Στο Περασμένο Μάθημα

Transcript

1 Στο Περασμένο Μάθημα Εικονική Μνήμη Πυραμίδα Μνήμης Βοηθητικά Κυκλώματα Αρτηρίες Διεπαφές & Ελεγκτές Περιφερειακές Συσκευές Αποθηκευτικοί Χώροι Μονάδες Εισόδου και Εξόδου Περιεχόμενο μαθήματος, Εισαγωγή, Βασικές έννοιες 1

2 Εισαγωγή στην Πληροφορική της Υγείας: Λειτουργικά Συστήματα Λογισμικό εφαρμογών

3 Λογισμικό (Software) Yπολογιστών Το συστατικό των υπολογιστών που δεν είναι απτό Η περιγραφή της λύσης ενός προβλήµατος και γενικά της εκτέλεσης µιας εργασίας, µε χρήση εντολών Η/Υ Ένα σύνολο εντολών που φέρουν κάποιο αποτέλεσµα Προγράµµ µµατα

4 Λογισμικό (Software) Υπολογιστών Λογισμικό (Software), είναι άλλο όνομα για τα προγράμματα ενός Υπολογιστικού Συστήματος. Πρόγραμμα ονομάζουμε ένα σύνολο από εντολές, οι οποίες περιγράφουν στον Η/Υ βήμαβήμα, πώς να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία. Σκοπός του είναι η μετατροπή των δεδομένων σε πληροφορία.

5 Λογισμικό Υπολογιστή Τα προγράμματα συνήθως αναφέρονται με τον γενικό όρο λογισμικό (software), για να διακρίνονται από το υλικό (hardware) που είναι κατασκευασμένος ο υπολογιστής. Πακέτο εφαρμογών (applications package): Συλλογή προγραμμάτων για χρήση σε συγκεκριμένη εφαρμογή (εμπορικά προϊόντα ή προγράμματα γραμμένα από χρήστες). Λογισμικό εφαρμογών (applications software): Πακέτα εφαρμογών και προγράμματα γραμμένα από χρήστες.

6 Λογισμικό Υπολογιστή Λογισμικό συστήματος (system software): σύνολο προγραμμάτων που επιτρέπουν στο λογισμικό εφαρμογών να επικοινωνήσει με τον Η/Υ. παρέχουν ζωτικές υπηρεσίες για το λογισμικό εφαρμογών (συμπεριλαμβάνονται και οι μεταφραστές γλωσσών).

7 Ιεραρχία Υλικού - Λογισμικού Λ Ο Γ Ι Σ Μ Ι Κ Ο Υ Λ Ι Κ Ο Λογικό χρήστη Εφαρμογές Λογικό εφαρμογών (π.χ. DBMS, editors) Γλώσσες προγραμματισμού Μεταφραστές γλωσσών Λειτουργικό Σύστημα BIOS & Drivers CPU, Memory, I/O Κυκλώματα εξαρτήματα Λογισμικό εφαρμογών Λογισμικό συστήματος Όριο Υλικού/Λογισμικού

8 Οργάνωση του Λογισμικού ενός PC Ιεραρχία Οι πληροφορίες οργανώνονται σε αρχεία (files), τα οποία συνιστούν υποκαταλόγους και καταλόγους (sub/directories). Ιεραρχία λογισμικού: Βασικό Σύστημα Εισόδου Εξόδου (BIOS Basic Input- Output System) Οδηγοί Συσκευών (Device Drivers) Λειτουργικό Σύστημα Δίσκου (DOS Disk Operating System) Λειτουργικό Σύστημα Windows Λογισμικό εφαρμογών

9 Βασικό Σύστημα Εισόδου Εξόδου (BIOS Basic Input-Output System) Το χαμηλότερο επίπεδο λογισμικού. Είναι γραμμένο σε chip μνήμης και ονομάζεται firmware. Λειτουργίες: Ελέγχει το υλικό κατά την εκκίνηση του υπολογιστή. «Φορτώνει» το λειτουργικό από τον δίσκο στη RAM. Καθορίζει πως το λειτουργικό θα επικοινωνήσει με το σκληρό δίσκο. Καθορίζει το χρονισμό του συστήματος, τη λειτουργία της μνήμης cache και τη ρύθμιση των διεπαφών (π.χ. IDE, σειριακή, παράλληλη). Firmware: Προ-προγραμματισμός που κάνει η εταιρεία κατασκευής του υλικού και βρίσκεται μόνιμα σε ROM. Οι εφαρμογές επενεργούν στο υλικό μέσω του firmware.

10 Επίπεδα Λογισμικού

11 Λογισμικό Υπολογιστή Λειτουργικό σύστημα (Operating System): Στοιχείο του λογισμικού συστήματος οι υπηρεσίες του οποίου περιλαμβάνουν συνήθως: τη διαχείριση των μονάδων εισόδου-εξόδου εξόδου, την αποθήκευση των πληροφοριών για μεγάλο διάστημα και τη δυνατότητα πρόσβασης στον υπολογιστή από πολλούς χρήστες ταυτόχρονα. Αποτελεί το σύνδεσμο ανάμεσα στα προγράμματα, το χρήστη και το υλικό του υπολογιστή.

