ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τρίτη Έκδοση ANDREW S. TANENBAUM Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.) 1

Τι είναι ένα Λειτουργικό Σύστημα (1) Ένας σύγχρονος υπολογιστής αποτελείται από: Έναν ή περισσότερους επεξεργαστές Κύρια μνήμη Δίσκους Εκτυπωτές Διάφορες συσκευές εισόδου/εξόδου Η διαχείριση αυτών των συστατικών απαιτεί ένα επίπεδο λογισμικού – το λειτουργικό σύστημα A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Τι είναι ένα Λειτουργικό Σύστημα (2) Εικόνα 1-1. Που βρίσκεται το λειτουργικό σύστημα. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Το Λειτουργικό Σύστημα ως Επεκτεταμένη Μηχανή Εικόνα 1-2. Τα Λειτουργικά Συστήματα μετατρέπουν το άσχημο υλικό σε όμορφες αφαιρέσεις. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Το Λειτουργικό Σύστημα ως Διαχειριστής Πόρων Επιτρέπει σε πολλά προγράμματα να εκτελούνται ταυτόχρονα Διαχειρίζεται και προστατεύει τη μνήμη, τις συσκευές Ε/Ε, και τους άλλους πόρους Περιλαμβάνει πολύπλεξη (κοινή χρήση) πόρων με δύο τρόπους: Χρονικά Χωρικά A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Ιστορία των Λειτουργικών Συστημάτων Γενιές: (1945–55) Λυχνίες κενού (1955–65) Τρανζίστορ και συστήματα δέσμης (1965–1980) Ολοκληρωμένα κυκλώματα και πολυπρογραμματισμός (1980–Σήμερα) Προσωπικοί υπολογιστές A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Τρανζίστορ και Συστήματα Δέσμης (1) Εικόνα 1-3. Ένα από τα πρώτα συστήματα δέσμης. (α) Προγραμματιστές μεταφέρουν κάρτες στον 1401. (β) Ο 1401 διαβάζει δέσμες εργασιών σε ταινία. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Τρανζίστορ και Συστήματα Δέσμης (2) Εικόνα 1-3. (γ) Χειριστής μεταφέρει ταινία εισόδου στον 7094. (δ) Ο 7094 εκτελεί υπολογισμό. (ε) Χειριστής μεταφέρει ταινία εξόδου στον 1401. (στ) Ο 1401 τυπώνει την έξοδο. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Τρανζίστορ και Συστήματα Δέσμης (3) Εικόνα 1-4. Δομή μιας τυπικής εργασίας FMS. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Ολοκληρωμένα κυκλώματα και πολυπρογραμματισμός Εικόνα 1-5. Ένα σύστημα πολυπρογραμματισμού με τρεις εργασίες στη μνήμη. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Επισκόπηση υλικού υπολογιστών Εικόνα 1-6. Μερικά συστατικά ενός απλού προσωπικού υπολογιστή. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-7. (α) Διοχέτευση τριών σταδίων. (β) Υπερβαθμωτή CPU. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Πολυνηματικά και πολυπύρηνα τσιπ Εικόνα 1-8. (α) Τετραπύρηνο τσιπ με κοινόχρηστη κρυφή μνήμη L2. (β) Τετραπύρηνο τσιπ με ξεχωριστές κρυφές μνήμες L2. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-9. Τυπική ιεραρχία μνήμης. Οι αριθμοί είναι κατά προσέγγιση. Μνήμη (1) Εικόνα 1-9. Τυπική ιεραρχία μνήμης. Οι αριθμοί είναι κατά προσέγγιση. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Μνήμη (2) Ερωτήσεις σχετικά με την κρυφή μνήμη: Πότε μπαίνει ένα νέο αντικείμενο στην κρυφή μνήμη. Σε ποια γραμμή της κρυφής μνήμης τοποθετείται. Ποιο αντικείμενο απομακρύνεται από την κρυφή μνήμη όταν χρειάζεται μια θέση. Που τοποθετείται σε μια μεγαλύτερη μνήμη ένα ένα αντικείμενο που έχει απομακρυνθεί. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-10. Δομή μονάδας δίσκου. Δίσκοι Εικόνα 1-10. Δομή μονάδας δίσκου. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Συσκευές Εισόδου/Εξόδου Εικόνα 1-11. (α) Βήματα έναρξης μιας συσκευής και λήψης μιας διακοπής. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-12. Δομή μεγάλου συστήματος Pentium Δίαυλοι Εικόνα 1-12. Δομή μεγάλου συστήματος Pentium A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Ο κήπος των Λειτουργικών Συστημάτων Λειτουργικά συστήματα μεγάλων υπολογιστών διακομιστών πολυεπεξεργαστών προσωπικών υπολογιστών φορητών συσκευών ενσωματωμένων υπολογιστών κόμβων αισθητήρων πραγματικού χρόνου έξυπνων καρτών A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Έννοιες λειτουργικών συστημάτων Διεργασίες Χώροι διευθύνσεων Αρχεία Είσοδος/έξοδος Προστασία Ο φλοιός Η οντογένεση ανακεφαλαιώνει τη φυλογένεση Μεγάλες μνήμες Υλικό προστασίας Δίσκοι Εικονική μνήμη A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Διεργασίες Εικόνα 1-13. Δέντρο διεργασιών. Η διεργασία A δημιούργησε δύο θυγατρικές, B και C. Η διεργασία B δημιούργησε τρεις θυγατρικές, D, E, και F. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.) 21

