant ce que se dénomme comme des Systèmes Opérationnels multiprogramados, lesquels accomplissent avec les suivantes fonctions:

  • Administrer la mémoire.
  • Gérer l'usage de la CPU (planification).
  • Administrer l'usage des dispositifs d'Et/S.

Lorsqu'il occupe ces tâches, le moniteur résident se transforme dans un système opérationnel multiprogramado.

Appels au Système Opérationnel

Définition brève: appels qui exécutent les programmes d'application pour demander quelque service au SOUS.

Chaque SOUS implémente un ensemble propre d'appels au système. Cet ensemble d'appels est l'interface du SOUS face aux applications. Ils constituent le langage qu'ils doivent user les applications pour se communiquer avec le SOUS. C'est pour cela que si nous changeons de SOUS, et nous ouvrons un programme dessiné pour travailler sur l'antérieur, en général le programme ne fonctionnera pas, à moins que le nouveau SOUS ait la même interface. Pour cela:

  • Les appels correspondants doivent avoir le même format.
  • Chaque appel au nouveau SOUS doit donner les mêmes résultats que la correspondante de l'antérieur.

Façons d'exécution en un CPU

Les applications ne doivent pas pouvoir user toutes les instructions de la CPU. Cependant le SOUS, il doit pouvoir utiliser tout le jeu d'instructions du CPU. C'est pour cela que, une CPU doit avoir (au moins) deux façons d'opération différentes:

  • Façon utilisateur: le CPU pourra exécuter seulement les instructions du jeu restreint des applications.
  • Façon supervisor: la CPU doit pouvoir exécuter le jeu complet d'instructions.

Appels au Système

Une application, normalement ne sait pas où il est située la routine de service de l'appel. Par ce que si celle-ci se codifica comme un appel de fonction, n'importe quel changement en le SOUS ferait qu'y eût que reconstruir l'application.

Mais le plus important est qu'un appel de fonction ne change pas la façon d'exécution de la CPU. Avec ce que y a que réussir appeler à la routine de service, sans devoir connaître son emplacement, et faire qu'il se force un changement de façon d'opération de la CPU dans l'appel (et la récupération de la façon antérieure dans le retour).

Ceci se fait en utilisant instructions machine dessinées spécifiquement pour ce commis, diverses desquelles s'usent pour les appels de fonction.

Bibliothèques d'interface d'appels au système

Les appels au système ne toujours ont une expression simple dans les langages de grand niveau, c'est pour cela que se créent les bibliothèques d'interface, qu'ils sont des bibliothèques de fonctions que peuvent s'user pour effectuer appels au système. Il les y a pour des divers langages de programmation.

L'application appelle à une fonction de la bibliothèque d'interface (moyennant un appel normal) et cette fonction est celle qui il réellement fait l'appel au système.

Interruptions et exceptions

Le SOUS occupe une position intervient entre les programmes d'application et l'hardware. il ne se limite pas à utiliser l'hardware à la demande des applications puisqu'y a des situations dans lesquelles il est l'hardware celui qui précise qu'il s'exécute code du SOUS. En des telles situations l'hardware doit pouvoir appeler au système, en pouvant se devoir ces appels à deux conditions:

  • Quelque dispositif d'Et/S précise attention.
  • Il s'est produit une situation d'erreur à l'essayer exécuter une instruction du programme (normalement de l'application).

Dans les deux cas, l'action réalisée il n'est pas ordonnée par le programme d'application, c'est-à-dire, ne figure pas dans le programme.

Selon les deux cas antérieurs nous avons les interruptions et la exceptions:

  • Interruption: signal qui envoie un dispositif d'Et/S à la CPU pour indiquer que l'opération de laquelle s'était en occupant, il a déjà terminé.
  • Exception: une situation d'erreur détectée par la CPU tandis qu'exécutait une instruction, qu'il requiert traitement par part du SOUS.

Traitement des interruptions

Une interruption se traite dans tout cas, après terminer l'exécution de l'instruction en cours.

Le traitement dépend de quel soyez le dispositif d'Et/S qu'il a causé l'interruption, devant laquelle doit pouvoir identifier le dispositif qu'il l'a causée.

Importance des interruptions

Le mécanisme de traitement des interruptions permet au SOUS utiliser la CPU en service d'une application, tandis qu'autrui demeure à l'attente de que conclue une opération dans un dispositif d'Et/S.