12 Λειτουργικό Σύστημα ΛΣ (Operating System OS) Ένα πρόγραμμα που παρεμβάλλεται μεταξύ των χρηστών του υπολογιστικού συστήματος και του υλικού του υπολογιστικού συστήματος. Διευκολύνει τον άνθρωπο να επικοινωνήσει με τον υπολογιστή. Επιτρέπει στο σύστημα του υπολογιστή να επιβλέπει και να συντονίζει αυτόματα χωρίς την παρέμβαση αυτού που το χρησιμοποιεί τις ίδιες τις λειτουργίες του. Είναι ένα πρόγραμμα ελέγχου, το οποίο διευθύνει το υλικό του υπολογιστή καθώς και άλλες πηγές ενός συστήματος συμπεριλαμβανομένου του χειρισμού των συσκευών, τον χρονισμό των επεξεργασιών και την διευθέτηση των αρχείων.

13 Ιστορική εξέλιξη ΛΣ Οι αρχικοί υπολογιστές στερούνταν ΛΣ. Άνθρωπος χειριστής (operator) «φόρτωνε» τα προγράμματα στη μνήμη και τα «έτρεχε». Τα πρώτα ΛΣ εμφανίσθηκαν το 1946 όπως το EDSAC (Cambridge, Manchester), και αργότερα το CTSS (MIT), τα SCOPE, NOS, VSOS, (της CDC), τα OS/32, MVS (της IBM), VMS (της Digital), το UNIX (της ATTBellLabs), το CP/M (της Digital Research), το MS-DOS (της Microsoft).

14 Ιστορική εξέλιξη ΛΣ Σήμερα: ΛΣ συμβατά με UNIX: System V, BSD, GNU/Linux, Solaris, Mac OS X ΛΣ συμβατά με MS Windows: NT, XP, Server 2003/2008, Vista, Windows 7 Το δημοφιλέστερο ΛΣ για PC στο 90% του παγκόσμιου μεριδίου της αγοράς.

15 Ιστορική εξέλιξη Λ.Σ. Μηχανές χωρίς ΛΣ ΛΣ με βασικές ρουτίνες εισόδου εξόδου Απλή επεξεργασία κατά δέσμες ΛΣ πολυπρογραμματισμού Συστήματα καταμερισμού χρόνου ΛΣ προσωπικών υπολογιστών ΛΣ με υποστήριξη υπηρεσιών δικτύου

16 Εξέλιξη Λειτουργικών Συστημάτων (1) 1 η γενιά ( ) Προγραμματισμός υπολογιστών σε γλώσσα μηχανής (σύνδεσε τα σωστά καλώδια) Ανύπαρκτο Λειτουργικό Σύστημα (ΛΣ) 2 η γενιά ( ) Εργασίες (jobs) jobs), διάτρητες κάρτες, ταινίες, εκτύπωση αποτελεσμάτων Συστήματα Μαζικής Επεξεργασίας Συστήματα Επεξεργασίας Δέσμης (Batch Processing Systems)

17 Εξέλιξη Λειτουργικών Συστημάτων (2-1) 2 η γενιά ( ) (συνέχεια) Λειτουργία Συστημάτων Μαζικής Επεξεργασίας Ο προγραμματιστής γράφει το πρόγραμμα (μαζί με τα δεδομένα) σε διάτρητες κάρτες και το παραδίδει στον εξειδικευμένο χειριστή (operator) του υπολογιστή (από αυτό το σημείο και πέρα ο προγραμματιστής δεν έχει καμμία επαφή με την εκτέλεση του προγράμματος). Ο χειριστής, μέσω ενός σχετικά χαμηλού κόστους υπολογιστή (π.χ. IBM 1401) οργανώνει πολλές εργασίες μαζί σε μια δέσμη (batch) και τις περνάει από τις διάτρητες κάρτες σε μαγνητική ταινία (ταινία εισόδου).

18 Εξέλιξη Λειτουργικών Συστημάτων (2-2) 2 η γενιά ( ) (συνέχεια) Λειτουργία Συστημάτων Μαζικής Επεξεργασίας Όταν μαζευτούν αρκετές εργασίες ο χειριστής μεταφέρει και φορτώνει την ταινία στον (πολύ πιο ακριβό) κεντρικό υπολογιστή (π.χ. IBM 7094). Ο υπολογιστής διαβάζει από την ταινία και εκτελεί τις εργασίες (την μια μετά την άλλη) αποθηκεύοντας τα αποτελέσματα σε μια ταινία εξόδου. Με την ολοκλήρωση της εκτέλεσης ο χειριστής παίρνει την ταινία εξόδου, εκτυπώνει τα αποτελέσματα με την βοήθεια ενός πιο αργού υπολογιστή (π.χ. IBM 1401) και τα παραδίδει στον προγραμματιστή.

