O perativni sistemi

1. Operativni sistemi • Računarski sistem Korisnik 1 Korisnik 2 Korisnik 3 Korisnik n … kompajler tekst procesor igre … fakture APLIKACIONI PROGRAMI OPERATIVNI SISTEM HARDVER

2. Operativni sistemi Korisnik • Operativni sistem je skup rutina sistemskog softvera koji je smešten između aplikacionog programa i hardvera. • Svi drugi softveri rade pod kontrolom OS-a, pristupaju hardveru preko OS-a poštujući pravila postavljena od strane OS-a. • Pošto OS služi kao hardver/softver interface (posrednik), aplikacioni programeri i korisnici retko moraju komunicirati direktno sa hardverom, čime se pojednostavljuje programiranje. Aplikacioni program Operativni sistem Hardver

3. Operativni sistemi • Rutine OS-a obavljaju ključne funkcije podrške, poput rada sa priferijskim uređajima i prihvatanje i obradu komandi korisnika. Operacije za komunikaciju sa periferijskim uređajima su uobičajene za većinu aplikacija. Pošto sve aplikacije pristupaju hardveru preko OS-a, takva centralna pozicija je idealan povod za pisanje ovakvih deljenih (zajedničkih) sistemskih rutina. • Još jedna uloga OS-a jeste prevazilaženje problema rada na različitim konfiguracijama računara. Pošto različite konfiguracije zahtevaju različite hardver/softver interfejse, rutine OS-a koje komuniciraju direktno sa hardverom mogu biti vrlo različite, ali rutine koje komuniciraju sa aplikacionim programima predstavljaju konzistentnu platformu.

4. Hardver • Glavni delovi računara su: • PROCESOR - kontroliše operacije računara i izvršava funkcije za obradu podataka, • GLAVNA MEMORIJA - skladišti podatke, • ULAZNO/IZLAZNIUREĐAJI – obavljaju komunikaciju čoveka sa računarom. • i sredstva medjusobnog povezivanja- omogućuju komunikaciju između glavne memorije,procesora i I/O.

5. Reč 0 Bajt 0 11111111 Bajt 1 11111111 Bajt 2 11111111 Bajt 3 11111111 Hardver • MEMORIJA (glavna, unutrašnja, fizička) • Sadrži trenutno aktivne programe i podatke • Adresibilnost memorije - svaka memorija je izgrađena kao skup memorijskih ćelija, gde svaka ćelija ima svoj jedinstven naziv - adresu. Podatak koji je smešten u memorijsku ćeliju naziva se sadržajem ćelije. • RAM, ROM, KEŠ, virtuelne memorije

6. Hardver • PROCESOR • Deo računara koji manipuliše sa podacima smeštenim u memoriji (RAM i keš) pod kontrolom programa, takođe, smeštenog u memoriji • Program - niz instrukcija, od kojih svaka zadaje računaru osnovnu instrukciju: sabiranje, oduzimanje itd. Svaka instrukcija ima kod operacije i jedan ili više operanada (adrese registara u kojima se nalaze podaci). • 4 bitne komponente: • jedinica za kontrolu instrukcija (instruction control unit - ICU) ili upravljačka jednica - preuzima instrukcije iz memorije • aritmetičko-logička jedinica - se sastoji kola za sabiranje, oduzimanje, množenje itd., dakle izvršava instrukcije • registri - su privremena skladišta koja čuvaju kontrolne informacije, ključne podatke i međurezultate • sat - generiše vremenski određene elektronske signale koji sinhronizuju druge komponente.

7. staza 0 staza 39 sektor Hardver • SEKUNDARNA MEMORIJA • trajno čuvanje podataka, sporija, jeftinija, velikog kapaciteta • veće adresibilne jedinice • računar ne može izvršavati program koji se nalazi u sekundarnom skladištu • DISKETA • tanak kružni fleksibilni poliester prekriven feromagnetnim materijalom • Vreme potrebno za postizanje konstantne brzine okretanja diska i pozicioniranje glave igle -vreme pristupa • Vreme koje je potrebno za pozicioniranjesektora -zakašnjenje pri rotaciji • Vreme koje protekne od početnog zahteva procesora do prenosa podataka -latencija

8. Glave za čitanje/pisanje Mehnizam za pristup Hardver • HARD DISK • veći kapacitet, konstantna i brža rotacija, veća gustina, • skup staza – cilindar • najmanja adresibilna jedinica - klaster

9. User interface (shell) Device management File management Memory management Processor management Komponente operativnog sistema • Primarne funkcije OS-a nisu međusobno nezavisne, ali se kod većine operativnih sistema mogu izdvojiti ove komponente.