L'hardware se charge de prévenir au SOUS lorsque le dispositif d'Et/S a terminé et le SOUS peut intervenir alors, si il est convenable, pour faire que le programme qui était en train d'attendre par le dispositif, se continue en exécutant.

Dans certains intervalles de temps il peut convenir n'accepter des signaux d'interruption. C'est pour cela que les interruptions peuvent s'inhiber par programme (bien que ceci ils ne doivent pas pouvoir le faire les mêmes).

Exceptions

Lorsque la CPU essaie exécuter une instruction incorrectamente bâtie, l'unité de contrôle jette une exception pour permettre au SOUS exécuter le traitement approprié. Au contraire que dans une interruption, l'instruction en cours est avortée. Les exceptions de même que les interruptions doivent être identifiées.

Classes d'exceptions

Les instructions d'un programme peuvent être mal bâties par des diverses raisons:

  • Le code d'opération peut être incorrect.
  • Il s'essaie réaliser quelque opération ne définie, comme diviser par zéro.
  • L'instruction peut n'être permise dans la façon d'exécution actuelle.
  • La direction de quelque en opérant peut être incorrecte ou il s'essaie violer quelqu'un de ses permissions d'usage.

Importance des exceptions

Le mécanisme de traitement des exceptions est essentielle pour empêcher, je joins aux façons d'exécution de la CPU et les mécanismes de protection de la mémoire, que les applications réalisez des opérations qu'ils ne leur sont pas permises. De toute façon, le traitement spécifique d'une exception le réalise le SOUS.

Comme dans le cas des interruptions, l'hardware se limite à laisser le contrôle au SOUS, et celui-ci est celui qui traite la situation comme convienne.

Il est assez fréquent que le traitement d'une exception ne retorne au programme que s'était en exécutant lorsqu'il s'a produit l'exception, mais que le SOUS avorte l'exécution de ce programme. Ce facteur dépend de la pericia du programador pour contrôler l'exception adéquatement.

Composants d'un système opérationnel

Gestion de procès

Un procès il est simplement, un programme en exécution que précise des ressources pour réaliser sa tâche: temps de CPU, mémoire, archives et dispositifs d'Et/S. Le SOUS est le responsable de:

  • Créer et détruire les procès.
  • Arrêter et renouer les procès.
  • Offrir des mécanismes pour que se communiquez et sincronicen.

La gestion de procès pourrait être similaire au travail de bureau. Il se peut avoir une liste de tâches à réaliser et à ces leur fixer des priorités grande, moyenne, baisse par exemple. Nous devons commencer en faisant les tâches de priorité grande premier et lorsque se terminent suivre avec les de priorité moyenne et après les de baisse. Une fois réalisée la tâche se raie. Ceci peut amener un problème que les tâches de basse priorité peuvent qu'ils n'arrivent jamais à se exécuter. Et ils demeurent dans la liste pour toujours. Pour résoudre ceci, se peut assigner grande priorité aux tâches les plus anciennes.

Gestion de la mémoire principale

La Mémoire (informatique) est une grande table de mots ou bytes que s'indexent chacune moyennant une direction unique. Cet entrepôt de données de rapide accès est partagé par la CPU et les dispositifs d'Et/S, est volátil et perd son contenu dans les fautes du système. Le SOUS est le responsable de:

  • Connaître des quelles parts de la mémoire ils sont utilisées et par qui est-ce qui.
  • Décider des quels procès ils se chargeront en mémoire lorsqu'y ait espace disponible.
  • Assigner et réclamer espace de mémoire lorsque soit nécessaire.

Gestion de l'emmagasinage secondaire

Un système de emmagasinage secondaire est nécessaire, puisque la mémoire principale (emmagasinage primaire) est volátil et puis très petite pour stocker tous les programmes et données. il aussi est nécessaire maintenir les données qu'il ne convienne pas maintenir dans la mémoire principale. Le SOUS se charge de:

  • Planifier les disques.
  • Gérer l'espace libre.
  • Assigner l'emmagasinage.

Le système d'Et/S

Il consiste à un système d'emmagasinage temporel (caché), une interface de manejadores de dispositifs et autrui pour des dispositifs concrets. Le système opérationnel doit gérer l'emmagasinage temporel d'Et/S et servir les interruptions des dispositifs d'Et/S.

