Πληροφορική I. "Λογισμικό (Software)" B. Φερεντίνος

Transcript

1 ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ - ΕΙΣ. ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΟΥΡΙΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΦΙΛΟΞΕΝΙΑΣ Πληροφορική I "Λογισμικό (Software)" B. Φερεντίνος ver

2 Ορισμοί Πρόγραμμα: ένα σύνολο εντολών που κατευθύνουν τον Η/Υ και απαιτούνται για τη μετατροπή των δεδομένων σε πληροφορίες Εργασία: ένα πρόγραμμα που πρόκειται να εκτελεστεί Διεργασία: ένα πρόγραμμα που βρίσκεται στη μνήμη και περιμένει πόρους ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ = ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ + ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Λειτουργικό σύστημα (Operating System OS): μία διεπαφή (interface) μεταξύ του υλικού ενός Η/Υ και του χρήστη Διευκολύνει την εκτέλεση άλλων προγραμμάτων και την πρόσβαση σε υλικό και λογισμικό

3 Είδη λογισμικού Λογισμικό Συστημάτων Λειτουργικά Συστήματα (Operating Systems) Οδηγοί συσκευών (Device Drivers) Utilities Εξυπηρετητές (Servers) Συστήματα παραθυρικού περιβάλλοντος (Windowing systems) Λογισμικό Προγραμματισμού Μεταγλωττιστές (Compilers) Διερμηνευτές (Interpreters) Debuggers Linkers Κειμενογράφοι (Text editors)

4 Είδη λογισμικού (συν.) Λογισμικό Εφαρμογών (Πακέτα) Επεξεργαστές κειμένου, λογιστικών φύλλων, παρουσιάσεων Προγράμματα επεξεργασίας εικόνας, ήχου, βίντεο Βάσεις δεδομένων Προγράμματα εκπαιδευτικού λογισμικού Προγράμματα προσομοίωσης Επιστημονικά προγράμματα Βιομηχανικά προγράμματα Προγράμματα λήψης αποφάσεων Προγράμματα επικοινωνιών (Internet) Παιχνίδια (video games) κτλ.

5 Λειτουργικά Συστήματα Προγράμματα και δεδομένα που διαχειρίζονται το hardware και φροντίζουν για την εκτέλεση των υπόλοιπων εφαρμογών του Η/Υ Το ΛΣ (Operating System OS) ενεργοποιείται κατά την εκκίνηση του Η/Υ και δραστηριοποιείται καθ' όλη τη διάρκεια λειτουργίας του

6 Βασικές λειτουργίες ενός ΛΣ Έλεγχος των ηλεκτρονικών μερών του Η/Υ Παροχή κοινών λειτουργικών υπορουτίνων στα προγράμματα Διαχείριση της αποθήκευσης δεδομένων Παροχή διεπαφής (κυρίως γραφικής: Graphical User Interface GUI) για τη χρήση του Η/Υ από το χρήστη

7 Βασικά χαρακτηριστικά ενός ΛΣ Multitasking: ταυτόχρονη λειτουργία πολλών προγραμμάτων σε έναν επεξεργαστή Multi-user: ταυτόχρονη χρήση του Η/Υ από πολλούς χρήστες Multi-processing: ταυτόχρονη χρήση πολλαπλών επεξεργαστών

8 Ιστορία λειτουργικών συστημάτων Πρώτοι υπολογιστές: χωρίς Λ.Σ. 1964: το πρώτο ΛΣ: OS/360 της IBM Δημιουργήθηκε για τα mainframes της IBM 1969: Unix (AT&T Bell Labs) Δημιουργήθηκε για mainframes και minicomputers 1980: 86-DOS (QDOS Quick & Dirty OS) Δημιουργήθηκε για τον : MS-DOS (εξαγορά του QDOS από τη Microsoft) Δημιουργήθηκε για το IBM PC (PC-DOS)

