[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Opisane poziomy systemu operacyjnego definiujÀ jakby nowy, lepszy i wygod-
niejszy komputer.
9.32. W jaki sposÛb system operacyjny zarzÀdza czasem
procesora?
KoniecznoúÊ zarzÀdzania czasem procesora pojawie"a siÍ z chwilÀ wprowadzenia
wieloprogramowoúci. Ten tryb korzystania z komputera z definicji wymaga dzielenia
czasu procesora miÍdzy programy wykonywane wspÛe"bieønie. MoøliwoúÊ pseudo-
rÛwnolege"ej pracy realizuje siÍ przydzielajÀc kolejno procesor wede"ug ustalonego
kryterium wszystkim programom wspÛe"istniejÀcym w systemie. Zagadnienia zwiÀzane
z zarzÀdzaniem czasem procesora sÀ doúÊ ze"oøone, poniøej przedstawione zostanÀ nie-
ktÛre kryteria przee"Àczania procesora miÍdzy programami.
Procesy juø istniejÀce w systemie, czyli takie, ktÛrych programy juø jakoú zostae"y
wprowadzone do komputera i skierowane do wykonania, mogÀ znajdowaÊ siÍ w trzech
moøliwych stanach:
S GOT W (ang. ready)
S WYKONYWANY (ang. running)
S CZEKAJ
CY (ang. waiting).
166 Komputer - czÍsto zadawane pytania
Wykonywany
- brak niezbędnego zasobu
- przydzielono
- rozpoczęcie operacji
procesor
wejścia/wyjścia
CzekajÄ…cy
Gotów
- przydzielono zasób
- zakończenie operacji
wejścia/wyjścia
Rysunek 9.3. Stany procesu
Na rysunku 9.3 pokazano moøliwe przejúcia miÍdzy tymi stanami i przyczyny,
ktÛre je powodujÀ. Proces jest w stanie GOT W, gdy jedynym zasobem potrzebnym
do tego, by zaczÀe" siÍ wykonywaÊ jest procesor. Z chwilÀ przydzielenia mu procesora
przechodzi do stanu WYKONYWANY. Pozostaje w tym stanie tak de"ugo, jak de"ugo
dysponuje wszystkimi potrzebnymi mu zasobami. Gdy tylko zabraknie mu jakiegoú
zasobu lub gdy bÍdzie musiae" poczekaÊ na zakoÒczenie operacji wejúcia/wyjúcia,
przechodzi do stanu CZEKAJ" CY, w ktÛrym pozostaje, dopÛki jego potrzeby nie
zostanÀ zaspokojone. Po ich zaspokojeniu przechodzi do stanu GOT W i zaczyna
rywalizowaÊ z innymi procesami o dostÍp do procesora.
Do zadaÒ systemu operacyjnego naleøy nadzorowanie wszystkich tych przejúÊ
miÍdzy poszczegÛlnymi stanami procesu. Kaødy z tych stanÛw charakteryzuje wektor
stanu zawierajÀcy (mÛwiÀc w skrÛcie) wszystkie informacje niezbÍdne do ewentual-
nego zawieszenia, a nastÍpnie wznowienia danego procesu. SÀ to miÍdzy innymi za-
wartoúci wszystkich rejestrÛw, informacje o poszczegÛlnych zasobach itd.
System operacyjny tworzy kolejki procesÛw znajdujÀcych siÍ w stanach GOT W
i CZEKAJ" CY. W najprostszym przypadku sÀ to kolejki obse"ugiwane w kolejnoúci
nape"ywu klientÛw (typu FIFO: ang. First In-First Out ñ pierwszy przybye", pierwszy
obse"uøony). SÀ jednak moøliwe rÛwnieø bardziej wyszukane strategie porzÀdkowania
procesÛw znajdujÀcych siÍ w kolejkach. W szczegÛlnoúci procesom moøna przydzie-
laÊ priorytety, ktÛre bÍdÀ decydowae"y o miejscu w kolejce. Oczywiúcie proces o naj-
wyøszym priorytecie bÍdzie zajmowae" pierwsze miejsce w kolejce.
Organizacja, nadzorowanie i obse"ugiwanie kolejki procesÛw gotowych jest we"a-
únie zadaniem modue"Ûw zarzÀdzajÀcych czasem procesora. Obse"ugÍ kolejek procesÛw
czekajÀcych na zasÛb lub wystÀpienie jakiegoú zdarzenia realizujÀ inne modue"y, np.
zarzÀdzajÀce pamiÍciÀ lub urzÀdzeniami wejúcia/wyjúcia.
Oprogramowanie systemów komputerowych 167
9.33. W jaki sposÛb system operacyjny zarzÀdza pamiÍciÀ
operacyjnÀ?
