Kapitulli 8 - Rogova · 2021. 1. 8. · Kapitulli 8 Hyrje në sistemet operative. 2 8.1 Hyrje...

Kapitulli 8

Hyrje në sistemet operative

2

8.1 Hyrje

• Kompjuteri më i shpejtë dhe më i madh në Botë është i padobishëm nëse nuk mund t’i ofrojë një shërbim cilësor shfrytëzuesve të vet.

• Shfrytëzuesit e shikojnë kompjuterin përmes softuerit aplikativ të tyre që ekzekutohet me ndihmën e harduerit kompjuterik.

• Softueri sistemor është një formë e ndërmjetësuesit në mes të softuerit aplikativ të shfrytëzuesit dhe të harduerit kompjuterik.

3

8.1 Hyrje

Klasifikimi i softuerit

Operating

systems

Applications

software

laTEX

Virtual

memory

File

system

I/O device

drivers

Assemblers

as

Compilers

gcc

Systems

software

Software

4

8.1 Hyrje

5

8.2 Sistemet operative

OS-i ofron keto shërbime:

• Mundëson (së bashku me compiler-in dhe linker-in)

krijimin e programeve

• Ekzekutimin e programeve

• Hyrje/Daljet dhe qasjet dhe menaxhimin e fajllave

• Kontrollin e qasjes

• Gjetja e gabimeve dhe reagimi ndaj tyre

• Accounting – Llogimi i shfrytëzuesve

6


• Sistemi operativ nuk është ende qartë i

definuar

– Me 1998, Departamenti i Drejtësisë në SHBA

akuzoi kompaninë Microsoft® për ofrim të tepruar

të funksionaliteteve si pjesë të sistemit operativ

Windows 98 ®, që rezulton në pengesë të një gare

të drejtë me prodhuesit e aplikacioneve

• Problemi ishte tek Internet Explorer/Outlook Express

7

Komponentet e sistemit operativ

• Menaxhimi i proceseve

• Menaxhimi i memories kryesore

• Menaxhimi i memories periferike

• Menaxhimi i fajllave

• Menaxhimi i H/Dve

• Mbështetja për rrjeta

• Sistemi mbrojtës

• Interpretimi i komandave

8

Menaxhimi i proceseve

• Përgjegjësitë e SO

– Krijimi dhe shkatërrimi i proceseve

– Suspendimi dhe vazhdimi i proceseve

– Sinkronizimi i proceseve

– Komunikimi i proceseve

– Trajtimi i qorsokakeve (deadlocks)

9

Menaxhimi i memories kryesore

• Mirëmbajtja e memories(cili program mban cilën pjesë të memories)

• Seleksionimi i proceseve (cilat procese thirren në memorie kur ajo është e lirë)

• Alokimi dhe dealokimi i hapërsirës së memories

10

Menaxhimi i memories periferike

• Menaxhimi i hapësirës së lirë

• Alokimi i hapësirës për vendosje të

shënimeve

• Planifikimi i orarit të disqeve (scheduling)

11

Menaxhimi i fajllave

• Krijimi dhe fshirja e fajllave

• Krijimi dhe fshirja e direktoriumeve

• Mbështetja e primitivëve për manipulim të

fajllave dhe direktoriumeve

• Vendosja e fajllave në memorie periferike

• Krijimi i kopjeve rezervë

12

Menaxhimi i H/D-ve

• Menaxhimi i komponentës së memories që

përfshin baferim, keshim dhe spulim (spooling: procesi i akumulimit të materialit për tu shtypur në një fajll derisa printeri është i

nxënë. Fajlli shtypet kur printeri lirohet – në këtë mënyrë aplikacionet nuk duhet të

presin për proceset e ngadalshme të shtypjes)

• Interfejsi për drejtues të H/D pajisjeve

13

Mbështetja për rrjeta

• Sistemet e distribuara

• Roli i SOsë: unifikimi i qasjes në rrjetë

• Mundëson implementim më të lehtë të

– FTPsë

– HTTPsë

– NFSsë

14

Sistemi mbrojtës

• Prezenca e më shumë se një

shfrytëzuesi/aplikacioni/resursi kërkon një

mbrojtje nga keqpërdorimet

• Mbrojtja e memories

• Mbrojtja e H/Dve

• Mbrojtja e resurseve tjera

15

Interpretimi i komandave

• Ky sistem mundëson interaksion në mes të

sistemit operativ dhe shfrytëzuesit

• Shell interpretuesit

• GUI

16


• I përdorë vetë resurset e kompjuterit

• U jep programeve përkohësisht resurse

• Përdorë funksionalitet e programeve tjera

(driver-ave)

• Udhëheqë procesorin gjatë përdorimit të

resurseve dhe gjatë ndarjes së intervaleve

kohore proceseve konkurrente

17


• Zhvillimi i sistemeve operative është bërë paralelisht

me zhvillimin e harduerit kompjuterik.

