3. SOFTVER RAČUNARSKOG SISTEMA

Transcription

1 3. SOFTVER RAČUNARSKOG SISTEMA Softver = skup različitih programa - Program = niz instrukcija (komandi) koje obavijaju aritmetičke i logičke operacije - Fajl = niz kodiranih instrukcija - Instaliranje programa - Izvršavanje programa Procesor + RAM Podela softvera: sistemski aplikativni

2 KORISNIK APLIKATIVNI office baze podataka naučno-tehnički programi razonoda SOFTVER kompajleri editori linkeri za servisiranje računara SISTEMSKI operativni sistem drajveri uređaja mikro programi (ugrađeni u ROM hardvera) HARDVER RAČUNAR KAO FIZIČKI UREĐAJ

3 NAČIN IZVRŠAVANJA PROGRAMA Svaka instrukcija programa se izvršava u pet koraka: 1. pribavljanje instrukcije iz RAMa 2. dekodiranje instrukcije u CPU 3. pribavljanje podataka iz RAMa 4. obrada podataka u CPU 5. upis podataka u RAM

4 OPERATIVNI SISTEMI (OS) OS upravlja i kontroliše rad računara. OS obezbeđuje interfejs korisnika ka računaru. Način implementacije OS: - instalacija OS (jednom) - učitavanje OS u RAM (svaki put po pokretanju računara)

5 KLASIFIKACIJA OS Kriterijumi za klasifikaciju i klasivikacija OS 1. Prema broju programa koji može da se izvršava istovremeno: monoprogramski (nekada) multiprogramski (danas) 2. Prema broju korisnika koji može da radi pod jednim OS: jednokorisnički (PC) višekorisnički (serveri) 3. Prema načinu zadavanja komandi: komandni (DOS) grafički (Windows) 4. Prema mogućnosti rada OS na različitim hardverskim konfiguracijama računara: prenosni neprenosni

6 STRUKTURA OS Komponenate OS: 1. jezgro (kernel) osnovne komponente OS 2. Ijuska (shell) interfejs ka korisniku Jezgro (kernel) OS upravlja: 1. procesorom 2. memorijom 3. ulazno-izlaznim uređajima 4. podacima Jezgro OS radi u zaštićenom režimu rada bez direktnog uticaja korisnika Ljuska - komandni interfejs (može biti promenjena od strane korisnika) Više ljuski --- jedno jezgro OS

7 UPRAVLJANJE PROCESOROM Program - pasivni entitet = sadržaj neke datoteke na HD Proces - aktivni entitet = - program ili deo programa koji je učitan u RAM memoriju, - čije se instrukcije trenutno izvršavaju u procesoru ili se nalaze u redu za čekanje na izvršenje.

8 STANJA PROCESA START Pošetak novog procesa novi proces Oduzimanje procesa proces se završio STOP Završetak procesa READY proces je pripravan i čeka u redu za izvršenje proces je aktivan i izvršava se u procesoru RUN Dodela procesa desio se prekid procesa (npr. zahtev za štampu) izvršavanje programa za dati prekid (štampanje) proces čeka izvršenje programa za dati prekid WAIT (štampač je slobodan?)

9 UPRAVLJANJE MEMORIJOM Osnovne funkcije sistem za upravljanje memorijom: 1. Evidencija memorije evidencija slobodnih i zauzetih delova memorije koje procesi zauzimaju 2. Alokacija memorije dodela memorije procesima 3. Dealokacija memorije oduzimanje memorije završenom procesu

10 ALOKACIJA MEMORIJE Proces se izvršava samo ako se nalazi u RAM memoriji računara. OS je zadužen za učitavanje procesa u memoriju. Vrste alokacije memorije: 1. kontinualna (nekada) 2. diskontinualna (danas)

11 KONTINUALNA ALOKACIJA MEMORIJE memorija se deli na delove (particije) PRAVILO alokacije: JEDAN PROCES - JEDNA PARTICIJA broj particija: može biti jedna ili više ALOKACIJA MEMORIJE ZA MONOPROGRAMSKI OS Sa jednom particijom celokupan memorijski prostor je jedna particija Korisnički memorijski prostor Sa dve particije memorijski prostor je podeljen na dve particije Nedostatak: mala iskorišćenost memorije, Korisnički memorijski prostor Memorijski prostor za primitivni OS samo jedan program je smešten RAM-u.

