Κεφάλαιο 1ο: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Τι είναι Λειτουργικό Σύστημα Κάθε Η/Υ αποτελείται από το Υλικό (Hardware) και το Λογισμικό (Software. Το Υλικό είναι το ηλεκτρικό, ηλεκτρονικό και μηχανικό μέρος του Η/Υ. Το Λογισμικό είναι τα προγράμματα, δηλ. οι οδηγίες για το «τι πρέπει κάνει ο υπολογιστής». Ο Η/Υ ορίζεται επομένως ως ένα Σύστημα που αποτελείται από Υλικό και Λογισμικό και μπορεί να εκτελέσει διάφορες εργασίες. Λειτουργικό Σύστημα (Operating System) είναι ένα βασικό πρόγραμμα (ή σύνολο προγραμμάτων) που ελέγχει τη λειτουργία του Η/Υ και παρέχει υπηρεσίες στους χρήστες του.

Κατηγορίες Λογισμικού Λογισμικό Συστήματος (System Software): Περιλαμβάνει το σύνολο των προγραμμάτων που ελέγχουν, διαχειρίζονται και συντονίζουν τους πόρους των Η/Υ Λειτουργεί σε καθεστώς ανεξαρτησίας από συγκεκριμένες εφαρμογές. Η λειτουργία του δεν είναι άμεσα αντιληπτή από τον απλό χρήστη. Λογισμικό Εφαρμογών (Application Software): Περιλαμβάνει προγράμματα που επιτρέπουν την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών των χρηστών π.χ την δημιουργία κειμένων, την σχεδίαση γραφικών, την οργάνωση δεδομένων κλπ.

Βασικές Αρμοδιότητες Λ.Σ. Το Λειτουργικό Σύστημα (Λ.Σ.) είναι Λογισμικό (Software) που αποτελείται από τα απαραίτητα προγράμματα για την αξιοποίηση του Υλικού (Hardware) και τη λειτουργία του Η/Υ. Οι βασικές αρμοδιότητες του Λ.Σ. είναι: Να λειτουργεί ως ενδιάμεσος (Διεπαφή ή αλλιώς Interface) ανάμεσα στον άνθρωπο και στη μηχανή. Να διαχειρίζεται τις δυνατότητες και τους πόρους (resources) του Η/Υ, ώστε να παράγεται χρήσιμο έργο.

Βασικές Λειτουργίες Λ.Σ.

Βασικές Λειτουργίες Λ.Σ. Μεταφέρει εντολές ή απαιτήσεις του χρήστη στον Η/Υ. Δίνει χρήσιμες πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος, μεταφέρει μηνύματα του Η/Υ προς τον χρήστη για λάθη ή προβλήματα Διαχειρίζεται την Κεντρική Μνήμη (RAM) του συστήματος. Ενεργοποιεί και δίνει οδηγίες στην ΚΜΕ κατανέμοντας το χρόνο λειτουργίας της στους χρήστες, αν το σύστημα είναι πολλών χρηστών (multiuser). Διαχειρίζεται τις συσκευές εισόδου και εξόδου, ελέγχοντας τη ροή των δεδομένων και την έξοδο των πληροφοριών. Οργανώνει και διαχειρίζεται τα αρχεία του συστήματος. Ελέγχει την εκτέλεση των προγραμμάτων των χρηστών. Εφαρμόζει μηχανισμούς ασφάλειας του Η/Υ.

Δομή ενός Συστήματος Υπολογιστή Τα σύγχρονα Λ.Σ. έχουν την παρακάτω οργάνωση Τα κυριότερα μέρη που απαρτίζουν το Λ.Σ. είναι ο Πυρήνας (Kernel) που αναλαμβάνει το χειρισμό της μηχανής, οι Διεπαφές Χρήστη (User Interfaces) που αναλαμβάνουν την επικοινωνία με το χρήστη και αρκετά βοηθητικά προγράμματα που βοηθούν στη διαχείριση του συστήματος και στην επεξεργασία των δεδομένων (Utilities).

Πυρήνας (Kernel) του Λ.Σ. Όταν ξεκινάει ο Η/Υ, ο Πυρήνας φορτώνεται πρώτος στην κύρια μνήμη και παραμένει εκεί συνέχεια, μέχρι ο Η/Υ να σταματήσει. Ο Πυρήνας είναι αυτός που χειρίζεται το υλικό του Η/Υ. Πως το χειρίζεται; Με κάποια ηλεκτρονικά σήματα που ονομάζονται «Διακοπές» (Interrupts). Όποτε αρχίζει ή τελειώνει κάποια εργασία της μηχανής, το υλικό στέλνει κάποια διακοπή. Ο Πυρήνας αναγνωρίζει αυτή την διακοπή και εκτελεί την αντίστοιχη ρουτίνα χειρισμού. Έτσι, έχουμε ένα πρόγραμμα που αντιλαμβάνεται και αντιδρά στα σήματα (signals) της μηχανής.