– Me shtimin e mundësive harduerike sistemet operative i

kanë lejuar njerëzit ta menaxhojnë më mirë fuqinë e një

makine.

• Kur memoria operative matej me KB, ndërsa shiriti

magnetik ishte forma e vetme e memories periferike,

sistemet operative ishin vetëm programe rezidente

monitoruese të thjeshta.

– Monitoruesi rezident mund ta bënte vetëm leximin,

ekzekutimin dhe ndërprerjen e një programi.

18


• Një “parardhës” i monitoruesit rezident ishte njeriu që

quhej “operator i sistemit”

• Detyrat e operatorit të sistemit (batch processing)

19


Leximi i Punës nga Pajisja

Hyrëse në

User Programm Area

Interpretimi i JCL

Komandave

Ekzekutimi i

Programeve Aplikative

Vazhdimi në Monitor

Monitoruesi

rezident

20


• Në vitet e gjashtëdhjeta hardueri arriti një shkallë zhvillimi që bënte të mundur multiprogramimin, d.m.th. ekzekutimin e njëkohshëm të më shumë se një detyre.

• Multiprogramimi realizohet duke i alokuar çdo procesi një interval të caktuar të kohës së CPU (timeslice)

• Sistemet interaktive multiprogramore quhet sisteme me ndarje kohore (timesharing systems).– Kur procesi nxjerret nga CPU dhe zëvendësohet me një

proces tjetër, themi se ka ndodhur ndërrimi i kontekstit (context switching).

21


run Wait run Wait

runA

Wait runA

Wait

runB

Wait runB

Wait

runA

runA

runB

runB

Multiprogramimi

22


• Sot, sistemet multiprocesoriale janë bërë të

zakonshme.

– Ato paraqesin një sfidë të vërtetë për disenjuesit e

sistemeve operative, përfshirë edhe mënyrën e

sinkronizimit të procesorëve, si dhe kryerjen e

aktiviteteve të tyre pa ndërhyrë në punët e njëri-

tjetrit

23

• Katër kombinime të shumë procesorëve dhe

shumë burimeve të të dhënave përshkruhen me

anë të Taksonomisë së Flynnit:

– SISD: Single instruction stream, single data stream.

– SIMD: Single instruction stream, multiple data

streams.

– MIMD: Multiple instruction streams, multiple data

streams.

– MISD: Multiple instruction streams, single data stream.


24

• Multiprocesorët simetrikë (SMP) dhe procesorët masivë paralelë

(MPP) janë arkitektura MIMD që dallohen përkah mënyra e

shfrytezimit të memories.

• Sistemet SMP e ndajnë memorien e njëjtë, ndërsa sistemet

MPP jo.

• Një mënyrë e lehtë për t’i dalluar:

MPP shumë procesorë + memoria e shpërndarë + komunikimi përmes rrjetit

SMP më pak procesorë + memoria e përbashkët + komunikimi përmes

memories

• Shembuj të tjerë të arkitekturave MIMD gjenden në procesimin e

distribuuar, i cili bëhet me punë të përbashkët të kompjuterëve të

lidhur në rrjetë


25


26


• Sistemet operative të kompjuterëve personalë janë disnjuar për ta lehtësuar përdorimine tyre, e jo për ta rritur performansën

• Idea që bëri revolucion në fushën e sistemeve operative për kompjuterë personalë është BIOS (basic input-output operating system), një çip që siguron kompatibilitetin e sistemit operativ në lloje të ndryshme të makinave të vogla.– BIOS përmban hollësitë për adresim të njësive të

ndryshme periferike përmes protokoleve të ndryshme.

27


28


• Sistemet operative me GUI u paraqitën në treg në vitet e tetëdhjeta.

• Fillimisht, këto sisteme konsideroheshin të përshtatshme për programe grafike, lojra, etj, ndersa sot shikohen si avantazh i madh teknologjik për shfrytëzuesit që nuk kanë një edukim të mirefilltë teknologjik.

– DOS

– Windows

– UNIX

– Linux

29


• Dy komponenta janë esenciale për çdo sistem operativ: bërthama dhe programet sistemore.

• Bërthama kryen menaxhimine memories, të ndërprerjeve (interrupts), sinkronizimin, scheduling-un, si dhe ofron siguri dhe mbrojtje.

– Sistemet me mikrobërthamë karakterizohen me një funksionalitet minimal, ndërkohë që pjesa më e madhe e shërbimeve ofrohen nga programe të jashtme (p.sh. Windows 2000, XP, etj.).

– Sistemet monolite e kryejnë pjesën më të madhe të punës përmes një programi të vetëm (p.sh. DOS, Linux, etj.).

30


• Sistemet me mikrobërthamë karakterizohen me siguri më të lartë, mirëmbajtje më të lehtë dhe me mundesi më të mira transferimi, por edhe me një shpejtësi më të ulët ekzekutimi.– SMP janë platforma ideale për këtë lloj të SO-

ve.

