1. Arvutikäsitusõpetus 3. loeng: arvutite baastarkvara
1. Mis on ja mida teeb operatsioonisüsteem?
2. Arvutisüsteemi kihid. Näited.
3. Operatsioonisüsteemid DOS, Unix: failinimed, käsud
4. Graafilised töökeskkonnad ja graafilise kasutajaliidesega operatsioonisüsteemid (Norton Commander, Windows 3.x, 95 etc).

2. Kirjandus
J. Pihlau Infotehnoloogia I. AS "Külim" peatükk - operatsioonisüsteemid
Maurice J. Bach The design of the UNIX operating system. Prentice-Hall, 1986

3. Huvitavaid linke
– operatsioonisüsteemide võrdlus; tarkvarasüsteemi komponendid (inglise k.)
– ülevaade op. süsteemist Unix, sobib algajale (eesti k.)
– MTÜ Eesti Linux
– failisüsteemidest

4. Mis on operatsioonisüsteem?
1. loengus oli juttu tarkvara jaotusest baastarkvaraks ja rakendustarkvaraks.
Operatsioonisüsteem – kõige fundamentaalsem baastarkvara.
Operatsioonisüsteemi põhifunktsioonid:
liides kasutaja ja riistvara vahel ning rakendusprogrammide ja riistvara vahel;
arvutiressursside haldamine, optimeerimine, kaitsmine

5. Mis on operatsioonisüsteem? (järg)
Rakendusprogrammid suhtlevad operatsioonisüsteemidega süsteemiväljakutsete (system call) abil.
Operatsioonisüsteemi koosseisu kuuluvad programmid avavad, sulevad, loovad, kustutavad faile, loovad katalooge, jaotavad mälu jne.

6. Operatsioonisüsteemi ülesanded
Põhiülesandeks on luua töökeskkond rakendusprogrammidele.
Luua programmide jaoks lihtne unifitseeritud liides suhtlemiseks riistvaraga.
OS peaks moodustama vahekihi, mille sisse peidetakse riistvaraga suhtlemise keerukus.
Hallata riistvara, tagades komponentidevahelise koostöö.
Luua võimalused erinevate tegevuste samaaegseks toimumiseks.
Tagada erinevates õigustes kasutajate töötamise võimalused süsteemis.

7. Operatsioonisüsteemi ülesanded (2)
Luua vahendid programmide omavahelise koostöö korraldamiseks
Tagada ressursside korrektne ühiskasutus
Põhiressursid
aeg
ruum
andmeedastus
OSi poolt loodud ressursid
failid
pordid (programmide vaheliseks suhtlemiseks)
postkastid

8. Arvutisüsteemi kihid:

9. Arvutisüsteemi kihid ja OS
Arvutisüsteem = riistvara + sellel toimiv tarkvara
Rangelt võttes moodustavad operatsioonisüsteemi ainult kaks kõige alumist kihti (op. süsteemi riistvarakiht ja op. süsteemi loogiline kiht).
Tihti aga vaadeldakse operatsioonisüsteemi osana ka selle kasutajaliidest.
Baastarkvaraks võib lugeda kõiki kihte peale kõige ülemise – rakendusprogrammide.

10. Arvutisüsteemi kihid: näited
Op. süsteemi loogiline kiht: kõrge taseme funktsioonid (failihaldus, interneti kasutamisvõimalused, jne.)
Op. süsteemi riistvarakiht: juhib arvuti ressursside kasutamist (mäluhaldur, protsessihaldur, kettaajurid jne)
Seda op. süsteemi kihti nimetatakse ka tuumaks (kernel). OS tuum on juhtprogramm, mis reageerib seadmekatkestustele ja protsessides ettetulevatele süsteemifunktsioonide väljakutsetele.
Piirid op. süsteemi riistvara- ja loogilise kihi vahel on suhteliselt hägusad.

11. Arvutisüsteemi kihid: näited
Graafikamootor hõlmab kolme kõige alumist kihti, alustades objektide füüsilisest kuvamisest monitoril kuni kõrgetasemeliste graafikamoodulitega varustamiseni, nagu kirjakujud (font).

12. Arvutisüsteemi kihid: näited
Süsteemiteenused: op. süsteemi sisse ehitatud andmebaasi päringukeeled (SQL)
(Graafiline) kasutajaliides (GUI=Graphical User Interface): Macintosh ToolBox, Norton Commander (DOS), Windowsi akende süsteem, Solarise Common Desktop Environment ja OpenWindows, Unixi X-Windows, Linuxi KDE jt.;
Tavaliselt sisaldab GUI aknaid, ikoone, menüüsid, hoiatus- ja dialoogikaste, tööriistaribasid, kerimisribasid, nuppe jm.