19 Εξέλιξη Λειτουργικών 3 η γενιά ( ) Συστημάτων (3) Ετεροχρονισμός (Spool) Μεταφορά εργασιών από τις κάρτες στον δίσκο και εκτέλεσή τους αργότερα. Δεν χρειάζεται ο χειριστής, ούτε ο δεύτερος υπολογιστής. Πολυπρογραμματισμός (Multiprogramming) Πολλές εργασίες φορτώνονται στην μνήμη. Όταν η τρέχουσα διεργασία διακόψει για είσοδο/έξοδο (I/O), ο υπολογιστής αντί να χάνει χρόνο περιμένοντας, περνάει στην επόμενη. Εργασία 3 Εργασία 2 Εργασία 1 Λειτουργικό Σύστημα Τμήματα μνήμης

20 Εξέλιξη Λειτουργικών Συστημάτων (4) 3 η γενιά ( ) (συνέχεια) Διαλογική Λειτουργία Ο χρήστης είναι συνδεδεμένος και επικοινωνεί συνεχώς με τον υπολογιστή. Χρονικός Καταμερισμός (Time Sharing) Πολλοί χρήστες είναι συνδεδεμένοι ταυτόχρονα με τον υπολογιστή Ο υπολογιστής εξυπηρετεί τον ένα μετά τον άλλον πολύ γρήγορα, δίνοντας την εντύπωση ότι όλοι εξυπηρετούνται παράλληλα CTSS (Compatible Time-Sharing System),, MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service). Μίνι Υπολογιστές Πολύ πιο φτηνοί Ο Ken Thompson με βάση το MULTICS δημιουργεί το UNIX για τον PDP

21 Εξέλιξη Λειτουργικών Συστημάτων (5) Απαιτήσεις που εισάγει ο Πολυπρογραμματισμός (Multiprogramming) Διαχείριση Εργασιών το ΛΣ πρέπει να μπορεί να αποφασίσει ποιες από τις διεργασίες θα φορτωθούν στη μνήμη (η μνήμη επαρκεί για μερικές μόνο διεργασίες). Διαχείριση Μνήμης το ΛΣ πρέπει να κατανείμει τη μνήμη μεταξύ των διεργασιών. Χρονοπρογραμματισμός ανάμεσα στις φορτωμένες διεργασίες να επιλεγεί η «πιο κατάλληλη» για να εκτελεστεί. Κατανομή πόρων ώστε να εκτελούνται όλες οι διεργασίες Πλήρως Κατά βέλτιστο τρόπο

22 Εξέλιξη Λειτουργικών Διαλογική Λειτουργία Συστημάτων (6-1) Τερματικό χρήστη που είναι συνδεδεμένο με τον κεντρικό υπολογιστή. Μοντέλο Εργασίας: Το σύστημα περιμένει εργασίες Ο χρήστης πληκτρολογεί εντολές για να εισάγει μια εργασία Το σύστημα εκτελεί την εργασία (πιθανότατα παράλληλα με άλλες), εμφανίζει τα αποτελέσματα και περιμένει για καινούρια εντολή Αντιδιαστολή με τη μαζική επεξεργασία (batch processing), όπου ο χρήστης προγραμματιστής δεν είχε άμεση επαφή με το σύστημα

23 Εξέλιξη Λειτουργικών Διαλογική Λειτουργία Συστημάτων (6-2) Προϋποθέτει τον πολυπρογραμματισμό (ειδικότερα σε συστήματα πολλών χρηστών) για την εκμετάλλευση του χρόνου κατά τον οποίο περιμένει εντολές από τον χρήστη. Μεταφορά διεργασιών προς και από τον δίσκο. Απαιτείται να είναι συνεχώς διαθέσιμα (στο σύστημα αρχείων): τα προγράμματα που θα χρησιμοποιηθούν τα δεδομένα για τα προγράμματα

24 4 η γενιά (1980 ) Εξέλιξη Λ.Σ (7) Προσωπικοί Υπολογιστές Σταθμοί Εργασίας Υποστήριξη υπηρεσιών δικτύου Λειτουργικά Συστήματα Ενός Χρήστη (Single User Operating Systems) Περιβάλλον φιλικό προς τον χρήστη (User Friendly Interface) Κατάλληλες συσκευές εισόδου-εξόδου εξόδου πληκτρολόγιο, ποντίκι, οθόνη, εκτυπωτής Γραφικό Περιβάλλον (GUI Graphical User Interface) Εικονίδια (Icons), Αντικείμενα (Objects) MS-DOS, Windows, Linux, Mac OS

25 Δομή ΛΣ: Πυρήνας (Kernel) Φλοιός Φλοιός/Κέλυφος (Shell) Πυρήνας Μέρη Λειτουργικού Συστήματος Ο πυρήνας (kernel) συνήθως περιέχει τα βασικά λειτουργικά τμήματα ενός ΛΣ (διαχείριση πόρων, κλπ.) που αλληλεπιδρούν στενά με το υλικό. Ο φλοιός (shell) δεν αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι του ΛΣ. Σε αυτόν συνήθως περιλαμβάνονται τμήματα που δεν έχουν άμεση σχέση με την λειτουργία του υπολογιστή (π.χ. διεπαφή χρήστη) Πολλά ΛΣ επιτρέπουν την εναλλαγή ανάμεσα σε διαφορετικούς φλοιούς Σε κάθε ΛΣ υπάρχουν και διάφορες συνοδευτικές εφαρμογές (π.χ. κειμενογράφοι). Δεν αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι του ΛΣ.

26 Λειτουργίες/Υπηρεσίες ΛΣ Περιβάλλον (εργασίας) του χρήστη/ Διασύνδεση χρήστη υπολογιστή/ διεπαφή (user interface) Περιβάλλον εκτέλεσης προγραμμάτων Διαχείριση πόρων: Διαχείριση επεξεργαστή/ διεργασιών Διαχείριση μνήμης Διαχείριση συσκευών περιφερειακών μονάδων (π.χ. εκτυπωτή). Διαχείριση αρχείων: φυσική θέση αρχείων στους δίσκους, δημιουργία, διαγραφή και προσπέλαση αρχείων. Σύστημα αρχείων.