12 ALOKACIJA MEMORIJE ZA MULTIPROGRAMSKI OS JEDAN PROCES JEDNA PARTICIJA Alokacija sa fiksnim brojem particija - Koristi se fiksni broj particija. - Particije mogu da se razlikuju po veličini. Nedostatak. Nedovoljna iskorišćenost particija fiksni broj particija promenljivi broj particija Svaka particija ima svoj red za čekanje postoji po jedan red za čekanje procesa za svaku particiju 3KB, 1KB, 2KB particije u RAM-u OS 5K Postoji jedinstveni red za čekanje postoji jedan zajednički red za čekanje procesa za ceo RAM particije u RAM-u OS 5K 6KB, 9KB, 8KB 10K 13KB, 4KB, 8KB 10K 15KB, 13KB, 11KB 20K 20K

13 Alokacija sa promenljivim brojem particija OS red procesa prihvaćenih na obradu - Početak: 1 particija, 1 proces - Naredne particije se formiraju shodno potrebama novih procesa. - Broj particija zavisi od broja procesa i raspoložive memorije. - Nedostatak: fragmentacija memorije (pojava malih memorijskih šupljina) operacijski operacijski operacijski operacijski operacijski sustav sustav sustav sustav sustav 400k 400k 400k 400k 400k P P 1 5 završio ulazi P P P P k 1000k 1000k 1000k proces veličina trajanje procesa procesa OS OS OS OS OS 900k 1000k P 2 P P P P P završio ulazi 1700k 1700k 1700k 2000k 2000k 2000k 2000k 2000k P P P P P k 2300k 2300k 2300k 2300k 2560k 2560k 2560k 2560k 2560k a) b) c) d) e)

14 DISKONTINUALNA ALOKACIJA MEMORIJE JEDAN PROCES VIŠE PARTICIJA METODA STRANIČENJA metoda staničenja metoda segmentacije Memorija se deli na okvire fiksne veličine (0.5 KB, 8KB ili 16 KB). Proces se deli na stranice fiksne veličine koje odgovaraju veličini okvira memorije. Stranice procesa se upisuju u okvire RAM memorije. stranica 3 stranica 4 stranica 5 stranica 6 stranice procesa upisivanje stranica procesa u RAM okvir 23 okvir 24 okvir 25 okvir 26 RAM Tabela stranica Stranica Okvir

15 DELJENJE STRANICA Identičnim stranicama, koje pripadaju različitim procesima, dodeljuju se isti okviri u RAMu. Ostale stranice (sa pripadajućim okvirima) su privatne i pripadaju samo datom procesu. Primer. Skladištenje deljenih i privatnih instrukcija i podataka u RAMu za tri Notepad pokrenuta procesa. Broj okvira RAM Memorija stranica okvir Notepad, Stranica Notepad,Stranica Notepad, Stranica , Stranica PROCES 1 Tabela stranica za 104 proces 1 stranica okvir 105 Stranica 1 Notepad, Stranica Stranica 2 Notepad,Stranica Notepad, Stranica , Stranica Stranica 3 PROCES 2 Tabela stranica za 110 stranica okvir proces Notepad, Stranica Notepad,Stranica Notepad, Stranica , Stranica Tabela stranica za 116 PROCES 3 proces 3

16 VIRTUELNA MEMORIJA Problem: Veličina Programa > Veličina Fizičke memorije? Rešenje: Korišćenje virtualne memorije (VM) sve stranice ili deo stranica aktivnog procesa nalaze se u RAM memoriji, sve stranice ili deo stranica neaktivnog procesa smeštaju se na hard disk,

17 VIRTUELAN MEMORIJA ZASNOVA NA STRANIČENJU Stranice procesa učitavaju se u RAM po potrebi. Problem: Da li je stranica u RAMu? Rešenje: U tabeli stranica dodaje se još jedan podatak (bit prisustva) koji određuje položaj stranice: bit prisustva = 0 (stranica je na HD) bit prisustva = 1 (stranica je u RAMu) stranice procesa tabela stranica RAM Hard disk

18 UPRAVLJANJE ULAZNO-IZLAZNIM UREĐAJIMA Prenos podataka: procesor <---> RAM, procesor <---> U/I Magistrala podataka CPJ Adresna magistrala SPOLJAŠNJI UREĐAJI Upravljačka magistrala generator takta Nedostaci U/I uređaja: 1. često se zaustavljaju nakon pokretanja, 2. rade na znatno manjim brzinama u odnosu na procesor, 3. brzine variraju od uređaja do uređaja, 4. paralelni ili serijski prenos, Rešenje: 1. upotreba kontrolera i 2. upotreba drajvera uređaja.