13. Arvutisüsteemi kihid: näited
Süsteemiutiliidid: programmid failide kopeerimiseks, ketaste formaatimiseks, kõvaketta defragmenteerimiseks, printeri installeerimiseks jne.
Käsuinterpretaator (Command Shell): Finder (Macintosh, esimene müüdav graafiline käsuinterpretaator); tekstipõhised käsuinterpretaatorid: MS-DOS’i käsurida (C:\ viip), Unixi Bourne Shell, tcshell, C shell, cygwin

14. Operatsioonisüsteemi riistvarakiht: sõnapikkus
Protsessori sõnapikkusest (tänapäeval 32 või 64 bitti) sõltub võimaliku aadressruumi ning töömälu (RAM) ja välismälu (ketaste) suurus.
Ka op. süsteemil on oma sõnapikkus. Sellest olenevalt võidakse programmide jooksutamisel riistvara enam või vähem efektiivselt ära kasutada.
Praktilisest seisukohast: mida suuremal sõna-pikkusel põhineb op. süsteem, seda paremini suudab ta toime tulla suuremahuliste graafika-, andmebaasi- jm. operatsioonidega.
Suurem osa tänapäeva op. süsteeme on kohanemas 64-bitise riistvaraga.

15. Operatsioonisüsteemi riistvarakiht: multiprotsessorsüsteemid
Paljud tänapäeva op. süsteemid toetavad rohkem kui ühe protsessori olemasolu arvutis (multiprocessing).
Võrdluseks:
IRIX, HP-UX - kuni 128 protsessorit
Solaris, SUN-OS, OS/2 - kuni 64
OpenVMS, Mac OS X, Rhapsody - kuni 32
AIX, Pyramid - kuni 24

16. Op. süsteemide riistvarakiht: multiprotsessorsüsteemid
Erinevate opsüsteemide poolt toetatav protsessorite arv:
BeOS, Windows 2000 Advanced Server - 8
ULTRIX - 6
FreeBSD, Macintosh, Windows Server. Windows NT - 4
Windows 2000 Professional, Amiga - 2
NetBSD, MS-DOS - 1

17. Op. süsteemi riistvarakiht: mitmeprotsessilisus (multitasking)
Multitegumsüsteem <multitasking system> on OS, mis võimaldab mitme tegevuse samaaegset käigushoidmist.
Mitmekasutajasüsteem <multiuser system> on OS, mis võimaldab mitmel kasutajal süsteemi ressursside kasutamist. Igal kasutajal on omad õigused. Tavaliselt on mitmekasutajsüsteemides olemas üks eriõigustes kasutaja (superuser, administrator, root, system), kellele õiguste piirangud ei kehti.

18. Programm vs. protsess
Programm – hulk arvutikäske + andmed, mis asuvad väljakutset oodates mingil andmekandjal.
Protsess – üks programmi täitmise sessioon.
Näide: 10 inimesel võib olla masinas tekstitöötlusprotsess programmiga emacs, aga serverarvuti kõvakettal on ainult üks koopia programmist emacs.

19. Operatsioonisüsteemi loogiline kiht
Failisüsteemid:
HFS (=hierarhiline, Mac)
NFS (=Network File System, Unix, Linux jt.)
UFS (mõned Unixi versioonid)
AFS (AIX, HP-UX)
FAT (DOS)
VFAT (Win95)
FAT32 (Win98)
NTFS (WinNT)

20. Failisüsteemid (2)
Failisüsteem – tarkvara failide ja neis sisalduvate andmete salvestamiseks ja organiseerimiseks, eesmärgiga tagada andmetele kiire juurdepääs.
Andmed on andmekandjatel blokkidena (sektoritena), á 512 baiti. Failisüsteem vastutab selle eest, et sektorid organiseeritakse failideks ja kataloogideks ja peab arvet, millised sektorid kuuluvad millisesse faili ning millised sektorid on kasutamata.
Tüüpiliselt on failisüsteemis olemas failipaigutustabelid (MS-DOSis FAT = file allocation table, Unixi-laadsetes op. süsteemides inode), mis seovad failinime ja temale kuuluvad andmesektorid.
Failid saab enamasti grupeerida kataloogidesse (kaustadesse), millel on hierarhiline struktuur (kataloog võib omakorda sisaldada alamkatalooge).

