Τι είναι τα λειτουργικά στοιχεία;
Ένα λειτουργικό σύστημα είναι ένα μεγάλο και περίπλοκο σύστημα που μπορεί να δημιουργηθεί μόνο με διαχωρισμό σε μικρά κομμάτια. Αυτά τα κομμάτια πρέπει να είναι ένα καλά καθορισμένο τμήμα του συστήματος, το οποίο καθορίζει προσεκτικά τις εισόδους, τις εξόδους και τις λειτουργίες.
Παρόλο που τα Mac, Unix, Linux, Windows και άλλα λειτουργικά συστήματα δεν έχουν την ίδια δομή, τα περισσότερα λειτουργικά συστήματα μοιράζονται παρόμοια στοιχεία συστήματος λειτουργικού συστήματος, όπως Διαχείριση αρχείων, Διαδικασία, Μνήμη, I / O.
Ας δούμε κάθε ένα από αυτά τα συστατικά λεπτομερώς.
Σε αυτό το σεμινάριο λειτουργικού συστήματος, θα μάθετε:
- Τι είναι τα λειτουργικά στοιχεία;
- Διαχείριση αρχείων
- Διαχείριση της διαδικασίας
- Διαχείριση συσκευών I / O
- Διαχείριση δικτύου
- Κύρια διαχείριση μνήμης
- Διαχείριση δευτερεύουσας αποθήκευσης
- Διαχείριση ασφάλειας
- Άλλες σημαντικές δραστηριότητες
Διαχείριση αρχείων
Ένα αρχείο είναι ένα σύνολο σχετικών πληροφοριών που πρέπει να ορίσει ο δημιουργός του. Αντιπροσωπεύει συνήθως προγράμματα, μορφές πηγής και αντικειμένου και δεδομένα. Τα αρχεία δεδομένων μπορεί να είναι αριθμητικά, αλφαβητικά ή αλφαριθμητικά.
Λειτουργία διαχείρισης αρχείων στο λειτουργικό σύστημα:
Το λειτουργικό σύστημα έχει τις ακόλουθες σημαντικές δραστηριότητες σε σχέση με τη διαχείριση αρχείων:
- Δημιουργία και διαγραφή αρχείων και καταλόγων.
- Για χειρισμό αρχείων και καταλόγων.
- Χαρτογράφηση αρχείων σε δευτερεύοντα χώρο αποθήκευσης.
- Δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας αρχείων σε σταθερά μέσα αποθήκευσης.
Διαχείριση της διαδικασίας
Το στοιχείο διαχείρισης διεργασιών είναι μια διαδικασία για τη διαχείριση των πολλών διαδικασιών που εκτελούνται ταυτόχρονα στο λειτουργικό σύστημα. Κάθε πρόγραμμα εφαρμογής λογισμικού έχει μία ή περισσότερες διαδικασίες που σχετίζονται με αυτά όταν εκτελούνται.
Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε πρόγραμμα περιήγησης όπως το Google Chrome, εκτελείται μια διαδικασία για αυτό το πρόγραμμα περιήγησης. Το λειτουργικό σύστημα έχει επίσης πολλές διαδικασίες που εκτελούν διάφορες λειτουργίες.
Όλες αυτές οι διαδικασίες θα πρέπει να διαχειρίζονται από τη διαχείριση διεργασιών, η οποία διατηρεί τις διαδικασίες για αποτελεσματική εκτέλεση. Χρησιμοποιεί επίσης μνήμη που τους έχει εκχωρηθεί και κλείνει όταν χρειάζεται
Η εκτέλεση μιας διαδικασίας πρέπει να είναι διαδοχική, οπότε τουλάχιστον μία εντολή πρέπει να εκτελείται για λογαριασμό της διαδικασίας.
Λειτουργίες διαχείρισης διεργασιών στο λειτουργικό σύστημα:
Τα παρακάτω είναι συναρτήσεις διαχείρισης διαδικασίας.
- Δημιουργία και διαγραφή διαδικασίας.
- Αναστολή και επανάληψη.
- Διαδικασία συγχρονισμού
- Διαδικασία επικοινωνίας
Διαχείριση συσκευών I / O
Μία από τις σημαντικές χρήσεις ενός λειτουργικού συστήματος που σας βοηθά να αποκρύψετε τις παραλλαγές συγκεκριμένων συσκευών υλικού από τον χρήστη.
Λειτουργίες διαχείρισης I / O στο λειτουργικό σύστημα:
- Προσφέρει buffer σύστημα προσωρινής αποθήκευσης
- Παρέχει γενικό κωδικό προγράμματος οδήγησης συσκευής
- Παρέχει προγράμματα οδήγησης για συγκεκριμένες συσκευές υλικού.
- Το I / O σάς βοηθά να γνωρίζετε τις ιδιαιτερότητες μιας συγκεκριμένης συσκευής.
Διαχείριση δικτύου
Η διαχείριση δικτύου είναι η διαδικασία διαχείρισης και διαχείρισης δικτύων υπολογιστών. Περιλαμβάνει διαχείριση επιδόσεων, ανάλυση σφαλμάτων, παροχή δικτύων και διατήρηση της ποιότητας των υπηρεσιών.