19 KONTROLERI UREĐAJA Namena kontrolera: 1. upravljanje radom uređaja 2. povezivanje uređaja sa magistralom Komponente kontrolera: 1. registari podataka (za privremeno skladištenje podataka) 2. statusni registri (za smeštaj podataka o tekućem stanju uređaja) 3. upravljački registri (za prihvatanje upravljačkih naredbi) aplikativni softver sistemski softver hardver Proces Drajver uređaja Kontroler uređaja

20 DRAJVER UREĐAJA - komponenta sistemskog softvera - povezuje U/I uređaj sa procesom - prevodi instrukcije procesa u komande koje U/I uređaj razume - omogućava pisanje programa koji su nezavisni od hardvera računara aplikativni softver sistemski softver Proces Drajver uređaja hardver Kontroler uređaja

21 TEHNIKE U/I PRENOSA PODATAKA Tehnike U/I prenosa podataka: 1. Bezuslovni prenos Zasniva se na sinhronizaciji uređaja sa procesorom, koristi AD/DA konvertore 2. Uslovni prenos Zasniva se na korišćenju tzv. zastavica uređaja u registru stanja, zastavica = 1 uređaj nije spreman za prenos zastavica = 0 - uređaj je spreman za prenos 3. Tehnika prekida U/I uređaj inicira prenos podataka tako što procesoru šalje zahtev za prekidom preko linije za prekid. 4. Direktni pristup memoriji (DMA)

22 PRENOS PODATAKA POMOĆU DMA KONTROLERA DMA kontroler u potpunosti preuzima kontrolu nad prenosom podataka ka U/I uređajima. Na taj način se procesor oslobađa od većine U/I aktivnosti. Upravljačka magistrala CPJ Adresna magistrala Magistrala podataka DMA kontroler memorija U/I uređaj

23 UPRAVLJANJE PODACIMA NA HARD DISKU Podaci se skladište na HD u obliku sistema datoteka (fajl sistema). Sistem datoteka čine: datoteke (files) i direktorijumi (directory) - katalozi. U datotekama se smeštaju podaci i programi Direktorijumi su zaduženi za: organizuju datoteka i čuvanje svojstava datoteka. Sistem datoteka: - obezbeđuje mehanizam evidencije, upisa i čitanja podataka na HD. - predstavlja deo OS koji upravlja datotekama i direktorijumima.

24 FORMATIRANJE I PARTICIONISANJE DISKOVA Pripreme HD: Fizičko formatiranje diska (formatiranje niskog nivoa) Kreiranje particija (deljenje HD na delove) Logičko formatiranje diska (kreiranje sistema datoteka)

25 FIZIČKO FORMATIRANJE DISKA (formatiranje niskog nivoa) Vrši se u toku procesa proizvodnje. Cilj je podela diska na osnovne elemente: staze i sektore staza sektor glave Struktura sektora nakon fizičkog formatiranja cilindar Zaglavlje, (adresa sektora) Podaci (prazan prostor veličine 512 B) Zaglavlje, (kod za korekciju greške) sektor

26 PARTICIONISANJE HARD DISKA (Logička podela diska) HD se deli na više logičkih delova (particija) Maksimalni broj particija na PC HD je 4. - OS vidi svaku particiju kao poseban disk. Vrste particija: primarna i proširena. Primarna particija (min 1, a max 4) je particija u kojoj se može instalirati OS. Proširena particija (min 0, max 1) je particija na kojoj se mogu uskladištiti samo podaci. Proširena particija se može podeliti na veći broj logičkih delova (drajva). Particija #1 Primarna sa Win OS Particija #2 Proširena sa 3 logička drajva Particija #3 Primarna sa Linux OS Particija #4 Primarna sa OS/2 OS OS svakoj particiji i logičkom drajvu, dodeljuje po jedno slovo abecede počevši od C (C, D, E, F...)