27 Λειτουργίες/Υπηρεσίες ΛΣ Ασφάλεια και προστασία Διάφορες υποστηρικτικές υπηρεσίες και προγράμματα: π.χ. αντιγραφή, μετακίνηση, αναζήτηση αρχείων ή κειμένου σε αρχεία, απομακρυσμένη πρόσβαση στο σύστημα, υπηρεσίες διαδικτύου, χρονοπρογραμματισμός, αρχεία καταγραφής κινήσεων χρηστών - γεγονότων (log files).

28 Λειτουργίες ΛΣ: Διασύνδεση Χρήστη Υπολογιστή/ Διεπαφή (user interface) Παρέχει το περιβάλλον που χρησιμοποιεί ο χρήστης για να εκτελέσει εργασίες. Υλοποιείται κυρίως στο επίπεδο του φλοιού. Συμβάλει στη φιλικότητα (ή μη) ενός ΛΣ. Λ.Σ βασισμένα σε «κείμενο» ή «γραφικά» Κατηγορίες περιβαλλόντων χρήστη: Γραμμής εντολής (command line): π.χ. κελύφη UNIX, MS DOS Μενού επιλογών (menu driven) Γραφικό περιβάλλον (Graphical User Interface, GUI): π.χ. Windows, KDE K Desktop Environment για UNIX ή Linux.

29 Διεπαφή: Γραμμή εντολής

30 Διεπαφή: Γραμμή εντολής Βασικές εντολές (εσωτερικές εξωτερικές) COPY c:\file\lab1.doc A:\FILES (copy from C: to A: REN lab1 lab3 (rename from lab1 to lab3) DEL LAB1 (delete file) MD FILES (make directory) CD FILES (change, go to folder FILES) CD.. (Go one level back to the hierarchy) EDIT FILE1.txt CHKDSK C: (έλεγχος δίσκου C: ) DIR C: (κατάλογος αρχείων στο C: ) DIR C:\FILES (κατάλογος αρχείων στο φάκελο Files)

31 Διεπαφή: Γραμμή εντολής Βασικές εντολές (εσωτερικές εξωτερικές) DIR*.* DIR?.? DIR*.??? DIR C:\FILES\LAB??.* DIR LAB*.???

32 Διεπαφή: Μενού Επιλογών

33 Διεπαφή: Γραφικό Περιβάλλον

34 Λειτουργίες ΛΣ: Περιβάλλον Εκτέλεσης Προγραμμάτων Έλεγχος εκτέλεσης των προγραμμάτων. Ανίχνευση σφαλμάτων υλικού (π.χ. σφάλμα στη μνήμη ή βλάβη σε κάποια μονάδα). Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα.

35 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Επεξεργαστή/ Διεργασιών Διεργασία (process) είναι ένα πρόγραμμα που εκτελείται Αποτελείται από το εκτελέσιμο πρόγραμμα και την κατάστασή του (τιμές μεταβλητών, τιμές καταχωρητών, δεδομένα στη στοίβα, κώδικα που έχει εκτελεστεί κ.λπ.) Η διεργασία είναι ενεργή οντότητα, ενώ το πρόγραμμα είναι στατικό Σε κάθε διεργασία αποδίδεται αρκετός χρόνος στον επεξεργαστήώστεαυτήναλειτουργήσειόπως χρειάζεται. Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα.

36 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Επεξεργαστή/ Διεργασιών Μία διεργασία απεικονίζεται σε ακριβώς ένα αρχείο προγράμματος (εκτελέσιμο αρχείο) ένα πρόγραμμα μπορεί να εκτελείται από πολλές διεργασίες ταυτόχρονα η κάθε μία ακολουθεί διαφορετική πορεία εκτέλεσης Μία διεργασία εκτελείται σειριακά Το λειτουργικό σύστημα πολυπλέκει την εκτέλεσή τους και έχουμε την αίσθηση της παραλληλίας (Διαχείριση Διεργασιών)

37 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Διεργασιών Σε ένα πολυπρογραμματιστικό (multiprogramming multitasking) σύστημα υπάρχουν πολλές διεργασίες που εκτελούνται παράλληλα Aπαιτείται Χρονοδρομολόγηση (Scheduling) Το ΛΣ είναι υπεύθυνο για: Την δημιουργία των διεργασιών Την διατήρηση των πληροφοριών για κάθε διεργασία Την πολυπλεξία των διεργασιών (χρονοπρογραμματισμός) Τον τερματισμό των διεργασιών

38 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Διεργασιών Χρονοπρογραμματισμός (1) Αλγόριθμος Χρονοπρογραμματισμού (Time Scheduling Algorithm) Αποφασίζει ποια από τις πολλές διεργασίες που υπάρχουν στην μνήμη θα εκτελεστεί. Πρέπει να είναι: Δίκαιος (κάθε διεργασία να παίρνει τον χρόνο της) Αποτελεσματικός (να μεγιστοποιεί την χρησιμοποιήση της CPU) Ελαχιστοποιεί τον χρόνο απόκρισης (response time) για διαλογικές διεργασίες Μεγιστοποιεί τον ρυθμό απόδοσης (throughput) διεργασίες/sec