Système d'archives

Je les archives ils sont des collections d'information liée, définies par ses créateurs. Ceux-ci stockent des programmes (en code source et objet) et données telles comme des images, textes, information de bases de données, etc. Le SOUS est responsable de:

  • Bâtir et éliminer des archives et des directoires.
  • Offrir des fonctions pour manipuler archives et directoires.
  • Établir la correspondance entre des archives et des unités d'emmagasinage.
  • Réaliser des copies de sécurité d'archives.

Ils existent des différents Systèmes d'Archives, c'est-à-dire, existent des différentes formes d'organiser l'information qui se stocke dans les mémoires (normalement disques) des ordinateurs. Par exemple, ils existent les systèmes d'archives FAT, FAT32, EXT2, NTFS...

Du point de vue de l'utilisateur ces différences ils peuvent sembler insignifiantes à première vue, pourtant, existent des différences très importantes. Par exemple, les systèmes de fichiers FAT32 et NTFS , que s'utilisent fondamentalement en des systèmes opérationnels de Microsoft, ont une grande différence pour un utilisateur qu'utilise une base de données avec assez d'information puisque la taille maximale d'un fichier avec un Système d'Archives FAT32 est limité à 4 gigabytes pourtant dans un système NTFS la taille est considérablement majeure.

Systèmes de protection

Mécanisme qui contrôle l'accès des programmes ou les utilisateurs aux ressources du système. Le SOUS se charge de:

  • Distinguer entre usage autorisé et n'autorisé.
  • Préciser les contrôles de sécurité à réaliser.
  • Forcer l'usage de ces mécanismes de protection.

Système de communications

Pour maintenir les communications avec autres systèmes il est nécessaires pouvoir contrôler l'envoi et réception d'information à travers les interfaces de réseau. On doit aussi créer et maintenir des points de communication qu'ils servent aux applications pour envoyer et recevoir information, et créer et maintenir des connexions virtuelles entre des applications que sont en train de se exécuter localement et autrui qu'ils le font remotamente.

Programmes de système

Sont des applications d'utilité qu'ils se distribuent avec le SOUS mais ils ne font partie pas d'il. Ils offrent un environnement utile pour le développement et exécution de programmes, en étant quelqu'unes des tâches qu'ils réalisent:

  • Manipulation et modification d'archives.
  • Information de l'état du système.
  • Support à des langages de programmation.
  • Communications.

Gestionnaire de ressources

Comme gestionnaire de ressources, le Système Opérationnel administre

  • La CPU (Unité Centrale de Procès, où est logé le microprocesador).
  • Les dispositifs d'Et/S (entrée et sortie)
  • La mémoire principale (ou d'accès direct).
  • Les disques (ou mémoire secondaire).
  • Les procès (ou programmes en exécution).
  • ...
  • Et en général toutes les ressources du système.
Fichier:Composants systèmes opérationnels.gif
Composants du Système Opérationnel

Caractéristique

Administration de tâches

  • Monotarea: il Seulement peut exécuter un procès (il écarte des procès du propre S.Ou.) Dans un moment donné. Une fois qu'il commence à exécuter un procès, continuera au faire jusqu'à sa finalisation et/ou interruption.
  • Multitarea: Il est capable d'exécuter divers procès en même temps. Ce type de S.Ou. il normalement assigne les ressources disponibles (CPU, mémoire, périphériques) de forme alternée aux procès que les sollicitent, de sorte que l'utilisateur perçoit que tous fonctionnent à la fois, de forme concurrente.

Administration d'utilisateurs

  • Monousuario: Si il seulement permet exécuter les programmes d'un utilisateur en même temps.
  • Multiusuario: Si il permet que divers utilisateurs exécutez simultanément ses programmes, en accédant à la fois aux ressources de la computadora. Normalement ces systèmes opérationnels utilisent des méthodes de protection de données, de sorte qu'un programme ne puisse pas user ou changer les données d'un autre utilisateur.

Je manie de ressources

  • Centralizado: Si il permet utiliser les ressources d'une seule computadora.
  • Distribué: Si il permet utiliser les ressources (mémoire, CPU, disque, périphériques... ) De plus d'une computadora en même temps.

Références

  1. ↑ Modèle:Rendez-vous livre
  • Modèle:Rendez-vous livre
  • Modèle:Rendez-vous je livre

Voyez-vous aussi

Tu raccordes externes

Wikcionario

arz:نظام تشغيلckb:سیستەمی کارdonne:Styresystemle:Λειτουργικό σύστημαj'ai:מערכת הפעלהallez:Sistem operasile:ລະບົບປະຕິບັດການson:Sistim Operasij'ai vu:Hệ điềou hành

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