Η διεπαφή χρήστη (User Interface) Το Λ.Σ. επικοινωνεί με τους χρήστες μέσα από ένα πρόγραμμα που λέγεται Διερμηνευτής Εντολών (Command Interpreter) ή αλλιώς Φλοιός (Shell). Το πρόγραμμα αυτό αναλαμβάνει την ερμηνεία των εντολών του χρήστη και την αποστολή τους στα «βαθύτερα» μέρη του Λ.Σ. για εκτέλεση. Στο MS-DOS ο Διερμηνευτής Εντολών είναι το αρχείο Command.com, ενώ στο UNIX είναι το sh. Στα νεότερα συστήματα Windows η επικοινωνία με το χρήστη γίνεται μέσα από τη Γραφική Διεπαφή Χρήστη (Graphical User Interface ή σύντομα GUI), που επιτρέπει στο χρήστη να δίνει εντολές με το χειρισμό του ποντικιού.

Πολυπρογραμματισμός Αν ένα Λ.Σ. μπορεί να εκτελεί «ταυτόχρονα» περισσότερα από ένα προγράμματα, του ίδιου ή πολλών χρηστών, τότε λέμε ότι είναι σύστημα Πολυπρογραμματισμού (Multiprogramming). Ένα σύστημα που μπορεί να εξυπηρετεί ταυτόχρονα περισσότερους από έναν χρήστη ονομάζεται Σύστημα Πολλών Χρηστών (Multiuser). Στην αντίθετη περίπτωση το σύστημα ονομάζεται Σύστημα Ενός Χρήστη (Single User System). Πλεονέκτημα του πολυπρογραμματισμού είναι ότι μειώνεται ο συνολικός χρόνος εκτέλεσης των προγραμμάτων, λόγω καλύτερης αξιοποίησης των πόρων του συστήματος. Μειονέκτημα η πολυπλοκότητα του Λ.Σ. για να μπορεί να τον υποστηρίξει.

Πολυδιεργασία (Multitasking) Όταν ένα Λ.Σ. μπορεί να εκτελεί «ταυτόχρονα» περισσότερες από μια εργασίες λέμε ότι έχουμε ένα σύστημα Πολυδιεργασίας (Multitasking System). Αυτό επιτυγχάνεται δίνοντας τη δυνατότητα στο Λ.Σ. ή/και στο χρήστη να χωρίζει τις απαιτήσεις σε προγράμματα ή εργασίες (processes ή tasks) που μπορούν να προχωρούν παράλληλα, π.χ. εκτυπώσεις και υπολογισμοί. Η Πολυδιεργασία αυξάνει την παραγωγικότητα του συστήματος και την παραγωγικότητα του χρήστη. Η παραγωγικότητα του συστήματος αυξάνεται, γιατί το σύστημα μπορεί να δουλεύει στο παρασκήνιο χρήσιμες διεργασίες. Η παραγωγικότητα του χρήστη αυξάνεται, γιατί μπορεί να τρέχει ταυτόχρονα πολλές εφαρμογές, αλληλεπιδρώντας ακόμα από τη μια στην άλλη.

Κατηγορίες Λ.Σ. Ανάλογα με τον αριθμό των χρηστών που υποστηρίζουν διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Ενός Χρήστη (Single User) Windows 95/98/2000, MS-DOS Πολλών Χρηστών (Multiuser) Windows NT/2000/2003/2008 Server UNIX, LINUX

Κατηγορίες Λ.Σ. Τα Λ.Σ. χαρακτηρίζονται και από τον τύπο της επεξεργασίας πληροφοριών που μπορούν να υποστηρίξουν. Έτσι, διακρίνουμε τους παρακάτω τύπους: Κατά Δέσμες (Batch) Συναλλαγών (Transaction) Διαλογική ή Αλληλεπιδραστική (Interactive) Μερισμού Χρόνου (Time Sharing) Πραγματικού Χρόνου (Real Time) Κατανεμημένη (Distributed) Άνευ Παύσης (Non-Stop) Πελάτη-Εξυπηρετητή (Client-Server)

Ερωτήσεις Ποιες είναι οι βασικές αρμοδιότητες ενός Λ.Σ.; Ποια είναι η δομή των σύγχρονων Συστημάτων Υπολογιστών; Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στον Πολυπρογραμματισμό (Multiprogramming) και την Πολυδιεργασία (Multitasking); Τι είναι ένα σύστημα Πολλών Χρηστών (Multiuser); Τι είναι ένα σύστημα Πολυδιεργασίας (Multitasking System); Σε ποια κατηγορία Λ.Σ. ανήκει το MS-DOS και σε ποια το UNIX; Ανάλογα με τον τύπο της επεξεργασίας πληροφοριών που μπορούν να υποστηρίξουν, αναφέρετε πέντε (5) κατηγορίες Λ.Σ.