39 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Διεργασιών Χρονοπρογραμματισμός (2) Τυπικοί Αλγόριθμοι Χρονοπρογραμματισμού Με σειρά άφιξης (First Come First Served) Συντομότερη Εργασία Πρώτα (Shortest Job First) Εξυπηρέτηση εκ περιτροπής κυκλική επιλογή (Round Robin) Με προτεραιότητα (Priority Scheduling) Όλοι έχουν τα πλεονεκτήματά τους και τα μειονεκτήματά τους

40 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Μνήμης Αναφέρεται στην εκχώρηση φυσικής μνήμης RAM σε διεργασίες. Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα. Η διαχείριση μνήμης είναι απλή σε συστήματα ενός χρήστη μιας διεργασίας αλλά πολύπλοκη σε απροσδιόριστο αριθμό διεργασιών. Το ΛΣ γνωρίζει την ακριβή θέση ενός προγράμματος στη μνήμη και μπορεί να μετατρέπει λογικές διευθυνσεις σε ακριβείς διευθύνσεις. (Memory Management Unit)

41 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Μνήμης Η λογική διεύθυνση (γνωστή και ως νοητή ή σχετική διεύθυνση) είναι μια τιμή που προσδίδει μια γενική θέση, σχετική με ένα πρόγραμμα αλλά όχι με την κύρια μνήμη Η φυσική διεύθυνση είναι μια πραγματική διεύθυνση στην κύρια μνήμη.

42 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση μνήμης Ηλογική διεύθυνση L μεταφράζεται στη φυσική διεύθυνση A+L

43 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Μνήμης Στόχοι διαχειριστή μνήμης: Απόδοση τμημάτων μνήμης σε διεργασίες Διαχείριση των ελεύθερων τμημάτων μνήμης Προστασία και διαμοιρασμός της μνήμης Αύξηση του διαθέσιμου χώρου μνήμης πέραν των ορίων της φυσικής μνήμης (χρήση εικονικής μνήμης/ virtual memory)

44 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Μνήμης Τρόποι διαχείρισης μνήμης: Διαμερισμένη μνήμη: η μνήμη είναι χωρισμένη σε κομμάτια σταθερού μεγέθους ή σε κομμάτια των οποίων το μέγεθος καθορίζεται από τις ανάγκες των προγραμμάτων Σελιδοποιημένη μνήμη (paged memory): τα προγράμματα χωρίζονται σε σελίδες σταθερού μεγέθους πού φυλάγονται σε πλαίσια μνήμης όταν φορτώνονται στη μνήμη.

45 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Συσκευών Έλεγχος πρόσβασης στις περιφερειακές μονάδες (π.χ. εκτυπωτή) με τρόπο ώστε να αποκρύπτονται από τα προγράμματα εφαρμογών και τους χρήστες οι λεπτομέρειες ελέγχου τους. Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα. Καθορισμός πρωτοκόλλου επικοινωνίας/ προσπέλασης. Χρησιμοποιεί το πρόγραμμα οδήγησης της μονάδας driver και επικοινωνεί μέσω των ελεγκτών, θυρών. Συνεχής παρακολούθηση των μονάδων και ειδοποίηση των χρηστών ή των εφαρμογών όταν συμβεί κάτι αξιοσημείωτο (π.χ. ο χρήστης πάτησε ένα πλήκτρο).

46 Διαχείριση Συσκευών Windows

47 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Αρχείων Υλοποιούν την τήρηση της φυσικής θέσης των αρχείων στους δίσκους, τη δημιουργία, τη διαγραφή και την προσπέλαση των αρχείων. Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα. Αρχείο: Μια συλλογή από δεδομένα (συνήθως σχετιζόμενα) κωδικοποιημένα κατά κατάλληλο τρόπο (π.χ. εικόνα, ήχος, κείμενο) και ομαδοποιούνται σε καταλόγους. Έχει όνομα και κατάληξη/ τύπο (π.χ..doc,.txt,.bmp,.jpg,.wav,.mp3,.avi,.mpg) File Control Block (FCB): περιλαμβάνει τα χαρακτηριστικά των αρχείων (π.χ. δημιουργός, τύπος, ημερομηνία δημιουργίας)

48 Λειτουργίες ΛΣ: Διαχείριση Αρχείων Συστήματα Αρχείων Κάθε ΛΣ έχει δικό του σύστημα αρχείων FAT (File Allocation Table), FAT32, NTFS (New Technology File System), UFS (UNIX File System), Εxt2 (Second Extended Filesystem) ReiserFS

49 Ιεραρχική Δομή Αρχείων/Καταλόγων

50 Λειτουργίες ΛΣ: Ασφάλεια και Προστασία Τα σύγχρονα ΛΣ παρέχουν μηχανισμούς ασφάλειας: Δυνατότητα καθορισμού λογικών χρηστών του συστήματος σε καθέναν από τους οποίους αποδίδονται από το διαχειριστή του συστήματος συγκεκριμένα δικαιώματα προς τους πόρους του συστήματος. Υλοποιείται στο επίπεδο του πυρήνα. Κάθε φυσικός χρήστης αναγνωρίζεται από το όνομα του προ-ορισμένου λογικού χρήστη και μια λέξη πρόσβασης (συνθηματικό, password). Επιπλέον έλεγχος σε ποιες υπηρεσίες από τις παρεχόμενες θα είναι ανοιχτές, ποια προγράμματα θα εγκατασταθούν, κ.λπ.

