1.Destinaţia sistemelor de operare. Tipuri de sisteme de operare: Mac OS; Unix; Windows; Android.

Un sistem de calcul  este un ansamblu de componente hardware  (dispozitive) şi componente software  (sistem de operare şi programe specializate)  ce oferă servicii utilizatorului pentru coordonarea şi controlul executării operaţiilor prin intermediul programelor.

 Orice sistem de calcul  (computer system)  pentru a realiza funcţiile sale de bază trebuiesă execute următoarele operaţii:                                            - introducere date (citire) - I                                              - memorare date şi instructiuni (reprezentare) - M                                            - prelucrare date si instrucţiuni (procesare)  - P                                            - ieşire date (scriere)  -   O

Def: Un sistem de operare consta intr-un ansamblu de proceduri manuale si module de programe de sistem, care administreaza resursele sistemului de calcul, asigura utilizarea eficienta in comun a acestor resurse si ofera utilizatorului o interfata cat mai comoda pentru utilizarea sistemului de calcul.Se poate aprecia ca un sistem de operare actioneaza ca o interfata intre componenta hardware a unui sistem de calcul si utilizator sauprogramele de aplicatie.Functiile sistemului de operarePentru a indeplini rolul de interfata intre hardware si utilizatori, un sistem de operare trebuie sa fie capabil indeplineasca urmatoarele functii: 36366ixc44vek7y

1.Oferirea posibilitatii de lansare in executie a programelor de aplicatie. In acest sens, sistemul de operare trebuie sa dispuna de:

un editor de texte un translator xe366i6344veek un editor de legaturi2.Alocarea resurselor necesare executarii programelor, se realizeaza prin identificarea: programelor ce se executa, a necesarului de memorie, a dispozitivelor periferice si a cerintelorprivind protectia datelor.

3.Facilitati pentru compresia datelor, sortare, interclasare, catalogarea si intretinerea bibliotecilor, prin programele utilitare disponibile.4.Planificarea executiei lucrarilor dupa anumite criterii, pentru utilizarea eficienta a unitatii centrale de prelucrare.5.Asistarea executiei programelor prin comunicatia sistem calcul-utilizator, atat la nivel hardware, cat si la nivel software.Componentele sistemului de operare

Majoritatea sistemelor de operare, pentru a raspunde rolului de interfata hardware – utilizatorii, sunt organizare pe doua niveluri:

nivelul fizic, care este mai apropiat pe partea hardware a sistemului de calcul, interferand cu aceasta prin intermediul unui sistem de interuperi. nivelul logic, care este mai apropiat de utilizator, interferand cu acesta prin intermediul unor comenzi, limbaje de programare, utilitare, etc.

Potrivit acestor doua niveluri, sistemele de operare cuprind in principal doua categorii de programe:

programe de control si comanda, cu rolul de coordonare si control a tuturor functiilor sistemelor de operare , cum ar fi: procese de intrare-iesire, executia intreruperilor, comunicatia hardware-utilizator; programe de servicii(prelucrari), care sunt executate sub supravegherea programelor de comanda si control, fiind utilizate deprogramator pentru dezvoltarea programelor sale de aplicatie.

Dezvoltari ale sistemelor de operarePrimele sisteme de operare realizau prelucrarea pe loturi de programe. Comunicarea operatiilor ce urmau sa se realizeze se faceaprin intermediul unui limbaj de comanda care permitea interpretareainstructiunilor adresate sistemului, precum si tratarea situatiilorde eroare. Sistemele de acest tip functionau in regim demonoprogramare.UCP(unitatea centrala de prelucrare) poate executa numai o instructiune intr-o anumita cuanta de timp si nu poate opera decat cu date ce se gasesc in memoria interna; daca dispozitivele periferice de intrare sunt lente in furnizarea datelor sau programelor catre memoria interna, UCP trebuie sa astepte transferul datelor/programelor in memoria interna de a incepe

executia programului.Daca sistemul de calcul dispune de un sistem de operare simplu, atunci prelucrarea mai multor programe se realizeaza serial, ceea ce conduce la o ineficienta utilizare a UCP.Tipuri de sisteme de operareIn principal, in cazul calculatoarelor personale exista doua tipuride sisteme de operare:

monotasking, care executa un singur program la un moment dat, realizand doua functii de baza; incarcarea si executia programelor asigurarea unor interferente cu dispozitivele periferice. multitasking, la care nucleul sistemului de operare trebuie saasigure suplimentar partajarea tipului intre programele ce se executa si gestiunea alocarii resurselor sistemului; componenetele principale incluse: supervizorul, care lanseaza, opreste sau suspenda alocarile; planificatorul, care regleaza timpul de executie pentru operatiile in curs de executie; alocatorul de resurse, care evidentiaza resursele libere sau alocate; modulul de gestiune pentru intrari/iesiri, care asigura dialogul cu perifericele.