9 Ιστορία λειτουργικών συστημάτων 1984: Mac OS (στοιχεία από τους: Xerox Alto (1973) και Xerox Star (1981) ο πρώτος εμπορικός Η/Υ με GUI) 1985: Windows 1.0 (το πρώτο multitasking GUI σε PC) 1991: Linux (Η βασικότερη παραλλαγή του Unix) 1992: Windows 3.1 (κυριαρχία της Microsoft) 2001: Windows XP 2001: Mac OS X (το πιο διαδεδομένο Mac OS) 2004: Ubuntu (η πιο διαδεδομένη διανομή του Linux) 2009: Windows 7 (το πιο διαδεδομένο Λ.Σ. σήμερα)

10 Βασικά ΛΣ σήμερα Windows Windows XP Windows 7 Linux Ubuntu Fedora Debian SUSE Mandriva Mac OS X Snow Leopard Mobile OS Lion Android ios

11 Windows 1.0 Windows 3.1 Windows XP Mac OS X Linux (Ubuntu 10.10)

12 Εξέλιξη των Unix-like ΛΣ

13 Διανομές Linux Debian (1993) Knoppix (2000) Ubuntu (2004) Slackware (1993) SUSE ('94 & '03) Red Hat (1993) Fedora ('03 & '07) Mandriva (2005)

14 Πλεονεκτήματα του Linux (Ubuntu) ως προς τα Windows Δωρεάν (λειτουργικό ανοιχτού κώδικα) Πολύ πιο ασφαλές (δεν υπάρχουν ιοί) Πολύ πιο σταθερό Πιο γρήγορο (δεν γίνεται πιο αργό με την πάροδο του χρόνου, δεν χρειάζεται defragmentation) Πιο εύκολη αναζήτηση και εγκατάσταση προγραμμάτων Πιο γρήγοροι χρόνοι εκκίνησης και τερματισμού του Λ.Σ. Πιο παραμετροποιήσιμο GUI Πιο ανεπτυγμένη διαχείριση αρχείων Δυνατότητα χρήσης γραμμής εντολών Unix Τεράστια ποικιλία δωρεάν εφαρμογών ανοιχτού κώδικα

15 Μειονεκτήματα του Linux (Ubuntu) ως προς τα Windows Έλλειψη κάποιων οδηγών (drivers) ορισμένων μεμονωμένων συσκευών Πιο δύσκολο στη χρήση για τον αρχάριο και μέσο χρήστη, λόγω προβλημάτων που μπορεί να προκαλέσει το προηγούμενο μειονέκτημα

16 Βασικά μέρη ενός ΛΣ Πυρήνας (Kernel) Η γέφυρα μεταξύ των εφαρμογών και της επεξεργασίας δεδομένων που γίνεται στο hardware Διαχειρίζεται: Την ΚΜΕ (CPU) Τη μνήμη (RAM) Τις συσκευές εισόδου/εξόδου (I/O)

17 Βασικά μέρη ενός ΛΣ (συν.) Κέλυφος ή φλοιός (Shell) Επιτρέπει την επικοινωνία του χρήστη με τον Η/Υ, μέσω της Διεπαφής Χρήστη (User interface) Command line interface CLI (γραμμή εντολών): μέθοδος ελέγχου ενός ΛΣ μέσω γραπτών εντολών π.χ. Unix, MS-DOS, Linux Graphical user interface GUI (γραφική διεπαφή/διασύνδεση): μέθοδος ελέγχου ενός ΛΣ μέσω γραφικού περιβάλλοντος π.χ. Windows, Linux, Mac OS

18 GUI Τα παλιότερα ΛΣ είχαν το GUI ενσωματωμένο στον πυρήνα τους (Windows μέχρι και τα XP, Mac OS) Τα πιο εξελιγμένα ΛΣ ξεχωρίζουν το υποσύστημα γραφικών από τον πυρήνα αλλά και από το ίδιο το ΛΣ (πλήρως: Unix, Linux, Mac OS X, σε μεγάλο ποσοστό: Windows Vista και 7) Π.χ., τα ΛΣ Linux που χρησιμοποιούν το X Window System μπορούν να λειτουργούν με διάφορα GUI ανάλογα με τις προτιμήσεις του χρήστη ή τις δυνατότητες του κάθε Η/Υ (π.χ., GNOME, KDE, Xfce κτλ.)