Ένα κατανεμημένο σύστημα είναι μια συλλογή υπολογιστών / επεξεργαστών που δεν μοιράζονται ποτέ τη δική τους μνήμη ή ένα ρολόι. Σε αυτόν τον τύπο συστήματος, όλοι οι επεξεργαστές έχουν την τοπική τους μνήμη και οι επεξεργαστές επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας διαφορετικές γραμμές επικοινωνίας, όπως οπτικές ίνες ή τηλεφωνικές γραμμές.
Οι υπολογιστές στο δίκτυο συνδέονται μέσω ενός δικτύου επικοινωνίας, το οποίο μπορεί να διαμορφωθεί με διάφορους τρόπους. Με τη βοήθεια της διαχείρισης δικτύου, το δίκτυο μπορεί να συνδεθεί πλήρως ή εν μέρει, κάτι που βοηθά τους χρήστες να σχεδιάσουν στρατηγικές δρομολόγησης και σύνδεσης που ξεπερνούν τα ζητήματα σύνδεσης και ασφάλειας.
Λειτουργίες διαχείρισης δικτύου:
- Τα κατανεμημένα συστήματα σας βοηθούν σε διάφορους υπολογιστικούς πόρους σε μέγεθος και λειτουργία. Μπορεί να περιλαμβάνουν μικροεπεξεργαστές, μικροϋπολογιστές και πολλά συστήματα υπολογιστών γενικής χρήσης.
- Ένα κατανεμημένο σύστημα προσφέρει επίσης στον χρήστη πρόσβαση στους διάφορους πόρους που μοιράζεται το δίκτυο.
- Βοηθά στην πρόσβαση σε κοινόχρηστους πόρους που βοηθούν τον υπολογισμό να επιταχύνει ή προσφέρει διαθεσιμότητα και αξιοπιστία δεδομένων.
Κύρια διαχείριση μνήμης
Η Κύρια Μνήμη είναι μια μεγάλη γκάμα αποθηκευτικών χώρων ή byte, η οποία έχει διεύθυνση. Η διαδικασία διαχείρισης μνήμης διεξάγεται χρησιμοποιώντας μια ακολουθία αναγνώσεων ή εγγραφών συγκεκριμένων διευθύνσεων μνήμης.
Για να εκτελέσετε ένα πρόγραμμα, θα πρέπει να αντιστοιχιστεί σε απόλυτες διευθύνσεις και να φορτωθεί μέσα στη Μνήμη. Η επιλογή μιας μεθόδου διαχείρισης μνήμης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.
Ωστόσο, βασίζεται κυρίως στη σχεδίαση υλικού του συστήματος. Κάθε αλγόριθμος απαιτεί αντίστοιχη υποστήριξη υλικού. Η κύρια μνήμη προσφέρει γρήγορη αποθήκευση στην οποία μπορείτε να έχετε άμεση πρόσβαση μέσω της CPU Είναι δαπανηρό και ως εκ τούτου έχει μικρότερη χωρητικότητα αποθήκευσης. Ωστόσο, για να εκτελεστεί ένα πρόγραμμα, πρέπει να βρίσκεται στην κύρια μνήμη.
Λειτουργίες διαχείρισης μνήμης στο λειτουργικό σύστημα:
Ένα λειτουργικό σύστημα εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες για τη διαχείριση μνήμης:
- Σας βοηθά να παρακολουθείτε την κύρια μνήμη.
- Προσδιορίστε ποιο μέρος αυτού χρησιμοποιείται από ποιον, ποιο μέρος δεν χρησιμοποιείται.
- Σε ένα σύστημα πολλαπλού προγραμματισμού, το λειτουργικό σύστημα λαμβάνει μια απόφαση σχετικά με τη διαδικασία που θα πάρει τη μνήμη και πόσο.
- Εκχωρεί τη μνήμη όταν μια διαδικασία ζητά
- Επίσης, εκχωρεί τη μνήμη όταν μια διαδικασία δεν απαιτεί πλέον ή έχει τερματιστεί.
Διαχείριση δευτερεύουσας αποθήκευσης
Το πιο σημαντικό καθήκον ενός συστήματος υπολογιστή είναι η εκτέλεση προγραμμάτων. Αυτά τα προγράμματα, μαζί με τα δεδομένα, σας βοηθούν να αποκτήσετε πρόσβαση, η οποία βρίσκεται στην κύρια μνήμη κατά την εκτέλεση.
Αυτή η μνήμη του υπολογιστή είναι πολύ μικρή για μόνιμη αποθήκευση όλων των δεδομένων και προγραμμάτων. Το σύστημα υπολογιστή προσφέρει δευτερεύουσα αποθήκευση για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας της κύριας μνήμης. Σήμερα, οι σύγχρονοι υπολογιστές χρησιμοποιούν σκληρούς δίσκους / SSD ως την κύρια αποθήκευση και των δύο προγραμμάτων και δεδομένων. Ωστόσο, η διαχείριση δευτερεύουσας αποθήκευσης λειτουργεί επίσης με συσκευές αποθήκευσης, όπως μια μονάδα flash USB και μονάδες CD / DVD.