21. Operatsioonisüsteem MS-DOS
MS-DOS=MicroSoft Disk Operating System
personaalarvutite jaoks välja töötatud spetsiaalne ketaste juhtimisprogramm;
kasutatav IBM PC-de ja nendega ühilduvate personaalarvutite jaoks;
põhifunktsioon – üle vaadata kõik ketastega sooritatavad tegevused – andmete lugemine ja kirjutamine, programmide operatiivmällu laadimine ja täitmine;
vahendab arvuti riistvara ja kasutaja programme.

22. Operatsioonisüsteem MS-DOS (järg)
Teiseltpoolt…
DOS on ka Director Of Services (lisaseadmete juhtija). Ta juhib PC-ga ühendatud riistvara ressursse (monitor, klaviatuur, printer, hiir).
DOS hoiab silma peal ka jooksval kellaajal, kuupäeval, arvuti mälu jaotusel.

23. MS-DOS
P õ h i m õ i s t e d
Fail (file) - terviklik infokogum (programm, dokument, andmed jne).
Faili nimi: nimi laiend (1-8 sümbolit) (0-3 sümbolit)
Failinimedes on lubatud ladina tähed, numbrid ja sümbolid _, !
NB! Failinimedes suur- ja väiketähed samaväärsed, keelatud kasutada tühikuid, samuti metasümboleid * ja ?

24. MS-DOS: failinimed
Näiteid:
KIRI.TXT COMMAND.COM
PROG1.PAS ARTIKKEL
Reserveeritud laiendid: COM, EXE - programmifailidel; BAT - käsufailidel; SYS - süsteemsetel failidel.

25. MS-DOS: failinimed
Uutele failidele ei saa anda nimesid, mis on DOSis juba kasutusel seadmenimedena (PRN – printer, CON – konsool (kuvar või klaviatuur), LPT1, LPT2 – paralleelpordid, COM1, COM2, COM3 - järjestikpordid).
Seadmenimesid saab kasutada DOSi käskudes failinimedena.

26. MS-DOS Näiteid (käsk COPY): 1. Faili väljatrükk: COPY avaldus.txt PRN
2. Klaviatuurilt teksti sisestamine faili: COPY CON autoexec.bat
Programmi- ja käsufaile saab DOS-i käsurealt käivitada, selleks tuleb sisestada vaid faili nimi. Näiteks käsk WP käivitab tekstitoimeti Word Perfect.

27. MS-DOS Metasümbolite (*,?) abil saab viidata failide grupile:
*.TXT - kõik failid laiendiga TXT ?IIL.DOC - failid SIIL.DOC, VIIL.DOC, KIIL.DOC jms. *.* - kõik failid

28. MS-DOS Kettaseadmete nimed: A:, B:, C:, D:, E: jne.
Ketta kataloog (directory) - kettal salvestatud failide nimestik.
Kataloogile nime andmisel kehtivad samad reeglid nagu failinime puhul.
Kataloogide süsteem on puu: hierarhias kõige kõrgemal asub juur- e. põhikataloog (root directory), alumistel tasemetel on alamkataloogid (subdirectory).

30. MS-DOS Operatsioonisüsteemi kutsung e. viip (command prompt): C:\>_
Windowsis kaks erinevat käsurida:
command.com – DOS-i käsurida
cmd.exe – Windowsi käsurida
Mõlemad käivitatavad Start – Run…

31. command.com ja cmd.exe Start – Run… - command C:\DOCUME~1\heli_u>
Start – Run… - cmd
C:\Documents and Settings\heli_u>
cmd on parem!
võimalikud pikad ja tühikut sisaldavad failinimed
eelmiste käskude kasutamine (nool üles)
failinimede automaatne lõpetamine (TAB)
jne

32. Operatsioonisüsteem Unix
Kõik järgmised opsüsteemid on tegelikult ka Unixi variandid: AIX, BSD (=Berkeley Software Distribution), Digital Unix (or DUnix), FreeBSD, GNU Hurd, HP-UX, IRIX, Linux, Mac OS X, Mac OS X Server, NetBSD, NeXT, NeXTSTEP, OpenBSD, OpenSTEP, Pyramid, Rhapsody, SCO, Solaris, SunOS, ULTRIX

33. Operatsioonisüsteem Unix
P õ h i m õ i s t e d
Faili nimi - lubatud kasutada suur- ja väiketähti (mis on erinevad)
Kataloogi nimi moodustatakse niisamuti nagu faili nimi.
Hierarhiline: juur- e. põhikataloog (root directory) ja alamkataloogid (subdirectory).
Multikasutus – operatsioonisüsteemil võib üheaegselt olla palju kasutajaid

34. Unix Kasutaja kodukataloog ~
Operatsioonisüsteemi kutsung e. viip (prompt):
näiteks

35. Unix: käsud Operatsioonid kataloogide ja failidega
1. Aktiivse kataloogi sisu väljastamine
ls (list)
Parameetreid kasutades saab väljastusformaati muuta.