Principalele tipuri de sisteme de operare existente pe PC-uri

MS-DOS (MicroSoft-Disk Operating System) dezvoltarea microcalculatoarelor DOS a inceput in anul 1978, cand INTEL CORPORATION a lansat microprocesorul I 8088, urmat la scurt timp de I 8086, care au putut utiliza mai multa memorie interna si au adus si alte intrebuintari seriei de microprocesoare I 8080.

  OS/2 (Operating System/2) In 1988, IBM si Microsoft au introdus OS/2, care a fost proiectat sa preia avantajele microprocesoarelor Intel 80386 pentruseria de microcalculatoare IBM PS/2 pe 32 de biti;

Apple DOS este un sistem de operare monoutilizator, monotasking; un sistem de operare mai performant este MacIntosh

UNIX a fost creat pentru minicalculatoare, pentru a mari disponibilitatile sistemului: memorie virtuala si multitasking

Windows 3.1 Este o interfata grafica orientata pe ferestre, care se instaleaza pe un sistem de calcul ce lucreaza sub MS-DOS, permitand

utilizatorului lansarea concomitenta a mai multor aplicatii, fiecare in fereastra ei, precum si schimbul de informatii intre acestea.

Windows NT (NT – New Technology) este un sistem de operare foarte complex proiectat de Microsoft si al carui principal avantaj il constituie posibilitateaimplementarii lui atat pe PC-uri cu microprocesoare Intel, cat si pe PC-uri cu microprocesoare RISC.

Windows 95 un sistem de operare ce inglobeaza o serie de facilitati noi, alaturi de cele regasite la versiunile precedente

Windows 98 Este un mediu complet integrat cu Internetul, constituindu-se ca un suport pentru noile tehnologii hardware si pastrand compatibilitatea cu Windows 95, fata de care apare ca o

extindere(upgrade).

Windows 2000 este ceva nou de la care se asteapta o compatibilizare a platformelor Windows si performante superioare.

Windows Xp

-----------------------------------------------------------------------Sistemul de operare reprezintă un ansamblu de programe care asigură utilizarea eficientă a resurselor fizice şi logice aleunui SEC prin pregătirea , punerea in lucru şi coordonarea execuţiei programelor utilizatorului. El are menirea, pe de o parte, de a crea un mediu in care utilizatorul să poată executa cu mai multă uşurinţă şi, pe de altăparte, să asigure exploatarea optimă a hardware-ului.Sistemul de operare este un pachet de programe care asigură gestionarea eficientă a resurselor fizice şi logice ale unui sistem de calcul precum şi o interfaţă între utilizator şi calculator. Componentele unui sistem de operare sunt: - Nucleul (Kernel) – conţine programele necesare pentru gestionarea resurselor calculatorului şi pentru controlarea

activităţii echipamentelor şi programelor; - Interfaţa (Shell)– defineşte modul în care utilizatorul interacţionează cu S.O.Funcţiile unui sistem de operare sunt: - Să asigure comunicarea între utilizator şi S.O.; - Să asigure controlul execuţiei programelor; - Să asigure alocarea eficientă a resurselor fizice ale sistemului; - Să faciliteze utilizatorilor dezvoltarea de noi aplicaţii; - Să faciliteze gestionarea eficientă a datelor; - Să asigure securitatea sistemului. Clasificarea S.O. se poate face după mai multe criterii: o În funcţie de numărul de utilizatori la un moment dat: - Monoutilizator (monouser); - Multiutilizator (multiuser). o În funcţie de numărul de programe ce pot fi prezente simultan în memoria calculatorului: - Monoprogram (monotasking) – MS-DOS; - Multiprogram (multitasking) – Windows