51 Ασφάλεια στο ΛΣ Windows XP

52 Ειδικές Κατηγορίες ΛΣ (1) Παράλληλα συστήματα συστήματα πολλών επεξεργαστών Πλεονεκτήματα: αύξηση της απόδοσης με παράλληλη εκτέλεση κώδικα από διάφορες KME αύξηση αξιοπιστίας (ανοχή σε σφάλματα και ομαλή υποβάθμιση της απόδοσης σε περίπτωση απώλειας πόρων)

53 Ειδικές Κατηγορίες ΛΣ (2) Λειτουργικά Συστήματα Δικτύου (NOS: Network Operating Systems) Εξυπηρέτηση χρηστών και αξιοποίηση πόρων που συνδέονται μέσω δικτύου Συνήθως αποτελούν επέκταση των «συμβατικών» λειτουργικών συστημάτων Δύο κύριες κατηγορίες: Αφοσιωμένου εξυπηρέτη (dedicated server NOS) Ισότιμων υπολογιστών (peer-level NOS)

54 Ειδικές Κατηγορίες ΛΣ (3) Κατανεμημένα Λειτουργικά Συστήματα (Distributed Operating Systems) Συνδυάζουν παράλληλα συστήματα με συστήματα δικτύου Ο χρήστης δεν ξέρει αν η εργασία του θα εκτελεστεί από έναν τοπικό υπολογιστή ή από έναν απομακρυσμένο (διαφανή προς τον χρήστη) Ιδιαίτερα πολύπλοκα συστήματα

55 Ειδικές Κατηγορίες ΛΣ (4) Λειτουργικά Συστήματα Πραγματικού Χρόνου (Real Time Operating Systems) Στα κλασικά ΛΣ δεν ξέρουμε σε πόσο χρόνο θα εκτελεστεί μια εργασία (δεν μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα) Τυπικά, περιμένουμε ότι δεν θα πάρει πολύ χρόνο, αλλά κανείς δεν το εξασφαλίζει Σε συσκευές ελέγχου για ειδικές εφαρμογές (ιατρική, ρομποτική, πλοήγηση) χρειάζονται αυστηροί περιορισμοί Ειδικά ΛΣ (όχι γενικού σκοπού) που μπορούν να επιβάλλουν εξασφαλίσουν αυτούς τους περιορισμούς

56 ΛΣ Windows: Ιστορική Αναδρομή (1985 )

57 ΛΣ Windows Γραφικό περιβάλλον εργασίας Ξεκίνησε ως διασύνδεση χρήστη για το MS-DOS Πλέον, κανονικό λειτουργικό σύστημα Πολυπρογραμματισμός (Multiprogramming) Εικονική Μνήμη (Virtual Memory) Δικτυακές δυνατότητες και μηχανισμοί ασφαλείας

58 ΛΣ Windows Χαρακτηριστικά περιβάλλοντος: Γραφικό περιβάλλον (Graphical User Interface GUI) WYSIWYG (What You See Is What You Get) Επιφάνεια εργασίας Γραμμή εργασιών Εικονίδια Αρχεία Φάκελοι Συντομεύσεις

59 Λειτουργίες Αρχείων Δημιουργία αρχείου Διαγραφή αρχείου Άνοιγμα αρχείου Κλείσιμο αρχείου Διάβασμα δεδομένων Αποθήκευση / γράψιμο δεδομένων Εγγραφή δεδομένων στο τέλος του αρχείου (append) Διαγραφή δεδομένων, όχι όμως του αρχείου (truncate) Μετονομασία αρχείου (rename) Αντιγραφή αρχείου (delete)

60 Βασικά Προγράμματα του ΛΣ Windows Εξερεύνηση των Windows Περιλαμβάνεται σε όλες τις εγκαταστάσεις των Windows και είναι φτιαγμένο για να διευκολύνει την διαχείριση αρχείων και φακέλων Αναζήτηση Αρχείων και Φακέλων με βάση ολόκληρο το όνομα Μέρος του ονόματος Το περιεχόμενο του (π.χ ναπεριέχειτηλέξηsystem) Τοντύποτου(π.χ.DOC,.RTF,.PDF) Άλλα χαρακτηριστικά του

61 Βασικά Προγράμματα του ΛΣ Windows Αναζήτηση Αρχείων και Φακέλων με βάση Μέγεθος Ημερομηνία/περίοδο δημιουργίας Δίσκοστονοποίοβρίσκεται Υπολογιστή στον οποίο βρίσκεται Χρήση των χαρακτήρων «balander» * αντιπροσωπεύει συνδυασμό χαρακτήρων? Αντιπροσωπεύει ένα μόνο χαρακτήρα

62 Βασικά Προγράμματα του ΛΣ Windows Κάδος Ανακύκλωσης (Recycle Bin) Ιδιαίτερο εικονίδιο που βρίσκεται στην επιφάνεια εργασίας και δεν διαγράφεται. Πρόκειται για φάκελο όπου αποθηκεύονται για κάποιο χρονικό διάστημα τα αρχεία που διαγράφουμε, ώστε να μπορούν να ανακτηθούν όταν υπάρξει ανάγκη. Κάνοντας διπλό κλικ επάνω του, μπορούμε να δούμε τα περιεχόμενά του ενώ με δεξί κλικ είναι δυνατόν να αλλάξουμε τις ρυθμίσεις του, μεταβάλλοντας π.χ. τη χωρητικότητά του. Προσοχή στη διαγραφή αρχείων!