19 Βασικές λειτουργίες ενός ΛΣ Διαχείριση της ΚΜΕ (CPU) Χρήση χρονοπρογράμματος (scheduler) για το βέλτιστο προγραμματισμό των εργασιών της ΚΜΕ multitasking Διαχείριση εκτέλεσης προγραμμάτων Διαχείριση της μνήμης RAM Κατανομή της μνήμης στο κάθε ενεργό πρόγραμμα Χρήση εικονικής μνήμης (virtual memory) όταν είναι απαραίτητο Διαχείριση συσκευών εισόδου/εξόδου Διαχείριση ασφάλειας (ως προς την εκτέλεση προγραμμάτων) Διαχείριση αρχείων (σύστημα αρχείων filesystem)

20 Διαχείριση διεργασιών Ορισμοί Πρόγραμμα υπολογιστή: σύνολο ανενεργών οδηγιών που κατευθύνουν τον Η/Υ και απαιτούνται για να μετατραπούν τα δεδομένα σε πληροφορίες Εργασία υπολογιστή: ένα πρόγραμμα που πρόκειται να εκτελεστεί Διεργασία υπολογιστή: ένα πρόγραμμα που βρίσκεται στη μνήμη και περιμένει πόρους Διάγραμμα καταστάσεων: παρουσιάζει τις δυνατές καταστάσεις ενός προγράμματος, μιας εργασίας ή διεργασίας και απεικονίζει τη μεταξύ τους σχέση. Υπάρχουν 3 δυνατές καταστάσεις: Κατάσταση διατήρησης (hold state) Κατάσταση ετοιμότητας (ready state) Κατάσταση εκτέλεσης (running state)

21 Διαχείριση της ΚΜΕ Συντονισμός διεργασιών Χρονοπρογραμματιστής Εργασιών (Job Scheduler) Προσθέτει νέες διεργασίες στον πίνακα διεργασιών Αφαιρεί διεργασίες που έχουν διεκπεραιωθεί Διεκπεραιωτής (Process Dispatcher) Ελέγχει την κατανομή των χρονοθυρίδων στις διεργασίες του πίνακα διεργασιών Το τέλος κάθε χρονοθυρίδας (χρονομερίδιο) δηλώνεται με ένα σήμα διακοπής (interrupt) Χρήση ουράς Χρησιμοποιείται για την ταυτόχρονη διαχείριση πολλών διεργασιών

22 Διαχείριση της μνήμης RAM Δύο κατηγορίες ΛΣ ως προς τη διαχείριση μνήμης: Μονο-προγραμματισμός Πολυ-προγραμματισμός

23 Διαχείριση της μνήμης RAM Ο διαχειριστής μνήμης: Συντονίζει την κύρια μνήμη Στον μονο-προγραμματισμό: Το πρόγραμμα πρέπει να χωράει στη μνήμη. Αν είναι μεγαλύτερο, δεν εκτελείται Όταν εκτελείται ένα πρόγραμμα, δεν μπορεί να εκτελεστεί κάποιο άλλο Κατά την ανταλλαγή δεδομένων του προγράμματος που εκτελείται με συσκευές εισόδου/εξόδου, η ΚΜΕ ενδέχεται να μένει αδρανής (λόγω της μεγαλύτερης ταχύτητάς της από τις συσκευές αυτές)