10. Komponente operativnog sistema • Korisnički inteface - omogućava mehanizam za komunikaciju aplikacionih programa i OS-a i podršku zahtevima OS-a. • Komponenta za rad sa uređajima (device management) - je povezana sa komponentom za rad sa datotekama i odgovorana je za kontrolu komunikacija za periferijskim uređajima sistema. • Komponenta za rad sa datotekama (file management) - se naziva i fajl sistemom i sadrži rutine koje omogućavaju korisniku da kreira, briše, menja i, uopšte, radi sa datotekama prema njihovom imenu. • Komponenta za rad sa memorijom (memory management) - se tiče rada sa glavom memorijom sistema kada računar radi, allociranja memorijskog prostora po potrebi i osiguravanja da se aplikacije ne mešaju. • Komponenta za rad sa procesorom (processor management) - omogućava efikasno raspoređivanja procesorskog vremena.

11. Shell OS Hardver Komponente operativnog sistema • Komandni procesor ili shell • Modul OS-a koji prihvata, interpretira i realizuje zadate komande se naziva komandni procesor. Komandni procesor se može predstaviti kao shell (kora) oko OS-a. Programeri i korisnici komuniciraju sa shell-om zadavanjem komandi, a on ih interpretira i prosleđuje OS-u. • Postoji nekoliko tipova: • shell koji radi sa linijskim komandama (shell standardnog MS-DOS-a i UNIX-a) • Grafički korisnički interfejs • Shell koji omogućava govorno zadavanje komandi.

12. Memory Operativni sitem Komandni procesor Ostale komponenete OS-a Aplikacije Komponente operativnog sistema • Komandni jezik • Unutar komandnog procesora postoji veliki broj rutina koje izvršavaju pojedinačne zadatke. • Komandni procesor interpretira svaku komandu i predaje kontrolu odgovarajućoj funkcijskoj rutini. Skup datih komandi i njihova sintaksna pravila formiraju komandni jezik. • Batch komande • većina OS-a ih podržava • skup komandi u jednom fajlu

13. Logički I/O zahtev Primitvne komande Aplikacioni programi I/O kontrolni sistem Priferniuređaji Komponente operativnog sistema • Device management • I/O kontrolni sistem Svaki uređaj je kontrolisan svojim sopstvenim setom primitivnih komandi. I/O sistem prihvata logičke zahteve i generiše primitivne komande (lociranje staze,čitanje sektora sa te staze i upisivanje u sektor staze) potrebne za fizičku kontrolu uređaja.

14. SEKTOR Zapis 1 Zapis 2 Zapis 3 Zapis 4 Zapis 5 Logički zapis Neiskorišćen prostor Komponente operativnog sistema • Logički i fizički zapisi • Fizički zapis je jedinica podataka (npr. sektor) koja se razmenjuje između spoljnjeg uređaja i memorije. • Logički zapis je jedinica podataka zahtevana od jedne komande pri upisu ili čitanju aplikacionog programa. • Na izlazu, I/O sistem sakuplja logičke zapise, gradi blok ili sektor u memoriji, i startuje fizičku izlaznu operaciju kada je blok popunjen. IO kontrolni sistem čita fizički blok, izdvaja zahtevani logički zapis i prosleđuje ga aplikacionom programu.

15. MEMORIJA (OPERATIVNA) M I/O uredjaj STARTIO CPU D INTERAPT I/O 1mS 1-60 ms Komponente operativnog sistema • Iterapti i sinhronizacija uređaja

16. Komponente operativnog sistema • Fajl sistem • Pristup, pretraživanje i održavanje osnovnog direktorijuma diska. • Učitavanje programa • Komandni procesor interpretira komandu i poziva rutinu za učitavanje programa. Ova rutina, poziva fajl sistem, koji čita osnovni direktorijum. Jednom kada je direktorijum u memoriji, fajl sistem ga pretražuje. Svaki program je identifikovan imenom. Sledeći ime programa pronalazi se fizička lokacija. Koristeći ovu informaciju I/O sistem generiše odgovarajuće komande potrebne za kopiranje programa u memoriju. • Kada je program jednom instaliran na disk, njegovo ime i fizička lokacija su zapisane u direktorijum. Kada se program izbriše njegovi podaci bivaju izbrisani iz direktorijuma.