36. Unix: käsud
Näide
1) Ilma parameetriteta kuvatakse failide ja alam- kataloogide loetelu mitmes tulbas, ilma lisainfota:
etc/ root/ var/ cdrom/ export/ lost+found/ opt/ sbin/ vol/ dev/ home/ mnt/ platform/ tmp/ xfn/ devices/ kernel/ net/ proc/ usr/

37. Unix: käsud
2) Parameetrit –l kasutades saame tulemuseks kataloogi sisu väljastuse tulpadena, kus igal real on detailne informatsioon ühe faili või kataloogi kohta: -l
lrwxrwxrwx 1 root root mai 16:16 bin -> ./usr/bin/
drwxr-xr-x 3 root nobody sept 12:33 cdrom/
drwxr-xr-x 14 root sys juuli 13:20 dev/
drwxr-xr-x 4 root sys mai 16:37 devices/

38. Unix: käsud drwxr-xr-x 14 root sys 4608 21. juuli 10:55 kernel/
drwxr-xr-x - objektitüüp ja sellele antud kasutajaõigused
14 - failide arv kataloogis
root - omanik
sys - grupp, kuhu omanik kuulub
suurus baitides
21. juuli 10:55 - viimase muutmise kuupäev ja kellaaeg
kernel/ - nimi

39. Unix: käsud
3) Ruumisäästlik nn. voogväljastus – kuvatakse ainult failinimed, mis on omavahel komaga eraldatud ja tabuleerimata: -m
cdrom/, dev/, devices/, etc/, export/, home/, kernel/, lost+found/, mnt/, net/, opt/, platform/, proc/, root/, sbin/, tmp/, usr/, var/, vol/, xfn/

40. Unix: käsud 2. Kataloogi aktiviseerimine cd (change directory)
cd Tekstid - aktiviseerida alamkataloog Tekstid
cd aktiviseerida ülemkataloog
cd ~ - aktiviseerida oma kodukataloog
3. Alamkataloogi loomine mkdir (make directory)
mkdir Kirjad

41. Unix: käsud
4. Tühja alamkataloogi kustutamine rmdir (remove directory)
rmdir Ajutine
5. Tekstifaili sisu väljastamine: more
more kiri3
6. Programmifaili käivitamine: sisestada programmi nimi
pine - käivitada kirjavahetusprogramm pine

42. Unix: käsud 7. Faili kopeerimine cp (copy)
cp file1 file2 - originaal on file1
cp file1 Directory - kopeerida fail file1 kataloogi Directory
8. Faili ümbernimetamine /ümberpaigutamine mv (move)
mv file1 file2 - fail file1 saab uue nime file2
mv file1 Directory - fail file1 tõstetakse kataloogi Directory

43. Unix: käsud 9. Faili kustutamine rm (remove) rm file2
Kustutada kataloog koos oma kõikide alamkataloogide ja nende sisuga (ohtlik käsk!):
rm –r kataloog
10. Ekraani puhastamine clear

44. Unix: käsud
11. Parooli muutmine passwd (seejärel tuleb vastata arvuti küsimustele – kirjutada vana parool ja kaks korda uus parool)
12. Kuupäeva/kellaaja väljastamine date
13. Abiteave: man <käsu nimi> man passwd - antakse abiteavet käsu passwd kohta

45. Töökeskkonnad MS-DOSis
Töökeskkond hõlbustab kasutaja suhtlemist arvutiga. Tuntud DOSi töökeskkonnad:
DOSSHELL (võimaldab korraga vaadata kataloogipuud ja aktiivset kataloogi ning käivitada DOSi alamprogramme),
Norton Commander (kasutatav ka vanematel personaalarvutitel, protsessoriga 286)
Windows 3.1 (või 3.11).
Unixi-laadsetes operatsioonisüsteemides hõlbustab failidega manipuleerimist GNU Midnight Commander (käivitamine: mc)

46. Norton Commander
Norton Commander võimaldab hõlpsasti, MS- DOSi käskude abita, kasutada opsüsteemi MS- DOS kataloogi- ja failiteenuseid.
Kasutajal pole vaja tippida käsusõnu - tarvis on vaid liigutada kursorit õigesse kohta ja vajutada sisestusklahvile Enter. Failinime on vaja sisestada üksnes
1) uue kataloogi loomisel,
2) faili ümbernimetamisel (uus nimi) ja faili kopeerimisel (koopia nimi). Sedagi küsib arvuti dialoogis kasutajaga.
Käivitamine operatsioonisüsteemis MS-DOS: NC.