Εικόνα 1-14. Σύστημα αρχείων πανεπιστημιακού τμήματος. Αρχεία (1) Εικόνα 1-14. Σύστημα αρχείων πανεπιστημιακού τμήματος. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Αρχεία (2) Εικόνα 1-15. (α) Πριν τη προσάρτηση, τα αρχεία του CD-ROM δεν είναι προσπελάσιμα. (β) Μετά την προσάρτηση, είναι μέρος της ιεραρχίας των αρχείων. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-16. Δύο διεργασίες συνδεδεμένες με αγωγό. Αρχεία (3) Εικόνα 1-16. Δύο διεργασίες συνδεδεμένες με αγωγό. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Κλήσεις συστήματος Εικόνα 1-17. Τα 11 βήματα της κλήσης συστήματος read(fd, buffer, nbytes). A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Κλήσεις συστήματος για διαχείριση διεργασιών Εικόνα 1-18. Μερικές κύριες κλήσεις συστήματος του POSIX. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Διάφορες κλήσεις συστήματος Εικόνα 1-18. Μερικές κύριες κλήσεις συστήματος του POSIX. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Οργάνωση μνήμης Εικόνα 1-20. Οι διεργασίες έχουν τρία τμήματα: κείμενο (κώδικας), δεδομένα, και στοίβα. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Δομή λειτουργικών συστημάτων Μονολιθικά συστήματα – βασική δομή: Κυρίως πρόγραμμα που καλεί την αιτούμενη διαδικασία εξυπηρέτησης. Ένα σύνολο διαδικασιών εξυπηρέτησης που υλοποιούν τις κλήσεις συστήματος. Ένα σύνολο διαδικασιών υπηρεσίας που βοηθούν τις διαδικασίες εξυπηρέτησης. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-24. Απλή δομή μονολιθικού συστήματος. Μονολιθικά συστήματα Εικόνα 1-24. Απλή δομή μονολιθικού συστήματος. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Πολυεπίπεδα συστήματα Εικόνα 1-25. Δομή του λειτουργικού συστήματος THE. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Μοντέλο πελάτη-διακομιστή Εικόνα 1-27. Το μοντέλο πελάτη-διακομιστή πάνω από δίκτυο. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-28. Η δομή του VM/370 με το CMS. Εικονικές μηχανές (1) Εικόνα 1-28. Η δομή του VM/370 με το CMS. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)

Εικόνα 1-29. (α) Υπερεπόπτης τύπου 1. (β) Υπερεπόπτης τύπου 2. Εικονικές μηχανές (2) Εικόνα 1-29. (α) Υπερεπόπτης τύπου 1. (β) Υπερεπόπτης τύπου 2. A.S. Tanenbaum, Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, 3η έκδοση, Κλειδάριθμος, 2009, μετάφραση & επιστημονική επιμέλεια: Δημήτρης Γκιζόπουλος, Πανεπιστήμιο Αθηνών (μεταφρασμένες διαφάνειες του πρωτότυπου αμερικανικού βιβλίου: A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems 3e, 2008 Prentice-Hall, Inc.)