2. Caracteristicile tehnico-economice ale sistemelor de operare.

Caracteristicile unui sistem de operare

Un SO este:modular, adica format din entitгti cu roluri bine definite (este constituit din proceduri)ierarhizat: o entitate poate folosi componente de nivel inferior ei (de exemplu, partea de servicii poate folosi partea de control)

porta bil: efortul de a trece sistemul de operare de pe un calculator pe altul este mic (mai mic decвt cel de a-l rescrie). Sistemelede operare CP/M, MS-DOS, UNIX sunt portabile, pe cвnd sistemele de operareale minicalculatoarelor (RSX, de exemplu) nu erau portabile.Evolutia sistemelor de operare se poate urmari in paralel cu cea a sistemelor de calcul.Caracteristica 1:  Primele sisteme de calcul nu aveau sistem de operare: de la consolг se lucra direct оn limbaj masinг. Ulterior apar primele produse soft si primele dispozitive periferice: cititorul de cartele, imprimanta, unitateade banda magnetica.Legatura dintre un periferic si memoria, оmpreunг cu procesorul central, se realizeaza din punctul de vedere al SO prin rutine (proceduri) de interfatг numite drivere. Fiecare faza necesara pentru executia programelor presupunea interventia operatorului uman (citirea cartelelor, оncгrcarea programului оn memorie si lansarea lui оn executie), ceea ce

ducea la utilizarea ineficientг a sistemului de calcul si la o viteza de calcul redus. Se pune astfel problema оnlгntuirii automate a fazelor prin care trece un program (numit job) pentru a fi executat si a mai multor programe executate consecutiv.Caracteristica 2:Sistemele seriale cu monoprogramare introduc inlantuirea automata a fazelor si job-urilor, adic оnlгntuirea automatг a programelor unul dupг altul iar оn cadrul unui program, a fazelor - una dupa alta. Aceste operatii sunt realizate de un program numit monitor de оnlгntuire, care sedepune оn memorie (devine rezident оn memorie) si este activat de cartele speciale de comandг care contin comenzi compile, link, run (pentru compilare, editare de legгturi, respectiv executie).Caracteristica 3:Sistemele seriale cu multiprogramare introduc conceptul de multiprogramaresi canalul de intrare-iesire ca procesor specializat оn operatii de intrare-iesire (generatia a doua de calculatoare). Activitatea sa este lansata de procesorul central, dupa care pot executa operatii independent de acesta (si оn acelasi timp). La terminarea operatiei de intrare-iesire,canalul trimite catre procesorul central un semnal (оntrerupere), anuntindterminarea operatiei. Canalul poate fi selector, daca la un moment dat lucreaza cu un singur periferic (adecvat pentru perifericele rapide, care prelucreaza suporturi magnetice) sau multiplexor, dacг poate lucra simultan cu mai multe periferice (de exemplu, USM - unitatea de schimburi multiple).Sistemele seriale cu multiprogramare introduc cвteva tehnici speciale de exploatare a procesorului. Cea mai cunoscutг dintre acestea este multiprogramarea, care presupune gestionarea mai multor programe aflate оnmemoria interna. Acestea se gasesc оn stari diferite: unul se executa iar celelalte pot fi pregatite pentru executie sau pot astepta terminarea uneioperatii de intrare-iesire.Un SO cu multiprogramare trebuie sa aiba un sistem de intreruperi, sa gestioneze, sa aloce, sa protejeze resursele (memorie, periferice, timp, fisiere) intre utilizatori si sa implementeze o disciplina de servire princare sa se decida care program trece оn stare de executie (in acest sens, se poate utiliza un sistem de prioritati sau, pur si simplu, se poate adopta o servire circulara simpla).Un program aflat pe un suport cu viteza mica de acces va suferi o conversie de intrare, prin care se va depune pe un suport cu acces mai rapid si de aici va fi depus оn memorie. Analog, la extragerea sa din sistem, asupra sa se poate efectua o conversie de iesire (acestea sunt caracteristicile unei tehnici numite spooling). Caracteristica 4:Sistemele interactive permit comunicarea permanentг оntre utilizator si sistemul de calcul prin consolг sau terminale. Ele sunt evident mai avantajoase decвt sistemele anterioare, la care numai corectarea cвtorva greseli de sintaxг putea dura cвteva zile оn care programul pe cartele sг fie introdus оn loturi succesive de programe; оn urma consultгrii listingului cu rezultate se puteau face corecturile, dupa care programul pe cartele sг fie din nou dat spre executie etc.Оn functie de rezultatul comenzii / fazei precedente, utilizatorul va

