1. מערכות הפעלה (Operating System - OS) הנדסת תוכנה, תכנון ותכנות מערכות
הוכן על ידי: רותי קוטק
אורט כרמים, כרמיאל
תשע"ב
מידע נוסף
11-Nov-18

2. נושאי הלימוד מבוא ניהול תהליכים ניהול זיכרון ניהול מערכת הקבצים שונות
לכל פרק – המצגת שלו.
מצגת זו הינה המבוא.
11-Nov-18

3. מבוא למערכות הפעלה
11-Nov-18

4. דוגמאות למערכות הפעלה של חברות שונות
דוגמאות למערכות הפעלה של חברות שונות
IBM
OSes - מערכות הפעלה אלה היו מיועדות למחשבי MainFrame. הראשונה: OS/360
Microsoft
ms dos, pc dos
Windows XP
Windows 7
מעבדות בל
מערכות הפעלה מבוססות יוניקס: יוניקס היא מערכת הפעלה מסחרית אשר פותחה. – לדוגמא לינוקס,
11-Nov-18

5. ההתפתחות של מערכות הפעלה (1)
מערכת Desktopלמחשב אישי (personal computer system) מיועדות למשתמש יחיד בזמן נתון, המריץ הרבה יישומים, online, interactive
מערכת אצווה מריצה את התוכניות (עבודות, Jobs ) בזו אחר זו. העבודה שרצה שולטת במשאבים וכל האחרות ממתינות.
מערכת אצווה מרובת תוכניות (multi-programming Batched system): בזמן שתוכנית אחת משתמשת באמצעי קלט/פלט – אחרת מקבלת את המעבד.
11-Nov-18

6. ההתפתחות של מערכות הפעלה (2)
מערכות לשיתוף זמנים (Time sharing): זמן המעבד מוקצה למשימה (job) הנמצאת בזיכרון באותה עת. המשימות מתחלפות ביניהן. דגש על אינטראקטיביות.
מערכות מקביליות: מחשב מקבילי הוא מחשב המצויד ביותר ממעבד אחד, עם תקשורת צמודה. המעבדים חולקים זיכרון ושעון. התקשורת נעשית לרוב דרך הזיכרון המשותף.
11-Nov-18

7. ההתפתחות של מערכות הפעלה (3)
מערכות מבוזרות: במערכות אלו החישוב מבוזר בין מספר מעבדים פיזיים. לכל מעבד יש את הזיכרון המקומי שלו. המעבדים מתקשרים ביניהם דרך קווי תקשורת מסוגים שונים, כמו אפיקים buses) ) מהירים או קווי טלפון.
מערכות זמן אמת RTOS : מערכות מחשב אשר בהן יש דרישות לביצועים בזמנים מסוימים, ולכן יש שימוש בהוראות המוגבלות בזמן ביצוע.
11-Nov-18

8. מהי מערכת הפעלה?
מערכת הפעלה היא שכבת תוכנה אשר מנהלת את העבודה במחשב, בהיבטים הבאים:
הרצת יישומי משתמשים
ניהול הקצאת משאבי החומרה והתוכנה ליישומים השונים
'הסתרת' החומרה מיישומי המשתמש
11-Nov-18

9. חלקי מערכת ההפעלה החלקים העיקריים של מערכת הפעלה הם:
ליבה (גרעין, (kernel- שכבת התוכנה אשר אחראית על הקשר שבין שכבת התוכניות אל שכבת החומרה
ממשק תכנות יישומים (Application Programming - API) נותנת למשתמש הקצה את האפשרות להריץ פקודות של מערכת ההפעלה
11-Nov-18

10. תפקידים עיקריים של מערכת הפעלה
ניהול ממשק בין חומרה לתוכניות יישום (אפליקציות)
ניהול משאבים: זמן יע"מ (cpu), שטחי זיכרון, שימוש בהתקנים היקפיים (מדפסות, דיסקים) וחלוקתם בין המשתמשים השונים בהתאם לצרכים ולעדיפויות.
תיאום והגנה: למשל: בעת העברת נתונים ממקום למקום – שלא יתערבבו נתונים (תקשורת, קבצים), בשימוש בקבצים – מניעת טעויות עקב שימוש במקביל, תקשורת בין תהליכים.
11-Nov-18

11. ממשק המשתמש (1)
ממשק המשתמש הוא הדרך בה האדם מתקשר עם המחשב, והוא מתייחס לנתונים המועברים מן המשתמש למחשב ולתוצאות המתקבלות ממנו.
11-Nov-18