• Sistemet monolite karakterizohen me një shpejtësi më të madhe ekzekutimi, por varen shumë prej arkitekturës së kompjuterit.

31


• Menaxhimi i proceseve është qendror për çdo sistem operativ– OS krijon procese, përcakton orarin e qasjes së tyre

resurseve të caktuara (scheduling), i fshin proceset dhe i liron resurset që janë alokuar gjatë ekzekutimit të procesit.

• Sistemi operativ monitoron aktivitetin e çdo procesi për të shmangur problemin e sinkronizimit që mund të shfaqet kur proceset ndajnë resurse të njëjta

• Nëse proceset kanë nevojë për komunikim të ndërsjellë sistemi operativ do ta ofrojë këtë shërbim.

32


• Sistemi operativ përcakton orarin e ekzekutimit të proceseve (scheduler)

• Së pari, sistemi operativ vendosë se cila procese do të ketë mundësinë e qasjes CPU-së. Rëndom, këto procese zën vend në tabelen e proceseve.– Kjo quhet long-term scheduling.

• Pasi ta ketë pranuar një numër të proceseve, sistemi operativ vendosë se cili proces do të ketë qasje në CPU në momentine caktuar kohor– Kjo quhet short-term scheduling.

• Ndërrimi i kontekstit bëhet kur procesi merret nga CPU dhe zëvendësohet me procesin tjetër– Informatat lidhur me gjendjen e procesit ruhen gjate

ndërrimit të kontekstit

33


Komponentat e një procesi

– Program i ekzekutueshëm

– Të dhënat e procesit (variablat, etj.)

– Konteksti

• Përmban gjendjen e procesit

• Mban të dhënat për realizimin e qëllimeve të OS-it

• Informatat për CPU-në: Program Counter-i, Regjistrat,

…

• Informatat për OS-in: Prioriteti, Kushtet e pritjes, ...

34


Lista e Proceseve i

j

Kontexti

Të Dhë.

Prog.

Kontexti

Të Dhë.

Prog.

Procesi A

Procesi B

RAM Register

Idx-i i Procesit i

PC

Gjatësia

...

Regjistrat e

tjerë

bl

b

l

35


• “Short-term scheduling” mund te jetë pa përparësi (nonpreemtive) ose me përparësi (premptive).

• Në rastin “pa përparësi” procesi duhet ta përdorë CPU-në derisa të përfundojë ose duhet të presë që resurset e zëna të lirohen.

• Në rastin “me përparësi” çdo procesi i alokohet një interval kohor. Me të skaduar koha e caktuar për ekzekutim, vlersohet cili proces është prioritar dhe, eventualisht, vjen deri te ndërrimi i kontekstit.

36


• Janë katër qasje në përcaktimin e orarit per CPU (sheduling):

– First-come, first-served ku punët kryhen sipas renditjes deri në përfundimin e plotë të tyre.

– Shortest job first ku proceset më të shkurtëra renditen të parat. (Problemi qënron në vlerësimin se cili proces është më i shkurtër!)

– Round robin ku çdo procesi i alokohet një kohë e caktuar, ndersa me të kaluar koha vjen deri te ndërrimi i kontekstit.

– Priority scheduling e largon procesin që e shfrytëzon CPU-në, duke i dhënë përparësi procesit me prioritet më të lartë.

37


• Disa sisteme operative i kombinojnë mënyrat e ndryshme të “schedulingut”, p.sh.

– Multitasking – lejohet që disa procese të ekzekutohen njëkohësisht

– Multithreading – procesi ndahet në njësi më të vogla të quajtura threads (fije)

• Proceset tradicionale kanë një thread të vetëm

• P.sh. një procesor teksti mund të ketë një thread për paraqitjen e grafikës dhe një tjetër për leximine tastierës, që janë pjesë e procesit të njëjtë

• Thread-at e njëjtë janë kontekst të përafërt, prandaj ndërrimi i kontekstit në rastine tyre bëhët shumë më shpejtë

38


WINDOWS 2000

• Sistem preemptiv 32-bitësh për mikroprocesorët

Intel

• Qëllimet kryesore: portabiliteti, siguria, përkrahja

për multiprocesorë, kompatibiliteti me

aplikacionet për MS-DOS dhe MS-Windows

• Arkitekturë mikrobërthamore.

• Versionet: Professional, Server, Advanced

Server, National Server.

39


Arkitektura

Windows

2000

Kapitulli 8 - Rogova · 2021. 1. 8. · Kapitulli 8 Hyrje në sistemet operative. 2 8.1 Hyrje...

Documents

Transcript of Kapitulli 8 - Rogova · 2021. 1. 8. · Kapitulli 8 Hyrje në sistemet operative. 2 8.1 Hyrje...