47. Norton Commander
Ekraani ülaosa jaotub kaheks paneeliks, kus asub aktiivse kataloogi failide nimestik. Ekraani allservas on 10 võtmesõnast koosnev menüü.
Käskude DIR, CD vasted - liikuda paneelil olevas nimestikus nooleklahvidega ja siis Enter. Või viia hiire osuti ekraanil vajaliku nime või sõna peale ja klõpsutada hiire lülitit.
Eksimisvõimalus väiksem!
Programmi käivitamine: viia kursor programmifaili nimele ja vajutada Enter (või topeltklõps hiirega).

48. Windows 3.x
Selle kestprogrammiga loodavas töökeskkonnas toimub kasutaja suhtlemine arvutiga akende ja pildikeste, nn. ikoonide vahendusel.
Kõik magnetkettale salvestatud programmid on ekraanil esindatud ikoonidega, programmi käivitamiseks tuleb hiire osuti viia ikoonile ja klõpsutada hiire lülitit. (Näiteks programmile Norton Commander vastab ikoon, millel on kujutatud komandörimüts.)

49. Windows 3.x
Ühetüübiliste programmide ikoonid koondatakse ühte nn. aknasse, mida saab avada ja sulgeda hiire klõpsutamisega.
Suletud aken moondub ekraanil ikooniks.
Üheaegselt saab avada mitu erinevat akent ja käivitada mitu erinevat programmi.
Töökeskkonna Windows 3.1 käivitamine operatsioonisüsteemis MS-DOS: win
Eelis võrreldes DOSi käsureaga: mugavus
Vajab vähemalt 4 megabaiti põhimälu, vähemalt protsessor

50. Windows 95 etc.
Win95 - nõuded arvutile: protsessor vähemalt 486, taktsagedusega 80 MHz,
põhimälu 8 MB, kõvaketas 420 MB. Müük algas augustil 1995.
M õ i s t e i d
Dokument, programm - fail (file);
kaust (folder), alamkaust
Dokumendi (programmi, kausta) nimi: kuni sümbolit (lubatud suur- ja väiketähed, tühikud, kirjavahemärgid)

51. Windows 95 etc. Kettaseadmed A:, B:, C: jne.
Avatud (e. aktiivne) kaust
Arvuti ekraan kujutab nn. töölauda (desktop), kus programmidele vastavad pildikesed, nn. ikoonid (icon).
Töölaua allserval asub stardimenüü (rippmenüüdega) ja tegumiriba (taskbar), millel näeb parajasti töötavate programmide nimesid.

52. Windows 95 etc.
Multiprogramne töö (s.t. korraga võib olla käivitatud mitu programmi).
Hiiretehnika: osutamine (pointing), klõps (click), topeltklõps (double click), lohistamine (drag and drop); akende avamine/sulgemine, nihutamine, suuruse muutmine

53. Windows 95 etc. : töö kaustade ja failidega
programmi Windows Explorer ("akende uurija") abil
Käivitamiseks: Start -> Programs -> Windows Explorer
Programmist lahkumiseks: klõps programmiakna sulgemisnupul x
1. Kausta avamine (sisu vaatamiseks) - Klõps kausta ikoonil programmiakna vasakpoolsel paneelil või topeltklõps kausta ikoonil parempoolsel paneelil

54. Windows Explorer (järg)
2. (Alam)kausta loomine - Avada (ülem)kaust, menüüst File -> New -> Folder; sisestada alamkausta nimi
3. Kausta ümbernimetamine - Klõps kausta ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Rename ja sisestada uus nimi
4. Kausta kustutamine (koos sisuga) -Klõps kausta ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Delete (või lohistada ikoon prügikasti)
5. Dokumendi sisu vaatamine - Topeltklõps tema ikoonil

55. Windows Explorer (järg)
6. Programmi käivitamine - Topeltklõps tema ikoonil
7. Faili kopeerimine/ ümberpaigutamine teisele kettale või teise kausta - Klõps tema ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Copy (või Cut); klõps teise ketta või teise kausta ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Paste
8.Dokumendi/programmi ümbernimetamine - Klõps tema ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Rename ja sisestada uus nimi

56. Windows Explorer: järg
9. Dokumendi/programmi kustutamine - Klõps tema ikoonil parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Delete (või lohistada ikoon prügikasti)
10. Pehmeketta formaatimine - Klõps kettaseadme ikoonil (31/2 Floppy [A:]) parempoolse hiireklahviga, hüpikmenüüst valida Format