Προγράμματα όπως συναρμολογητές, μεταγλωττιστές, αποθηκεύονται στο δίσκο έως ότου φορτωθεί στη μνήμη και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε το δίσκο ως πηγή και προορισμό για επεξεργασία.
Λειτουργίες διαχείρισης δευτερεύουσας αποθήκευσης στο λειτουργικό σύστημα:
Εδώ είναι οι κύριες λειτουργίες της διαχείρισης δευτερεύουσας αποθήκευσης στο λειτουργικό σύστημα:
- Κατανομή χώρου αποθήκευσης
- Διαχείριση ελεύθερου χώρου
- Προγραμματισμός δίσκου
Διαχείριση ασφάλειας
Οι διάφορες διαδικασίες σε ένα λειτουργικό σύστημα πρέπει να προστατεύονται από τις δραστηριότητες του άλλου. Για το σκοπό αυτό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι μηχανισμοί για να διασφαλιστεί ότι αυτές οι διαδικασίες που θέλουν να λειτουργούν αρχεία, CPU μνήμης και άλλοι πόροι υλικού πρέπει να έχουν την κατάλληλη εξουσιοδότηση από το λειτουργικό σύστημα.
Για παράδειγμα, το υλικό διευθύνσεων μνήμης σάς βοηθά να επιβεβαιώσετε ότι μια διαδικασία μπορεί να εκτελεστεί εντός του δικού της χώρου διευθύνσεων. Ο χρόνος διασφαλίζει ότι καμία διαδικασία δεν έχει τον έλεγχο της CPU χωρίς να την παραιτηθεί.
Τέλος, καμία διαδικασία δεν επιτρέπεται να κάνει το δικό του I / O, για προστασία, κάτι που σας βοηθά να διατηρήσετε την ακεραιότητα των διαφόρων περιφερειακών συσκευών.
Άλλες σημαντικές δραστηριότητες
Εδώ είναι μερικές άλλες σημαντικές δραστηριότητες του λειτουργικού συστήματος:
- Το πρόγραμμα του χρήστη δεν μπορεί να εκτελέσει απευθείας λειτουργίες εισόδου / εξόδου. Το λειτουργικό σύστημα πρέπει να παρέχει κάποιο μέσο για να το εκτελέσει αυτό.
- Το OS ελέγχει την ικανότητα του προγράμματος να διαβάζει, να γράφει, να δημιουργεί και να διαγράφει αρχεία.
- Το λειτουργικό σύστημα διευκολύνει την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ διεργασιών που εκτελούνται στο ίδιο ή σε διαφορετικά συστήματα.
- Τα λειτουργικά στοιχεία σάς βοηθούν να βεβαιωθείτε ότι λαμβάνετε τον σωστό υπολογισμό εντοπίζοντας σφάλματα στη CPU και στο υλικό μνήμης.
Περίληψη:
- Ένα λειτουργικό σύστημα είναι ένα μεγάλο και περίπλοκο σύστημα που μπορεί να δημιουργηθεί μόνο με διαχωρισμό σε μικρά κομμάτια.
- Το λειτουργικό σύστημα μοιράζεται τα διάφορα στοιχεία του λειτουργικού συστήματος, όπως File, Memory Process, I / O device management κ.λπ.
- Ένα αρχείο είναι μια συλλογή σχετικών πληροφοριών που πρέπει να καθορίσει ο δημιουργός του.
- Το στοιχείο διαχείρισης διεργασιών είναι μια διαδικασία για τη διαχείριση των πολλών διαδικασιών που εκτελούνται ταυτόχρονα στο λειτουργικό σύστημα
- Η διαχείριση συσκευών I / O είναι μια από τις σημαντικές χρήσεις ενός λειτουργικού συστήματος που σας βοηθά να αποκρύψετε τις παραλλαγές συγκεκριμένων συσκευών υλικού από τον χρήστη.
- Η διαχείριση δικτύου είναι η διαδικασία διαχείρισης και διαχείρισης δικτύων υπολογιστών.
- Η διαδικασία διαχείρισης μνήμης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια ακολουθία ανάγνωσης ή εγγραφής συγκεκριμένων διευθύνσεων μνήμης.
- Η διαχείριση δευτερογενούς αποθήκευσης, η πιο σημαντική αποστολή ενός συστήματος υπολογιστή, είναι η εκτέλεση προγραμμάτων.
- Η διαχείριση ασφάλειας περιλαμβάνει διάφορες διαδικασίες σε ένα λειτουργικό σύστημα που πρέπει να διασφαλιστούν από τις δραστηριότητες του άλλου.
- Το λειτουργικό σύστημα ελέγχει την ικανότητα του προγράμματος να διαβάζει, να γράφει, να δημιουργεί και να διαγράφει αρχεία.