24 Διαχείριση της μνήμης RAM Στον πολυ-προγραμματισμό (multiprogramming): στη μνήμη βρίσκονται πολλά προγράμματα που εκτελούνται ταυτόχρονα multitasking Γρήγορες εναλλαγές μεταξύ εκτελούμενων διεργασιών όταν παρουσιαστεί κάποια καθυστέρηση (πχ πρόσβαση σε μονάδα I/O) Μεγιστοποίηση της χρήσης της ΚΜΕ Άλλοι τρόποι επίτευξης του multitasking: Time-sharing systems: εναλλαγή όταν είναι προγραμματισμένο ή όταν ζητηθεί Real-time systems: εγγύηση παροχής χρόνου στην ΚΜΕ σε ορισμένες διεργασίες (πχ, σε βιομηχανικές εφαρμογές)

25 Διαχείριση συσκευών Οδηγοί συσκευών (Device Drivers): Μονάδες λογισμικού που επικοινωνούν με τους ελεγκτές ή τις περιφερειακές συσκευές για να διεκπεραιώσουν συγκεκριμένες λειτουργίες Ο διαχειριστής συσκευών: Παρακολουθεί κάθε συσκευή I/O και ελέγχει συνεχώς τη σωστή λειτουργία της Προετοιμάζει και επιβλέπει την ολοκλήρωση κάποιας διεργασίας και την εξυπηρέτηση της επόμενης από τη συσκευή I/O Διατηρεί ουρά διεργασιών για κάθε συσκευή I/O Ελέγχει εναλλακτικές πολιτικές για την προσπέλαση των συσκευών I/O

26 Διαχείριση αρχείων Filesystem: μέθοδος αποθήκευσης και οργάνωσης αρχείων και των δεδομένων τους. Οργανώνει αρχεία σε βάση δεδομένων για: αποθήκευση οργάνωση διαχείριση ανάκτηση από το ΛΣ. Για το χρήστη: οργάνωση αρχείων σε δενδρική δομή με φακέλους / υποφακέλους (καταλόγους / υποκαταλόγους)

27 Δενδρική δομή αρχείων

28 Συστήματα αρχείων Ημ/νία δημ/ργίας Λειτουργικό Σύστημα Max μέγεθος αρχείου Max μέγεθος δίσκου Υποστηριζόμενα ΛΣ FAT QDOS 4GB 32MB FAT DOS3.31 4GB 2GB-4GB FAT Win 95 4GB 2TB-8TB NTFS 1993 Win NT 16TB-16EB 256TB WinNT, WinXP-7, MacOSX, Linux exfat 2006 Win CE 512TB-64ZB 512TB-64ZB WinXP-7, Linux ext Linux 16GB-2TB 2TB-32TB Linux ext Linux 16GB-2TB 2TB-16TB Linux ext Linux 16TB 16TB-1EB Linux HFS Mac OS 8.1 8EB 8EB MacOS, MacOSX

29 Στοιχεία υπόλοιπου λογισμικού Αρχιτεκτονική Εγχειρίδιο χρήσης Διαθέσιμες βιβλιοθήκες Ύπαρξη κάποιου standard Ποιότητα και αξιοπιστία Άδεια / πατέντες Δομή του προγράμματος Στοιχεία του προγράμματος Σχέσεις μεταξύ τους και ιδιότητές τους

30 Κατηγορίες διάθεσης λογισμικού Proprietary software (Ιδιόκτητο λογισμικό κλειστού κώδικα) Νομικά αδειοδοτημένο λογισμικό που ανήκει στον ιδιοκτήτη του και είτε πωλείται είτε παρέχεται δωρεάν (freeware) Public domain software Χωρίς ιδιοκτήτη (δηλ. χωρίς copyright), αλλά κλειστού κώδικα. Παρέχεται δωρεάν (freeware) Open source software (Λογισμικό ανοιχτού κώδικα) Ο κώδικας είναι ανοιχτός για όλους. Συνήθως δωρεάν, αλλά όχι απαραίτητα Free software (Δωρεάν λογισμικό) Δωρεάν και ανοιχτού κώδικα, ελεύθερο στην οποιαδήποτε τροποποίηση. Το copyright μπορεί να ανήκει στο δημιουργό