Drugim obok procesora bardzo waønym zasobem komputera, o ktÛry ubiegajÀ siÍ
procesy, jest pamiÍÊ operacyjna. W przeciwieÒstwie do zarzÀdzania procesorem moø-
na zaspokoiÊ øÀdania kilku procesÛw rÛwnoczeúnie, przydzielajÀc im rÛøne obszary
pamiÍci. ZarzÀdzanie pamiÍciÀ sprowadza siÍ wiÍc do umiejÍtnego gospodarowania
pulÀ dostÍpnych obszarÛw pamiÍci. Wymaga to m.in.:
S úledzenia stanu zajÍtoúci pamiÍci
S okreúlania strategii przydziae"u pamiÍci
S okreúlania strategii zwalniania pamiÍci
S wzajemnej ochrony przydzielonych obszarÛw pamiÍci.
Elastyczne gospodarowanie pamiÍciÀ stae"o siÍ moøliwe z chwilÀ rozdzielenia ob-
szarÛw adresowych procesu i fizycznych obszarÛw adresowych, czyli rzeczywistych
adresÛw pamiÍci. We wspÛe"czesnych systemach wieloprogramowych proces moøe
byÊ bowiem umieszczony w dowolnym miejscu pamiÍci. Nie moøe wiÍc odwoe"ywaÊ
siÍ do bezwzglÍdnych adresÛw fizycznych, gdyø zmieniajÀ siÍ one ze zmianÀ poe"oøe-
nia procesu w pamiÍci.
9.34. W jaki sposÛb system operacyjny zarzÀdza informacjÀ?
ZarzÀdzanie informacjÀ w systemie komputerowym przypomina dziae"anie zwyke"ej
biblioteki. Celem ge"Ûwnym jest efektywne przechowywanie, wyszukiwanie i udostÍp-
nianie informacji, na ktÛrÀ ske"adajÀ siÍ zarÛwno programy, jak i dane. Modue"y zarzÀ-
dzania informacjÀ muszÀ wiÍc wykonywaÊ nastÍpujÀce funkcje:
S rejestrowanie i aktualizowanie informacji okreúlajÀcych miejsce przechowywania
oraz stan poszczegÛlnych zasobÛw informacyjnych zgromadzonych w systemie
S okreúlanie strategii dotyczÀcych sposobu przechowywania, metod udostÍpniania
i ochrony informacji
S przydzielanie i zwalnianie poszczegÛlnych zasobÛw informacyjnych.
Przed bliøszym omÛwieniem szczegÛe"Ûw naleøy zdefiniowaÊ pewne pojÍcia cha-
rakteryzujÀce zasoby informacyjne: rekord i plik.
Rekordem logicznym nazywamy jednostkÍ informacji majÀcÀ pewne znaczenie
dla programisty. Moøe to byÊ np. pojedyncza liczba, ciÀg znakÛw stanowiÀcy jednÀ
instrukcjÍ programu ürÛde"owego, ciÀg 3 liczb definiujÀcych wektor w przestrzeni
trÛjwymiarowej lub dowolna mniej lub bardziej ze"oøona struktura danych majÀca
pewne znaczenie logiczne.
168 Komputer - czÍsto zadawane pytania
Plikiem (ang. file) nazywamy pewien ciÀg rekordÛw logicznych. Zawiera on zbiÛr
informacji jednorodnych, np. program ürÛde"owy, ktÛry jest ciÀgiem instrukcji, lub ze-
staw dokumentÛw opisujÀcych transakcje magazynowe w pewnym przedsiÍbiorstwie
w ciÀgu miesiÀca.
Rekordem fizycznym nazywamy fizycznÀ jednostkÍ informacji, ktÛrÀ moøna
przesye"aÊ do i z pamiÍci zewnÍtrznej lub urzÀdzenia zewnÍtrznego. W przypadku pa-
miÍci dyskowych bÍdzie to ciÀg bitÛw mieszczÀcy siÍ np. w jednym sektorze lub na
jednej úcieøce.
W zaleønoúci od we"aúciwoúci fizycznych urzÀdzenia pamiÍtajÀcego rekordy lo-
giczne mogÀ zajmowaÊ czÍúÊ, doke"adnie jeden, lub teø kilka rekordÛw fizycznych.
Wszystkie informacje przechowywane w systemie komputerowym muszÀ mieÊ
postaÊ plikÛw. Zagadnienia zarzÀdzania informacjÀ moøna wiÍc sprowadziÊ do zagad-
nieÒ gospodarowania systemem plikÛw (ang. file system). System plikÛw musi przede
wszystkim umoøliwiaÊ identyfikowanie i lokalizacjÍ potrzebnych informacji. Poje-
dynczy plik jest identyfikowany przez swÀ nazwÍ, úciúlej przez identyfikator zawie-
rajÀcy we"aúciwÀ nazwÍ, np. SORT, DANE, WYNIKI oraz dodatkowy ciÀg znakÛw
okreúlajÀcy typ informacji przechowywanej w danym pliku. Na przyke"ad skrÛty: GIF,
JPG, BMP mogÀ oznaczaÊ pliki zapisane w rÛønych formatach graficznych. CzÍúci
nazwy oddziela kropka.
ZbiÛr plikÛw przechowywanych w jednym miejscu jest opisany za pomocÀ kata-
logu i zawiera:
S identyfikator pliku
S atrybuty pliku okreúlajÀce organizacjÍ i definiujÀce prawa dostÍpu do pliku [ Pobierz caÅ‚ość w formacie PDF ]