decide ce comandг sa dea sau ce faza sa urmeze. Spre deosebire de sistemele seriale, sistemele interactive au un timp de raspuns bun. Оn general, aceste sisteme contin editoare de texte pentru corectarea programelor sursг si depanatoare interactive.Sistemele interactive pot fi: monoutilizator (microcalculatoarele) sau multiutilizator (minicalculatoarele). Ultimele au introdus modul de lucru numit time-sharing, care combinг interactivitatea cu multiprogramarea si prin intermediul caruia sistemul comuta intre programele tuturor utilizatorilor care urmeaza a fi executate, deci cгrora li se va aloca procesorul, adoptind uzual o servire circularг. Cвnd numгrul de utilizatori nu este prea mare, fiecare utilizator este servit cel putin o data оntr-un timp scurt, ceea ce poate crea utilizatorilor impresia cг sunt unicii beneficiari ai resurselor de calcul. Primul sistem time-sharing a fost creat оn 1965 de firma IBM si s-a numit CTSS (Control Time Sharing System); el a fost urmat de MULTICS, apгrut оn 1968 la MIT. Acestesisteme stau la baza cunoscutului sistem UNIX, care a apгrut оn 1971-1978 si s-a dezvoltat, fiind azi cel mai folosit SO pentru calculatoare interconectate.Un alt mod de lucru aparut la sistemele interactive este pipe-line (folosit initial de UNIX si ulterior preluat de DOS). Urmгrind principiul cг orice program lansat (de la un terminal) are o intrare standard (de obicei tastatura) si o iesire standard (de obicei ecranul), tehnica pipe-line presupune conectarea iesirii standard a unui program la intrarea standard a altui program (prin intermediul unor zone de memorie tampon). In evolutia sistemelor interactive se poate remarca trecerea de la sistemede operare la nivel de comanda (UNIX, DOS) la sisteme cu interfatг vizualгde tip Windows, mult mai accesibile pentru utilizatori.Caracteristica 5:  Sistemele оn timp real sunt folosite pentru conducerea directa, interactiva, a unui proces tehnologic sau a altei aplicatii (de exemplu, un sistem de rezervare de locuri). Necesitatea unor asemenea sisteme se poate usor imagina оn cazul analizelor medicale asistate de calculator, a reactiilor chimice sau a unor experiente fizice (de exemplu, cazul acceleratoarelor de particule). De la procesul controlat se transmit cгtresistemul оn timp real parametrii procesului, culesi prin intermediul unor senzori, iar sistemul оn timp real transmite cгtre proces deciziile luate.Informatiile despre proces sunt luate оn considerare оn momentul comunicarii lor iar rгspunsul sistemului trebuie sг fie extrem de rapid (oportun pentru proces), deci timpii de executie ai programelor din sistemtrebuie sa fie mici.Caracteristica 6: Sistemele paralele gestioneaza arhitecturile multiprocesor (arhitecturi paralele), оmpгrtind sarcinile оntre procesoare si controlвnd combinarea rezultatelor generate de acestea. Astfel, un sistem multiprocesor va avea simultan mai multe programe aflate оn stare de executie.Evident, un algoritm paralel, оn care anumite calcule independente se realizeaza simultan, va fi mai rapid decвt algoritmul serial (uzual) corespunzator. Studiul algoritmilor paraleli este un domeniu prolific al informaticii. Mai mult, au aparut limbaje specifice, care pot paraleliza algoritmi seriali, pot exploata paralelismul arhitecturii sau paralelismul

problemei. Pentru majoritatea algoritmilor recent elaborati, cercetatorii sunt preocupati de gasirea unor variante paralele. Caracteristica 7:Sistemele distribuite sunt sistemele de operare ale retelelor de calculatoare. Pentru retelele locale de calculatoare, cele mai utilizate sisteme de operare sunt Novell Netware si Windows NT, оn timp ce pentru retelele de arie mai larga si conectarea la Internet se folosesc sisteme Linux. 

Un sistem de calcul nu poate sa prelucreze date fara sa fieprogramat. Un program este o colectie de instructiuni prin care ise cere calculatorului sa rezolve o anumita problema. Componentasoftware a unui calculator este un ansamblu de programe.                Software-ul unui calculator este structuratastfel:

-          programe de aplicatie-          programe de sistem

-          programe utilitare-          sistem de operare

-          nucleu-          interfata

a)         programele de aplicatie – sunt folosite pentru a seexecuta activitati cu caracter particular, specifice unuiutilizator. (Ex: Turbo Pascal, Microsoft Word)

b)         programele de sistem - sunt folosite pentru a seexecuta activitati comune sistemelor de calcul in general. Elepot fi utilizate pe aceeasi familie de calculatoare, indiferentde scopul in care utilizatorul foloseste calculatorul.

Programele de sistem sunt formate din programele utilitaresi sistemul de operare.

