Osnovni pojmovi Miroslav Marić

Fon Nojmanova arhitektura Elementarni fizički objekat fon Nojmanove mašine (pa i savremenih elektronskih računara) je elektronska cev (tanzistor). Može da bude u 2 diskretna stanja – protiče struja/ne protiče struja, (”registruje” binarnu cifru 0 ili 1) i naziva se ćelija. Ćelije se u fon Nojmanovoj mašini organizuju u nizove fiksne dužine koji se nazivaju registar.

Procesor (Upravljačka jedinica, aritmetička jedinice i U/I jedinice Procesor (Upravljačka jedinica, aritmetička jedinice i U/I jedinice. Aritmetička jedinica je sadržavala i dva specijalna registra, akumulator i registar podataka R) Memorija (1024 registra od kojih je svaki imao svoju adresu (mesto, lokaciju) – broj od 1 do 1024, a svaki registar je imao po 40 bita. Sadržaj svakog registra mogao je da se interpretira kao jedan ceo broj u binarnom obliku, ili kao dve (20-bitne) instrukcije. Program se sastojao od niza binarnih instrukcija (instrukcija zapisanih binarnom azbukom), tj. bio je na mašinskom jeziku.

Aritmetičke operacije (deset cifara operacija a deset cifara adresa operanda) Dodela memorijskoj lokaciji/procesorskim registrima. Tok upravljanja je bio jedna instrukcija za drugom, osim u slučaju ”goto” instrukcije koja je ukazivala na memorijsku lokaciju gde je trebalo naći instrukciju za izvršenje

Hardver Čine ga svi uređaji računarskog sistema: Komponenta za obradu podataka (procesor), Skladište (memorija) za pamćenje programa i podataka. Uključuje i komponente ulaznih i izlaznih informacionih tehnologija i komponente komunikacione tehnologije koje omogućuju komunikaciju među pojedinim komponentama.

Podela Hardver se globalno može podeliti na računar i periferne uređaje. Računar čine procesor i operativna (unutrašnja) memorija, Periferni uređaji uključuju ulazno/izlazne uređaje i spoljašnju memoriju.

Hardware i software je skoro nemoguće razgraničiti. Sistemski software omogućava korisniku korišćenje računara. Aplikativni software rešava probleme koje korisnik zadaje

Prirodna podela bi bila da su hardware i sistemski software jedna celina koju zovemo virtuelna mašina. Virtuelna mašina predstavlja skup mogućnosti koje se korisniku prezentuju kao funkcije koje procesor može da obavi. (Uputsvo za rad sa mašinom)

OS je posrednik između računara i korisnika. Operativni sistem je najniži deo softwera koji ide direktno na hardware u cilju da njime upravlja i učini ga upotrebljivim za korisnike. Zadatak je da omogući: normalno izvršavanje korisničkih programa, kako bi omogućili udobnost i efikasnost upotrebe hardvera.

Definicija Operativni sistem je program koji upravlja računarskim resursima.(Menadžer resursa) Upravljanje se deli na: Upravljanje procesorom Upravljanje memorijom Upravljanje U/I uređajima (HDD, VM, miš...) Upravljanje podacima (File System) Upravljanje mrežama

Sistemski software je širi pojam od Operativnih sitema jer može da uključi i kompajlere, editore, programe za sortiranje, alate...

Funkcionisanje računarskog sitema

U prvoj generaciji računara, opsluživanje računarskog sistema bilo je potpuno prepušteno operateru, koji je morao da pripremi sve što je potrebno da se zadatak obrade može obaviti. Sistem je bio spor i izvršavao se samo jedan program tako da je operater bio u mogućnosti da sve potrebne radnje obavi na vreme. Najveći deo vremena trošio se na poslove operatera i ulazno- izlazne operacije, a mnogo manji deo na rad centralnog procesora.