27 PODACI KOJI SE UPISUJU NA DISKU PRI KREIRANJU PARTICIJA 1. Glavni but zapis (MBR) - 1 MBR po HD. - Mesto na HD: nulti sektor HD. - Funkcije MBR-a: definiše broj particija i određuje pozicije particija na HD. 2. But zapis particije - 1 but zapis po particiji - Mesto na HD: prvi sektor particije - Opisuje particiju ili logički drajv. 3. But zapis proširene particije - 1 but zapis po proširenoj particiji - Služi za kontrolu pristupa particijama unutar proširene particije.

28 LOGIČKO FORMATIRANJE PARTICIJE (FORMAT) Logičkim formatiranjem particije kreira se SISTEM DATOTEKA (FAJL SISTEM) za particiju. Fajl sistem omogućava skladištenje podataka u obliku fajlova na particiji. Fajl sistem obuhvata - datoteke i - direktorijume Za dati OS, svaka particija se logički formatira u određenom fajl sistemu. File sistemi Windows OS: - FAT16, FAT32, NTFS

29 DATOTEKE Datoteka = skup povezanih podataka smeštenih na HD (spoljašnjoj memoriji). Datoteka = najmanji logički segment HD: Podaci se na HD zapisuju samo u obliku datoteka!!! ATRIBUTI DATOTEKE Ime - Simboličko ime datoteke. Tip - ukazuje na određeni tip datoteke. Lokacija - mesto na HD gde je datoteka skladištena. Veličina - Veličina datoteke; obično se izražava u B, kb, MB ili GB. Vreme i datum - Zapisuje se u fazi kreiranja i poslednje promene datoteke. Identifikacija korisnika - Datoteci se pripisuje ime korisnika računara Zaštita - Sadrži informacije o pravu pristupa datoteci (pregled, editovanje,..).

30 OPERACIJE NAD DATOTEKAMA Kreiranje datoteke (NEW) Upis u datoteku (SAVE, SAVE AS) Čitanje datoteke (OPEN) Brisanje datoteke (DELETE) Promena imena datoteke (RENAME) Kopiranje datoteke (COPY, CAT, PASTE) Pregled i promena svojstava datoteke (PROPERTIES)

31 DIREKTORIJUMI Direktorijum je jednostavna baza podataka o organizaciji datoteka. U direktorijumu se čuvaju podaci o datotekama i direktorijumima koji su u njima sadržani. Direktorijumi su organizovani pomoću SISTEMA DIREKTORIJUMA. Sistemi direktorijuma današnjih OS organizovani su: - hijerarhijski (u više nivoa), - u obliku stabla. Sistem direktorijuma se sastoji iz: - korenog direktorijuma (iz koga se izvode svi ostali poddirektorijumi) To je početni direktorijum; direktorijum koji nije sadržan ni u jednom drugom; on posredno ili neposredno sadrži sve ostale direktorijume. - sistem povezanih poddirektorijuma.

32 DIREKTORIJUMI U OBLIKU STABLA Direktorijum korijen korisnik1 korisnik2 korisnik3 Dir. roditelj Podirektorijumi direktorijuma progr data prog data prog data Dir. dete Dir. roditelj Podirektorijumi podirektorijuma prog1 prog2 data1 data2 prog1 prog2 Dir. dete Sistem podidrektorijuma je organizovan po modelu: roditelj - deca

33 RAD SA DIREKTORIJUMIMA Komande za rad sa direktorijumima obuhvataju: Kreiranje direktorijuma (NEW) Brisanje direktorijuma (DELETE) Promena imena direktorijuma (RENAME) Kopiranje direktorijuma (COPY, CAT, PASTE) Pregled i promena svojstava direktorijuma (PROPERTIES) Prelaz iz jednog na drugi direktorijum Prikazivanje sadržaja direktorijuma

34 Programi za rad sa direktorijumima i fajlovima

35 MS WINDOWS Grafički OS Verzije Windows-a: 1. Windows Windows 95/98 3. Windows NT/Me/2000/ Windows XP 5. Windows Vista 6. Windows 7 7. Windows 8 8. Windows 10 Zadavanje komandi u Windows OS 1. tastatura 2. miša 3. tačped 4. tačskrin

36 Osnovne karakteristike Windows OS 1. Zajednički izgled. 2. Aplikacija se vizuelno izvršava u prozoru. 3. Deljenje podataka pomoću Clipboard-a. 4. Nezavisnost od uređaja. 5. Višeprogramski rad (multitasking). 6. Kompaktibilnost sa starim programima.