17. Disk Operating System • Struktura DOS-a 1) sartni zapis (boot record) 2) ROMBIOS interface 3) DOS programski fajl 4) komandni procesor 1) Startni zapis • počinje na stazi 0, sektor 1, strana 0 • sadrži: • ime diska • BPB (Bios Parametar Block) - sadrži informacije o veličini direktorijuma, broju sektora po stazi, veličini sektora, broj sektora po klasteru, broj skrivenih sektora. Ove informacije se upisuju na disk pri formatiranju. Ako je disk sistemski, startni zapis sadrži adresu programa koji treba automatski učitati u memoriju i startovati

18. Disk Operating System 2)ROMBIOS interface • Nakon uključenja ili resetovanja iz ROM-a u RAM se učitava, a zatim izvršava BIOS (Basic Input Output System) rutine. BIOS oslobađa korisnika od programiranja harvera i sadrži: • rutine za samotestiranje računara kao i • rutine niskog nivoa za opsluživanje postojećih resursa. BIOS rutine su hardverski zavisne. • Za sve I/O operacije operativni sistem koristi BIOS. Za to je zadužen IBMBIO.COM. • IBMBIO.COM inicijalizuje delove hardvera (memoriju, komunikacione kanale itd.) i sadrži upravljačke programe (device drivers) za tastaturu, ekran, štampač, diskove i sistemski sat. • IBMBIO.COM učitava DOS programski fajl u memoriju i na kraju učitava komandni procesor i predaje mu kontrolu.

19. Disk Operating System 3) DOS programski fajl - IBMDOS.COM • Obezbeđuje vezu sa aplikacionim programima na visokom, mašinski nezavisnom nivou. • Sadrži rutine za upravljanje fajlovima, a uređajima upravlja pozivajući rutine iz IBMBIO.COM. • IBMBIO.COM i IBMDOS.COM se nalaze na sistemskom disku. • Kada aplikacioni program želi da izvrši neku I/O operaciju, on poziva DOS rutinu predajući joj odgovarajuće parametre. DOS aktivira odgovarajući upravljački program iz IBMBIO.COM koji poziva hardverske rutine iz ROM BIOS-a. Hardver izvršava rutine iz ROMBIOS-a, a rezultat preko IBMBIO.COM i IBMDOS.COM vraća aplikacionom programu

20. Disk Operating System 4) Komandni procesor COMMAND.COM • Izvršni kontrolni program koji predstavlja vezu između korisnika i operativnog sistema. Interpretira komande i omogućuje izvršavanje programa. • Sastoji se iz 3 dela: • REZIDENTNI • INICIJALIZACIONI • TRANZITNI

21. Disk Operating System • REZIDENTNI deo - u memoriji se nalazi odmah iza IBMDOS.COM i njegove oblasti za podatke. Sadrži rutine za povratak iz aplikacionog programa, za obradu prekida Ctrl+Break i obradu kritičnih grešaka; rutinu za punjenje i izvršavanje eksternih komandi (fajlovi .COM i .EXE). Obrađuje standardne greške i ispisuje poruke o greškama. • INICIJALIZACIONI deo - iza rezidentnog dela i ima kontrolu nad sistemom za vreme startovanja. On vrši pripremu za izvršavanje AUTOEXEC.BAT određujući segmentne adrese od kojih će programi iz fajla biti napunjeni. Kada COMMAND.COM učita prvi program, on će to uraditi preko inicijalizacionog dela, za dalje mu on nije potreban. • TRANZITNI deo - se puni na najvišim adresama raspoloživog RAM-a. To je komandni procesor u užem smislu jer u sebi sadrži interpreter internih komandi i batch fajl procesor. Ispisuje na ekranu odzivni znak, učitava internu komandu sa tastature ili iz batch fajla i izvršava je. U slučaju eksternih komandi, formira komandnu liniju i poziva DOS-ovu rutinu koja predaje kontrolu zadatom programu. Dobio je ime po tome što se ne nalazi uvek u memoriji računara. Preko njega može da bude učitan neki drugi (tranzitni) program. Pre kraja ovog programa, rezidentni deo ponovo učitava tranzitni.

22. Disk Operating System • Pokretanje DOS-a • Inicijalizacija sistema • Rutina iz ROMBIOS-a traži startni zapis na disketi, ako ne ponovo pokušava u aktivnoj oblasti hard diska, ako ne nađe ni tamo poziva ROM BASIC, ako ga nema traži DOS disketu. Kada je pronađen startni zapis se učitava u memoriju i predaje mu se kontrola. • Startni zapis sadrži rutinu koja ispituje osnivni direktorijum tražeći IBMBIO.COM i IBMDOS.COM. Ova dva fajla moraju biti prvi na disku. • Rutina iz startnog zapisa učitava IBMBIO.COM u memoriju. Inicijalizacioni deo IBMBIO.COM učitava u memoriju IBMDOS.COM, određuje stanje sistema, resetuje disk jedinice, inicijalizuje priključene uređaje, instalira osnovne upravljačke programe (drivers), postavlja neke interapt vektore i predaje kontrolu DOS-u.