Prvi ulazno izlazni uređaji su bili prekidači i sijalice Podaci, adrese i kontrole Uočeno je da se: Neke procedure se često ponavljaju Javlja potreba da se neke stvari automatizuju (kontrola računara, čišćenje memorije, rad sa periferijama) To je bio prvi korak u razvoju: Programiskih jezika Operativnih sistema

Operativni sistemi se dalje razvijaju zbog potrebe za dodatnim U/I uređajima Holeritove katrice – 25 X 80

Batch obrada – automatizacija rada računara (jedan posao se nadovezuje na drugi) Automatizovano punjenje i pražnjenje memorije predstavlja začetak operativnih sistema Računar paket (program, podaci ili kompajler) po paket čita i izvršava bez intervencije čoveka Danas? Skriptovi i .bat file-ovi

50-tih godina je procesor kao najskuplji deo računara bio slabo iskorišćen jer su drugi delovi bili dosta sporiji Svaki program: Čita Obrađuje Daje rezultate

Multiprogramiranje Istovremeno izvršavanje više programa na istom procesoru Problemi Kao upravljati procesima Ko koristi procesor Koliko dugo neko koristi procesor Koliko memorije koristi koji proces Kako sinhronizovati U/I uređaje

Time sharing Mnogo korisnika koji nisu zahtevni a računari su skupi, jaki ali ih ima malo Računar se vremenski deli korisnicima – na veliki računar se poveže više terminala i svaki dobije procesor na trenutak Neophodan uslov za time-sharing je multiprogramiranje (koje je starije!)

Virtuelna memorija Virtuelna memorija je razdvajanje programerskog modela memorije od stvarne memorije. Operativni sistem razrešava korespodenciju između njih Posledica: Virtuelna memorija je korišćenje Hard diska kao proširenja radne memorije

Istorija operativnih sistema Multics Unix Dos Windows Linux

PL/1 unija (sistemska standardizacija) Cobola i Algola Sličan pokušaj i sa Mulitics-om

Multiplexed Information and Computing Service - MULTICS je ideja kompanija MIT, Bell Labs i General Electric da se napravi moćan računar i operativni sistem koji će biti u stanju da radi sa velikim brojem terminala. Ideja je da u jednom gradu postoji moćan centralni računar, a da građani kod kuće imaju terminale kojima preko modema pristupaju glavnom računaru. Ovaj model se može smatrati pretečom računarskih mreža i Interneta

Na razvoju MULTICS sistema bili su zaposleni veliki timovi stručnjaka – problem birokratija pa se kasnilo. Sva dostignuća do tada su ugrađena u ovaj OS Sve je bilo dobro urađeno ali se u praksi pokazalo da MULTICS troši puno procesorskog vremena na sebe a malo ostavlja korisnicima – Projekat je propao!

UNIX je uprošćena je varijanta MULTICS sistema, koja je dživela praktičnu realizaciju i ekspanziju do današnjih dana. Ken Thompson, jedan od naučnika i programera kompanije Bell Labs, koji je radio na razvoju projekta MULTICS, napisao je za računar PDP-7 mini verziju MULTICS sistema. Posle toga je nastao UNIX (UNI= jedan, X = CS = Computing Service).

Na osnovu programskog jezika B napravljenj je C da bi na njemu bio dopisan operativni sistem – kritični delovi na asembleru a ostalo na C-u U drugoj iteraciji je kompletan UNIX napisan na C-u Pripadao je Bell laboratorijama koje su imale monopol nad telefonijom i nisu smele da ga razvijaju – davale su ga univerzitetima

Novell prodaje UNIX kompaniji SCO... Verzije Sun – Solaris BSD – Berkeley Software Distribution (Networking, TCP protokol, socket-i, internet ...) AT&T – SVR4 Unix nije mogao da prođe na PC računarima (90- tih) pa ga AT&T prodaje Novell-u koji želi da ga skloni od konkurencije. Novell prodaje UNIX kompaniji SCO...

Evolucija operativnih sistema IOCS IBSYS 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00 03 CTSS DOS/360 OS/360 MULTICS CP/CM5 RSX-11M UNIX TSO RT-11 CP/M UNIXV.7 DOS/VDSE MVS/370 VM/370 VMS 1.0 4.1BSD XENIX SYSTEM III MS-DOS 1.0 DR/DOS SUN OS 4.2BSD VS MVS/XA VM/XA SYSTEM V AIX POSIX MACH OS/2 WIN 3.0 AIX/370 OSF/1 4.3BSD VMS 5.4 WIN 3.1 SYSTEM V.4 VS/ESA MVS/ES VM/ESA AIX/ESA LINUX SOLARIS 2 4.4BSD WIN NT WIN 9X This diagram represents only a small fraction of the world of desktop operating systems. Due to space limitations, some important candidates had to be excluded from the picture. For comprehensive diagrams showing the Unix and Windows OS evolution see: http://www.levenez.com VMS 7.3 WIN 2000 LINUX 2.6 WIN XP SOLARIS 10 WIN Server 2003