 Programele utilitare sunt folosite pentru a se executa

activitati comune mai multor tipuri de utilizatori. Sistemul deoperare este o componenta a structurii calculatorului sireprezinta ansamblul programelor care administreaza resurselesistemului de calcul, asigura utilizarea eficienta a acestorresurse si ofera utilizatorului o interfata cat mai comodapentru utilizarea sistemului de calcul. Ele nu fac parte dinsistemul de operare deoarece calculatorul poate sa functionezesi fara ele. (Ex: programe de arhivare/dezarhivare: Rar, Arj, WinRar,WinZip, Ace; programe antivirus: Norton Antivirus, Avx, Mkafee, F-

Prot, Tbav, AVP; programe de asistenta a sistemelor de operare: NortonCommander, Dos Navigator, Windows Commander).

               Sistemul de operare  este o colectie de programe folosite

pentru gestionarea resurselor calculatorului si controlareaintregii lui activitati. El asigura legatura dintre utilizatorsi calculator,  copiaza programele din fisierul executabil de pedisc in memoria interna, executa in ordine instructiunile dinaceste programe si comunica rezultatele obtinute.

Sistemul de operare este format din douacomponente: nucleu si interfata.                Nucleul contine toate programele necesare pentrugestionarea resurselor calculatorului si pentru controlareaactivitatii echipamentelor si a programelor.                Interfata sistemului de operare defineste modul incare utilizatorul  interactioneaza cu sistemul de operare. Eaasigura comunicarea dintre utilizator si calculator astfel:utilizatorul transmite comenzi calculatorului prin intermediultastaturii sau mouse-ului, iar calculatorul transmite mesajeutilizatorului prin intermediul monitorului.                Sistemele de operare cele mai folosite sunt MS-DOS si WINDOWS 95/98. Alte sisteme de operare sunt UNIX, NOVELL,WINDOWS 3.11., WINDOWS NT, WINDOWS 2000, OS/2.                        Un sistem de operare trebuie saindeplineasca urmatoarele functii:       sa controleze executia programelor (sa incarce programele

in memoria interna, sa le lanseze in executie si sa incheieexecutia acestora);

       sa planifice, sa coordoneze si sa controleze executia maimultor programe dupa anumite criterii (timp de executie,prioritati etc.);

       sa aloce resursele necesare executarii programelor;       sa efectueze operatiile de intrare/iesire;       sa gestioneze sistemul de fisiere;       sa se protejeze fata de utilizatori si sa asigure

protectia programelor de aplicatii;       sa detecteze si sa corecteze erorile care apar in procesul

de prelucrare;       sa sesizeze evenimentele deosebite care apar in timpul

executiei si sa le trateze adecvat;

       sa asigure interfata cu utilizatorul, pentru a-i permiteacestuia accesul pentru controlul programului, interventia inexecutia unor programe si examinarea starii sistemului;

 Deoarece nucleul sistemului de operare contine programele

necesare pentru gestionarea resurselor calculatorului, eltrebuie sa fie in permanenta rezident in memoria interna. Darmemoria interna este volatila, continutul ei se pierde laintreruperea alimentarii. Din aceasta cauza, la inceputulfiecarei sesiuni de lucru cu calculatorul trebuie incarcat inmemoria interna nucleul sistemului de operare.

Atunci cand se porneste calculatorul, un programnumit preincarcator din memoria ROM initializeaza echipamenteleperiferice, identifica configuratia calculatorului si cauta unsuport magnetic pe care sa existe un sistem de operare. Dacagaseste, incarca in memoria interna programul numit incarcator carese gaseste la inceputul suportului si il lanseaza in executie.Acest program incarca la randul sau in memoria interna RAMnucleul sistemului de operare si il lanseaza in executie.Programele sistemului de operare vor incarca la randul lor inmemoria RAM diverse programe utilitare sau programe de aplicatiesi le vor lansa in executie.

Multiprogramarea reprezinta partajarea procesorului intre maimulte programe care sunt incarcate in acelasi timp in memorie.Din acest punct de vedere, exista doua tipuri de sisteme deoperare: monotasking si multitasking. Sistemele de operaremonotasking (care permit lucrul in monoprogramare) pot executaun singur program la un moment dat. (Ex: MS-DOS.) Sistemele deoperare multitasking (care permit lucrul in multiprogramare) potexecuta mai multe programe in acelasi timp. Aceste sisteme suntmai avantajoase, deoarece permit  folosirea optima aprocesorului. (Ex: WINDOWS 95.)

3. Interacţiunea sistemului de operarecu echipamentele sistemului de calcul.