63 Βασικά Προγράμματα του ΛΣ Windows Πίνακας ελέγχου (Control Panel) Παράθυρο που βρίσκονται συγκεντρωμένες όλες οι επιλογές που αφορούν στη συντήρηση και τη ρύθμιση του συστήματός μας. Τοπική γλώσσα και σχετικές ρυθμίσεις Γλώσσα πληκτρολογίου Εγκατεστημένα προγράμματα Εγκατεστημένο υλικό κ.α ιεργασίες (Processes) Όλα τα «προγράμματα» τα οποία τρέχουν στον υπολογιστή μας

64 Διεργασίες στο ΛΣ Windows XP

65 Συνοδευτικά Προγράμματα του ΛΣ Windows Internet Explorer WordPad Σημειωματάριο (Notepad) Ζωγραφική (Paint) Outlook Express Media Player MSN Messenger

66 MS-DOS Microsoft Disk Operating System ( ) Περιβάλλον γραμμής εντολών Το λειτουργικό σύστημα που έτρεχαν οι περισσότεροι προσωπικοί υπολογιστές (συμβατοί IBM-PC) Ενός χρήστη (single user) Ελάχιστες δυνατότητες πολυπρογραμματισμού

67 MS-DOS Microsoft Disk Operating System ( ) Παραδείγματα εντολών MS DOS: md(δημιουργία καταλόγου): md class1 cd(αλλαγή καταλόγου): cd class1 rd (διαγραφή καταλόγου): rd class1 dir (περιεχόμενα τρέχοντος καταλόγου): C:\dos>dir

68 MS-DOS Microsoft Disk Operating System ( ) Παραδείγματα εντολών MS DOS: format (μορφοποίηση δίσκου/ δισκέτας): format h:/s diskcopy (αντιγραφή δισκέτας): diskcopy a: b: copy (αντιγραφή αρχείου): copy arxeio1.dat arxeio2.dat move (μετακίνηση αρχείου): move C:\dos\arxeio1.dat C:\school\taxh delete (διαγραφή αρχείου): delete c:\arxeio1.dat.

69 ΛΣ UNIX (1971 ) Πρόδρομος ήταν το ΛΣ MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service) που υλοποιήθηκε στα τέλη της δεκαετίας 1960 από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης (MIT) σε συνεργασία με την Bell Labs ΑΤ&Τ. Ξεκίνησε από τους μεγάλους υπολογιστές του 70 (mainframes) και κατά βάση δεν χρησιμοποιείται ιδιαίτερα σε προσωπικούς υπολογιστές Καταμερισμός Χρόνου (Time Sharing) Πολυπρογραμματισμός (Multiprogramming) Εικονική Μνήμη (Virtual Memory) Δικτυακές δυνατότητες και μηχανισμοί ασφαλείας

70 ΛΣ UNIX (1971 ) Παραλλαγές UNIX: XENIX ( ) Unix System V ή SysV ( ) UNIXWare (1991 ) SunOS/Solaris (1992 ) BSD/OS π.χ. FreeBSD, OpenBSD, NetBSD (1991 ) Tru64 Unix (1998 ) Mac OS X (2000 )

71 Solaris 10

72

73

74 Mac OS X v10.4 (Tiger)

75 Άλλα Διαδεδομένα ΛΣ Linux (1991 ) Αναπτύχθηκε αρχικά από τον Linus Torvalds και διατίθεται ως ελεύθερο λογισμικό Μοιάζει αρκετά με το UNIX, στοχεύοντας περισσότερο στους προσωπικούς υπολογιστές Mac OS ( ) Λειτουργικό σύστημα για τους υπολογιστές της Apple (μη συμβατοί με τους IBM-PC) Γραφικόπεριβάλλονεργασίας Οι τελευταίες εκδόσεις (Mac OS X) βασίζονται στο UNIX

76 Mandriva Linux 2007

77

78

79 Λογισμικό Εφαρμογών Το λογισμικό που έχει ως σκοπό να λύσει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα ή να αντιμετωπίσει μια συγκεκριμένη ανάγκη των χρηστών. Ανάπτυξη εφαρμογών: Κατά Παραγγελία (custom) custom), όταν ο ίδιος ο χρήστης/ οργανισμός που την χρειάζεται την αναπτύσσει (ή την αναθέτει προς ανάπτυξη). Εμπορικό Προϊόν, όταν εταιρεία παραγωγής λογισμικού ού αναπτύσσει την εφαρμογή και την πωλεί.

80 Προστασία Δικαιωµάτων Δηµιουργού Λογισµικούικού ίπλωµα ευρεσιτεχνίας (patent): του αντικειµενικού ενικού κώδικα και της διεπαφής (user interface) του λογισµικού ικού. Πνευµατικό δικαίωµα (copyright): του πηγαίου (αλγόριθµος) και του αντικειµενικού ενικού κώδικα του λογισµικού ικού. Άδεια χρήσης (license) Προστασία εµπορικών σηµάτων (trademark): δηλωτικό σημείο/ λογότυπο που προσδιορίζει μοναδικά το προϊόν/ υπηρεσία στους καταναλωτές.