Andrew S. Tanenbaum je 1987. godine razvio MINIX u nastavne svrhe - "Operating Systems: Design and Implementation“ 12 000 linija izvornog koda

Richard M. Stallman je 1983. godine pokrenuo projekat GNU koji je imao za cilj stvaranje slobodnog operativnog sistema sličnog UNIX-u, koji je opet sve samo ne slobodan (otuda i naziv koji je rekurzivni akronim „GNU’s Not Unix”). FSF — Free Software Foundation

Unixoliki GNU kernel GNU/HURD se sporo razvijao, a prvo javno testiranje se dogodilo tek 1996. godine. Zato je postojala potreba da se iskoristi kernel koji je funkcionalan.  Linus Benedikt Torvalds je kao student informatike na univerzitetu u rodnom gradu, inspirisan pokretom FSF (Free Software Foundation) Ričarda Stolmena, započeo razvoj sistema sličnog Minix-u

Linux Linus je verziju kernela 0.01 objavio je u septembru 1991, a mesec dana kasnije verziju 0.02 učinio je dostupnom u obliku izvornog kôda i pozvao programere širom sveta da se pridruže projektu.  Posle nekog vremena i nekoliko zanimljivih predloga Linusov kernel je dobio ime Linux. Spajanjem Linux kernela i GNU programa formiran je kompletan operativni sistem – danas širom sveta poznati GNU/Linux.  Postoji veliki broj nezavisnih distribucija GNU/Linux sistema kao što su Slackware, Debian, Ubuntu, Fedora, SuSE i druge.

Ono što je zajedničko za sve distribucije jeste optimizovanost, stabilnost, brzina i visok stepen bezbednosti. 

CP/M je operativni sistem koji je nastao 1975 CP/M je operativni sistem koji je nastao 1975. godine i bio je namenjen računarima zasnovanim na mikroprocesoru Intel 8080 i Zilog Z80 (osmobitnim računarima). Napisao ga je Gary Kildall iz firme Digital Research 1981. se pojavio Intelov mikroprocesor 8088 sa 16 bitnom arhitekturom. Bio mu je potreban novi operativni sitem

Programeri su smatrali da je 1 MB, više nego što će ikome ikad zatrebati. Digital research odbija da odustane od 8-bitnih rešenja pa IBM pronalazi Bill Gates-a koji im “prodaje” 16-bitni operativni sistem ... Gates ga nije isprogramirao već ga je otkupio

MS-DOS Microsoft Disk Operating System 1.0 – kasetni interface, ne podržava Hard disc a ni dvoslojne diskete 2.0 – bolje sređen file system i podržava dvoslojne diskete 3.0 – podržava Hard disc (1984) Digital research – DR DOS (malo bolji ali MS je već osvojio tržište...)

Grafički korisnički interfejs Ideja je razvijena na Stanford univerzitetu (tekstualni linkovi) Xerox – Alto računar Apple – Mac-ovi bez tastature Windows

Windows Na Dos je nadograđen grafički korisnički interfejs 1.0 – 1986. 2.0 – 1988. Loši pokušaji jer je bio potreban bolji operativni sitem – koji pordžava veću memoriju, multitasking... IBM želi ozbiljan operativni sitem a Microsoft brzi prelazni korak kako ne bi izgubio tržište – tu počinje raskol IBM pravi OS/2 a Microsoft Windows-e

Windows NT je prvi Windows koji nije nadogradnja DOS-a 1991. – Windows 3.0 – revolucija Radi na Dos-u, 50$ ali ima i karte ... Windows NT je prvi Windows koji nije nadogradnja DOS-a Slede 95, 98, 98 SE, WIN ME – paralelno se razvija NT grana do Win 2000 XP(2001.), Vista(2006.), Windows 7

Zašto je Microsoft pobedio?