23. Disk Operating System • U DOS-u se inicijalizuju interne radne tabele, postavljaju preostali interapt vektori i formira program segment prefiks za COMMAND.COM na najniže dostupnom segmentu. Takođe se traži CONFIG.SYS, na osnovu njega se postavljaju sistemske promenljive i instaliraju potrebni drajveri. • IBMBIO.COM poziva DOS-ovu rutinu EXEC koja je namenjena za punjenje i izvršavanje eksternih komandi. Eksterna komanda koja se u ovom slučaju izvršava je komandni procesor COMMAND.COM ili komandni procesor zadat u CONFIG.SYS. • Po preuzimanju kontrole COMMAND.COM prvo traži AUTOEXEC.BAT na disku izvršavajići komande koje su u njemu zapisane. Ukoliko ovog fajla nema COMMAND.COM ispisuje odzivni znak ( npr. C:\>) i čeka na komandu.

24. Disk Operating System • Izvršavanje komandi COMMAND.COM učitava komandnu liniju i upređuje sa internim rezidentnim komandama. Ako komande nema u memoriji pretažuje se direktorijum aktivnog diska. Ako postoji više fajlova sa tim imenom (moraju biti različitog tipa) prioritet imaju oni sa ekstenzijom .COM, zatim .EXE i na kraju .BAT. Ostali tipovi fajlova nisu izvršni i smatra se da komanda ne postoji. Ako se komanda ne pronađe ispisuje se poruka Bad command or file name Ako se komanda ne nalazi na aktivnom disku: • navodi se putanja do nje, ili • se vrši promena aktivnog diska i direktorijuma

25. Disk Operating System • Organizacija fajlova na disku Diskovi formatirani od strane DOS-a sadrže oblasti: • startni zapis • FAT (File Allocation Table) - tabela prostora koji je dodeljen fajlovima; njena dužina zavisi od broja fajlova • kopija FAT-a - iste veličine kao i FAT; koristi se u slučaju da se podaci iz prve izgube • osnovni direktorijum - dužina zavisi od broja fajlova • podaci - svi fajlovi i poddirektorijumi

26. Disk Operating System • FAT Svaki element tabele je dužine 12, 16, 32 bita (zavisi od broja klastera). Prvi i drugi element sadrže informacije o kapacitetu i formatu diska (broj sektora po stazi, broj strana).Ostali elementi FAT-a su jednoznačno dodeljeni fajlovima (1-1). Element sadrži: • podatke o adresama sledećih klastera tog fajla (adresa 1. klastera je u direktorijumu) • da li je neki klaster ispravan ili ne • da li je rezervisan, zauzet ili slobodan

27. Disk Operating System • Direktorijum • Tabela koja o svakom fajlu sadrži: • ime fajla • tip fajla • atribut fajla ( za čitanje, sistemski, skriveni, za arhiviranje ) • vreme kreiranja ili poslednje izmene • datum kreiranja ili poslednje izmene • adresa prvog klastera fajla • veličina fajla • Dva tipa direktorijuma: • Osnovni direktorijum • Poddirektorijum

28. D:\ Install Ispit Ispit_pr Basic Tekstovi Tex Drugi.c Ana.txt Graf1.c Jezici Arity4 I2 Lisp Tc Tp Bgi Bin Turbo.exe Make.exe Public Disk Operating System • Da bi se došlo do određenog fajla u ovako organizovanoj stuktruri, potrebno je navesti putanju D:\JEZICI\TP\BIN\TURBO.EXE

29. Disk Operating System • Zadavanje komandi • Imenovanje fajlova • Svaki fajl je jednoznačno određen svojim imenom i tipom. • se ne smeju koristiti sledeći karakteri: , . / \ | < > “ : ; [ ] + = • Džokeri • Džoker je karakter koji može da zameni drugi karakter ili grupu karaktera. Koriste se pri navođenu imena fajlova, ali samo kada se ti fajlovi pojavljuju kao argumenti neke komande. DOS prihvata dva džokera: • ? - zamenjuje na tom mestu bilo koji dozvoljen karakter • * - zamenjuje grupu karatera na tom mestu.