81 Διαδεδομένες Κατηγορίες Εφαρμογών Εφαρμογές γραφείου Επεξεργασία Κειμένου (π.χ. MS Word) Λογιστικά Φύλλα (π.χ. MS Excel) Λογισμικό Παρουσιάσεων (π.χ. MS Powerpoint) Διαχείριση Βάσεων Δεδομένων (π.χ. MS Access) Δημιουργία εγγράφων/ ηλ. βιβλία (Adobe Reader/ Writer) Εφαρμογές Επικοινωνίας Πλοηγοί παγκόσμιου ιστού/ Web Browsers (π.χ. MS Internet Explorer, Mozilla Firefox, Netscape Navigator, Apple Safari) client (π.χ.( MS Outlook Express, Mozilla Thunderbird) Chat (π.χ.( MSN Messenger, Google Talk) FTP client (π.χ.( Core FTP Lite, i.ftp) P2P client (π.χ.( Kazaa, BitTorrent) Άλλες βοηθητικές εφαρμογές Συμπίεση αποσυμπίεση (π.χ. WinZip, WinRar,, 7-Zip) 7 Δημιουργία αντιγραφή οπτικών μέσων αποθήκευσης (π.χ. Nero Burning ROM, Roxio Easy Media Creator) Ψυχαγωγία Αναπαραγωγή πολυμέσων (μουσικής, βίντεο) (π.χ. MS Windows Media Player, Winamp,, VLC Media Player) Παιχνίδια Σχεδίαση Επεξεργασία εικόνων/ γραφικών (π.χ. Adobe Photoshop, Macromedia Fireworks, CorelDRAW Graphics Suite) Επεξεργασία αρχιτεκτονικών σχεδίων (π.χ. Autodesk AutoCAD)

82 Διαδεδομένες Κατηγορίες Εφαρμογών Ανάπτυξη Πολυμεσικών Εφαρμογών/ επεξεργασίας βίντεο (π.χ. Adobe Premiere, Pinacle Studio, Ulead Video Studio, Macromedia Flash) Δημιουργία διαχείριση Ιστοσελίδων (π.χ. MS Frontpage,, Macromedia Dreamweaver) Μαθηματικές Εφαρμογές (π.χ. MathWorks MATLAB) Περιβάλλοντα Ανάπτυξης Εφαρμογών (π.χ. MS Visual Studio, JDK (Java Development Kit), BloodshedSoftware Dev-Pascal)

83 Εισαγωγή στην Πληροφορική Επεξεργαστής Κειμένου Δέχεται το κείµενο πληκτρολόγησης Διόρθωση κειμένου Αντιγραφή/ επικόλληση κειμένου σε άλλο σηµείο του εγγράφου ή σε άλλα έγγραφα Μορφοποίηση κειµένου, σελίδας, εγγράφου Πίνακες Εικόνες και άλλων αντικειµένων στο κείµενο Σχόλια, Αναφορές, Πίνακες Περιεχομένων Αποθήκευση εγγράφων σε αρχεία Εργαλεία αποτελεσματικής εργασίας VolksWriter XyWrite WordStar WordPerfect MS Word Open Office Word Star Office Word

84 H χρησιµότητα των Φύλλων Εργασίας Οι εφαρµογές των Υπολογιστικών Φύλλων χρησιµοποιούνται για την οικονοµική και επιστηµονική ανάλυση των αριθµητικών δεδοµένων. Τα προγράµµατα αυτά εκτελούν υπολογισµούς και παρουσιάζουν µε γραφήµατα σχέσεις μεταξύ των δεδοµένων. Το πρώτο πρόγραµµα των φύλλων εργασίας (VisiCalc) εµφανίσθηκε το 1979, ήταν πολύ εύκολο στη χρήση του και συνέβαλε σηµαντικά, μαζί µε τις εφαρµογές της επεξεργασίας κειµένου και της διαχείρισης βάσεων δεδοµένων, στην εισαγωγή τους στο περιβάλλον του αυτοµατισµού γραφείου. Visicalc Framework Multiplan Lotus 123 Quattro Pro Harvard Graphics MS EXCEL Open Office Spreadsheets Star Office Spreadsheets

85 Παρουσιάσεις Χρήση για λόγους επικοινωνίας Εφαρμογές στην εκπαίδευση, στις επιχειρήσεις Η χρήση διαφανειών διευκολύνει την ανάλυση των πληροφοριών, την οπτικοποίηση και αφοµοίωση των πληροφοριών, ενεργοποιεί την προσοχή και κάνει σηµαντική οικονοµία χρόνου. Μια επιµεληµένη παρουσίαση αυξάνει τη συγκράτηση των πληροφοριών από το ακροατήριο και προσθέτει αξιοπιστία στην παρουσίαση. Η παρουσίαση µπορεί να υποστηρίζεται από υπολογιστή και να εµφανίζει τις διαφάνειες στις οθόνες υπολογιστών ενός τοπικού δικτύου ή σε γιγαντοοθόνη (µέσο βίντεο-προβολέα) αξιοποιώντας δυνατότητες κίνησης, ήχου, βίντεο και ειδικών εφέ για περισσότερο εντυπωσιακά αποτελέσµατα.

86 Ευχαριστώ για την προσοχή σας Ερωτήσεις, Απορίες, Επεξηγήσεις