37 Elementi prozora i operacije nad njima Elementi prozora - naslovna linija - statusna linija - okvir prozora - meni - palete sa alatima - radna površina prozora - trake za skrolovanje - dugmad za zumiranje i zatvaranje prozora Operacija nad prozorima: - otvaranje, - zatvaranje, - uvećavanje, - smanjivanje - pomeranje

38 Elementi Windows-a orjentisani ka korisniku - desktop sa prečicama za pokretanje programa - korpa za otpatke (Recycle Bin) - traka sa zadacima - start dugme - programski meni

39 Podešavanje Windows-a: CONTROL PANEL

40 PROGRAMSKI JEZICI Služe za pisanje sistemskih i aplikativnih programa. Podela programskih jezika: Proceduralni jezici (klasični) Koriste procedure, funkcije, podprograme. Predstavnici: Fortran, Basic, Algol, Pascal, C Objektno-orjentisani programski jezici (napredni) Koriste klase - složene programske strukture. iz klase se izvode objekti sa određenim svojstvima Predstavnici: C++, DELPHI, JAVA, C#,... Problemski orijentisani jezici - Za rešavanje usko specijalizovanih problema. - Predstavnici: Visual Studio, Matlab, Aspen,

41 EDITORI, PREVODIOCI, LINKERI Editori za pisanje i editovanje softvera u odgovarajućem programskom jeziku u editoru su ugrađene odgovarajuće programske alatke za pisanje programa. Prevodioci (kompajleri) Linkeri prevode izvorni program u binarni oblik. vrše povezivanje prevedenih programskih modula i/ili odgovarajućih programskih biblioteka u jednu celinu.

42 APLIKATIVNI SOFTVER obrada teksta (Word, KingSoft Writer, LaTex, vežbe) rad sa tabelama (Excel, vežbe) crtanje (CorelDraw, AutoCad) obrada slika (Paint, Photoshop) izrada prezentacija (PowerPoint, Publisher, Adobe Suite) rad sa bazama podataka (Access, SQL, Oracle) animacije (Adobe Flash, 3D Studio Max) obradu zvučnih zapisa (SONY Sound Forge, Adobe Audition) proračuni u nauci i tehnici (Matlab, Mathematica, Maple, Aspen) igre virusi

43 VIRUSI Skriveni računarski program čija je funkcija zlonamerna aktivnost na računaru bez dopuštenja ili znanja korisnika. Vrste virusa: klasični virusi - virusni kod se umeće u zdravu datoteku (EXE, COM, SYS, ) - brišu podatke sa računara, onesposobljavaju OS, trojanski konji samostalni programi - lažno se predstavljaju kao korisni programi ili se prikačuju uz druge programe - omogućavaju krađu korisničkih lozinki, brojeva kreditne kartice i dr. crvi (worm) samostalni programi - zaguše mrežnog saobraćaja - Internet crvi - masovno slanje elektronske pošte - crvi

44 MERE ZAŠTITE OD VIRUSA 1. Koristiti neki od antivirusnih programa. 2. Redovno dopunjavati bazu antivirusnog programa. 3. Koristiti neki od zaštitnih zidova. 4. Proveriti datoteke na viruse prilikom razmene. 5. Izbegavati preuzimanje datoteka sa nepoznatih mesta na mreži. 6. Ne otvarati datoteke pristigle putem elektronske pošte od nepoznatih korisnika, 7. Koristiti programe sa licencom.

45 PROGRAM KAO PROIZVOD Proizvođač program treba da obezbedi: 1. garanciju za ispravni rad, 2. uputstvo za korišćenje, 3. rok upotrebe, 4. podršku korisnicima, 5. obuku korisnicima programa. AUTORSKA PRAVA PROIZVOĐAČA Tipovi programa sa gledišta autorskih prava: 1. proizvođač je vlasnik softvera, 2. deljeni (shareware) softver, 3. javni (freeware) softver