Ugrás a tartalomhoz

Operációs rendszerek

Dr. Fazekas Gábor (2011)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

Operációs rendszer komponensek

Operációs rendszer komponensek

Folyamatkezelés, processzusok, folyamatok

  • Processzus: végrehajtás alatt álló program. A processzusnak bizonyos erőforrásokra (pl. CPU idő, memória, állományok, I/O berendezések) van szüksége, hogy a feladatát megoldhassa.

  • Egy végrehajtható programból, a hozzákapcsolódó adatokból és a végrehajtási környezetből tevődik össze (az összes információ, ami ahhoz szükséges, hogy az operációs rendszer kezelni tudja a processzust)

  • Az operációs rendszer az alábbi tevékenységekért felel a processzusok felügyeletével kapcsolatban:

    • processzus létrehozása és törlése

    • processzus felfüggesztése és újraindítása

    • eszközök biztosítása a processzusok szinkronizációjához és kommunikációjához

Memóriakezelés

  • Az operációs rendszerek szempontjából az operatív memóriát bájtokból (szavakból) álló (absztrakt) tömbnek tekintjük, amelyet a CPU és az I/O vezérlő megosztva (közösen) használ.

  • Processzusok elszigetelése

    • egymástól független processzusok ne legyenek egymásra hatással

  • Automatikus kiosztás és kezelés

    • a memória kiosztása a programozó számára átlátható legyen

  • Moduláris programozás támogatása

  • Védelem és hozzáférésvezérlés

    • a memória felosztása lehetővé teszi, hogy egy program megcímezzen egy másik programhoz tartózó memóriateret (veszélyeztetheti egyes programok integritását)

  • Az operációs rendszer a következőkért felelős a memóriakezelést illetően:

    • nyilvántartja, hogy az operatív memória melyik részét ki (mi) használja

    • eldönti, melyik processzust kell betölteni, ha a memória felszabadul

    • szükség szerint memóriaterületeket foglal le és szabadít fel a szükségleteknek megfelelően

Másodlagos tár kezelés

  • Mivel az operatív tár (elsődleges tár) törlődik (és egyébként sem alkalmas arra, hogy minden programot/adatot tároljon), másodlagos tárra van szükség.

  • A merevlemezes tár a másodlagos tár legelterjedtebb megjelenése

  • Az operációs rendszer a következőkért felelős a másodlagos tár kezelését illetően:

    • Szabadhely kezelés

    • Tárhozzárendelés (allokálás)

    • Lemezelosztás, ütemezés (scheduling)

Fájlrendszer kezelés:

  • az információ (adat) névvel rendelkező objektumokban, a fájlokban tárolódik

  • egy fájl kapcsolódó információ (adatok) együttese, amelyet a létrehozója definiál

  • az operációs rendszer a következőkért felelős a fájlkezelést illetően:

    • fájl, könyvtár létrehozása és törlése

    • fájlokkal és könyvtárakkal történő alap-manipulációhoz nyújtott támogatás

    • fájlok „leképezése” a másodlagos tárba

    • fájlok mentése stabil adathordozóra.

Virtuális memória

  • Logikai szempontok szerinti memóriacímzést biztosít a programok számára

    • nem kell tekintettel lenni arra, hogy mennyi fizikailag elérhető főmemória áll rendelkezésre

  • Egy program úgyis „futhat”, hogy a program és a hozzákapcsolódó adatok egy része a lemezen tárolódik

    • a program mérete akár nagyobb lehet, mint az egész főmemória mérete

  • Lapozó rendszer (paging system)

    • a programok (logikai címtartománya) fix méretű blokkokra vannak osztva (szeletelve!), ezek a lapok (page)

    • a virtuális cím egy lap sorszámból és a lapon belüli eltolásból (offset) áll

    • az egyes lapok bárhol elhelyezhetők a főmemóriában (keret, frame)

      • a lapozó rendszer dinamikus hozzárendelést szolgáltat a virtuális és a fizikai cím között

Az operációs rendszer egyéb feladatai

  • Információvédelem és biztonság

    • hozzáférés vezérlése (access control): a felhasználó rendszerhez való hozzáférésének szabályozása

    • információáramlás vezérlése: a rendszeren belüli adatáramlás vezérlése és az adatok felhasználóhoz történő szállításának végzése

    • igazolása annak, hogy a hozzáférés és az adatáramlás vezérlése az előírásoknak megfelelően működik

  • Ütemezés és erőforráskezelés elvei

    • méltányosság: az összes processzus számára egyenlő és korrekt hozzáférést biztosítani különböző érzékenység: a

    • különböző típusú munkák között különbséget lehet és kell tenni

    • hatásosság: cél a teljesítmény maximalizálása, a válaszidő minimalizálása, és a lehető legtöbb felhasználó kiszolgálása