12. ממשק המשתמש (2) ממשק משתמש גרפי - דוגמאות נפוצות : ממשקים לא גרפיים:
במערכות הפעלה כמו Windows של חברת מיקרוסופט
Mac Osשל חברת apple
סביבות גרפיות חופשיות כמו KDE ו- GNOME
ממשקים לא גרפיים:
לקריאת מידע שהתקבל מהתוכניות
מדפסת
למסירת הוראות למחשב להעברת נתונים וליצירת
כרטיסים מנוקבים
סרטי ניר
11-Nov-18

13. מאפייני מערכת הפעלה
מאפשרת ריבוי משתמשים, שיתוף משאבים, אחסון לזמן ארוך, יכולת טיפול בכל האירועים המתרחשים במערכת, יעילות, עבודה בו זמנית של יישומים.
11-Nov-18

14. ממשק החומרה
ממשק החומרה הוא החלק במערכת ההפעלה המתרגם פעולות של רכיבי חומרה לשימוש התוכנה
הזזת העבר
לחיצה על מקש במקלדת
זיהוי מגע במסך-מגע
ועוד
11-Nov-18

15. דרישות ממערכת הפעלה
הבטחת נכונות
נוחיות שימוש
11-Nov-18

16. מנקודת ראות של המשתמש: תפקידי מערכת ההפעלה כוללים
תפקידי מערכת ההפעלה כוללים
'ליווי' תהליך מרגע היווצרו ועד לרגע סיום פעולתו.
ניהול משאבי המחשב והקצאתם לתהליכים השונים
ניהול התהליכים שרצים באותו זמן במערכת
11-Nov-18

17. ניהול משאבי המחשב זיכרון מערכת הקבצים אמצעים היקפיים (peripheral)
יע"מ (cpu)
זיכרון
מערכת הקבצים
אמצעים היקפיים (peripheral)
מדפסת, מקלדת, מסך ועוד
11-Nov-18

18. מבנה מחשב מבנה המחשב קובע את התנהגות מערכת ההפעלה.
מערכת ההפעלה (מ.ה.) משתמשת במספר מנגנוני חומרה:
שעון חומרה (hardware clock)
בקר (Controller)
פסיקות(interrupts)
קריאות מערכת ההפעלה (system calls)
11-Nov-18

19. ניהול תהליכים (1) תהליך הוא הרצה של תוכנית
(process, job, application)
בכל רגע נתון יכולים לרוץ במערכת תהליכים רבים
התהליכים יכולים להיות הרצות של אותה תוכנית או של תוכניות שונות.
11-Nov-18

20. ניהול תהליכים (2) לתהליך יש מהלך חיים, שבו אפשר לעקוב אחרי ביצועיו:
לתהליך יש מהלך חיים, שבו אפשר לעקוב אחרי ביצועיו:
ביצוע ההוראות ופעולות
שימוש במשאבים
זיכרון, אוגרים, יע"מ, מדפסת, דיסק, ... ועוד
11-Nov-18

21. ניהול הזיכרון (1) המערכת ההפעלה זקוקה לזיכרון משלה לצורך עבודתה.
תהליכים זקוקים לזיכרון.
אבל...
כמות הזיכרון אינה מספיקה לכל התהליכים הרצים במקביל
11-Nov-18

22. ניהול הזיכרון (2)
... לכן:
מערכת ההפעלה משתמשת בדיסק על מנת לשמור את נתוניהם של תהליכים מסוימים ומבצעת החלפה (swap)
11-Nov-18

23. קישורים לחומרים קישורים לנושאים נבחרים במערכות הפעלה (1)
מערכות הפעלה – סוגים ועוד D7%AA_%D7%94%D7%A4%D7%A2%D7%9C%D7%94 מערכות הפעלה (דוגמא: לינוקס) Operating Systems (OS) - a history and introduction stems.htm
11-Nov-18

24. קישורים לנושאים נבחרים במערכות הפעלה (2)
קישורים לנושאים נבחרים במערכות הפעלה (2)
מערכות (הפעלה) זמן אמיתי iles/13-realtime.ppt מערכת הפעלה בזמן-אמת (real-time operating system – RTOS) בתכנוני האלקטרוניקה הביטחונית מערכות מבוזרות
11-Nov-18

25. קישורים לנושאים נבחרים במערכות הפעלה (3)
קישורים לנושאים נבחרים במערכות הפעלה (3)
בעיות מפורסמות במדעי המחשב
Computer History Timeline
What happens when your computer turns on
11-Nov-18

26. תם
ולא
נשלם
11-Nov-18