30. KomandeDOS-a • Komande za rad sa diskom DIR [d:][putanja][ime[.tip]][/P][/W] Omogućuje ispisivanje sadržaja direktorijuma diska. FORMAT d:[/V[:ime]][/Q][/F:velicina][/B|/S][/1][/8][/4][/N:xx][/T:yy][/C] Komanda koja priprema disketu ili tvrdi disk za rad sa DOS-om. Prilikom formatiranja kompletan sadržaj diska biva obrisan. SYS [d1:][path] d2: Kopira prvi sektor i sistemske fajlove (IBMBIO.COM i IBMDOS.COM) CHKDSK [d:][[putanja]ime_fajla] [/F][/V] Ispituje veličinu ukupnog i zauzetog prostora na disku kao i u RAM-u računara. Pomoću nje se mogu otkriti i ponekad ispraviti graške na disku. DICKCOPY [d1: [d2:]] [/1] [/V] [/M] Komanda koja služi za kopiranje sadržaja cele diskete na drugu disketu.

31. KomandeDOS-a • Komande za rad sa subdirektorijumom MKDIR [d:] putanja ili MD [d:] putanja Komanda za kreiranje subdirektorijuma na disku. CHDIR [d:] [putanja] ili CD [d:] [putanja] Komanda kojom se menja aktivni direktorijum. RMDIR [d:] putanja [/S][/Q] ili RD [d:] putanja[/S][/Q] Komanda za brisanje navedenog direktorijuma. NE MOŽE SE BRISATI AKTIVNI DIREKTORIJUM. TREE [d:][/F] Komanda za ispisivanje liste svih subdirektorijuma. PATH [d1:putanja][; d2:putanja …] Komanda kojom oprerativi sistem traži aplikacione pograme, eksterne komande, beč fajlove ukoliko se ne nalaze u aktivno direktorijumu.

32. KomandeDOS-a • Komande za rad sa fajlovima DEL [d:][putanja]imefajla [/P] ili ERASE [d:][putanja]imefajla [/P] Komanda za brisanje fajlova sa diska. RENAME [d:][putanja] ime1 ime2 ili REN [d:][putanja] ime1 ime2 Komanda za promenu imena fajla ili direktorijuma. COPY [/A|/B]fajl1 [/A|/B][+ fajl [/A|/B] [+…]] [odrediste [/A|/B]][/V] Komanda za kopiranje fajlova. XCOPY izvor [odrediste] [/A|/M][/D[:date]][/P][/S[/E]][/W][/C][/Q]... Komanda za kopiranje fajlova i subdirektorijuma uključujući i sve niže hijerarhijske nivoe ako postoje.

33. KomandeDOS-a • Komande za rad sa fajlovima MOVE [d:][putanja]ime1 odrediste Komanda kojom se navedeni fajlovi prebacuju na oderđeno mesto. ATTRIB [+R|-R][+A|-A][+S|-S][+H|-H][[d:][putanja] fajl] Komanda za čitanje ili promenu atributa fajla. TYPE [d:][putanja]fajl Komanda za ispisivanje fajlova na ekranu. FIND [/V][/C][/N] “string” fajl Komanda za pronalaženje svih linija u tekst fajlu (ili skupu fajlova) koje sadrže zadati sting.

34. KomandeDOS-a • Komande za postavljanje parametara sistema DATE [mm-dd-yy] Komanda za postavljanje datuma. TIME [hh:mm:ss:xx] Komanda za postavljanje vremena. VER Komanda za ispisivanje verzije DOS-a. BREAK [ON | OFF] Komanda kojom se DOS-u daje zadatak da proverava, pri izvršavanju bilo kog programa, da li su pritisnuti tasteri Ctrl+C i da u skladu sa tim prekime izvršavanje.

35. KomandeDOS-a • AUTOEXEC.BAT je poseban naziv beč fajla koji ima osobinu da se izvršava automatski po uključenju ili restartovanju računara. Naravno on može da se izvrši ponovo i kasnije zadavanjem komande AUTOEXEC. • Jedan primer ovog fajla: SET BLASTER=A220 I5 D1 T4 SET SOUND16=C:\OPTi931 PATH C:\OPTi931;C:\ALATI;C:\JEZICI\TC2;%path% PATH=C:\BC5\BIN;C:\JEZICI\MASM;C:\EMTEX;%PATH% rem - By Windows Setup - C:\WINDOWS\COMMAND\MSCDEX.EXE /D:WP_CDROM /M:20 C:\WINDOWS\SYSTEM\sndtune.exe doskey