2.Hyrje Në Sistemet e Shfrytëzimit

Hyrje në sistemet e shfrytëzimit

Hyrje 

Çfarë mundësojnë sistemet e operimit



Oraganizimi i sistemeve kompjuterikë



Arkitektura e sistemeve kompjuterikë



Struktura e sistemeve të operimit



Veprimet e sistemeve të operimit operimit



Menaxhimi i proceseve



Menaxhimi i memorjes



Menaxhimi i hapsirës hapsirës së të dhënave dhënave



Mbrojtja dhe siguria



Sistemet e shpërndara



Sistemet me qëllime të parapërcaktuara parapërcaktuara



Sistemet e operimit me kod të hapur

Objektivat 



Të mundësojë mundësojë një pamje të përgjithëshme të komponenteve të sistemit të operimit Të mundësojë mundësojë bazat e organizimit organizimit të sistemit kompjuterik kompjuterik

Çfarë është një sistem operimi? 



Një shtresë e ndërmjetme midis përdoruesit përdoruesit fundor dhe hardware-it hardware-it të kompjuterit Qëllimet e sistemit të operimit: operimit: 

Ekzekuton programet e përdoruesit përdoruesit dhe lehtëson lehtëson zgjidhjen e problemeve të përdoruesit



E bën sistemin kompjuterik kompjuterik të përshtatshëm për tu përdorur përdorur



Përdor komponentët komponentët hardware-ik hardware-ik në një mënyrë mënyrë efiçente

Struktura e sistemit kompjuterik 

Sistemi kompjuterik ndahet në katër komponente kryesore: 

Hardware – mundëson burimet kompjuterike 



Sistemi i operimit 



Kontrollon dhe kordinon përdorimin e pajisjeve hardwareike nga aplikacionet dhe përdoruesit

Aplikacionet – mundësojnë një mënyrë për zgjidhjen e problemave të përdoruesit duke përdorur burimet kompjuterike 



CPU, memorja kryesore, pajisjet I/O

Paketa office, kompilatorët, shfletuesit, sistemet e bazave të të dhënave, lojrat

Përdoruesit 

Njerëzit, makinat, kompjuterat e tjerë

Katër komponentët e sistemit kompjuterik

Fotoja marrë nga: Operating System Concepts – 8th Edition

Çfarë mundësojnë sistemet e operimit 

Varet nga këndvështrimi



Përdoruesit dëshirojnë komoditet, lehtësim në përdorim 









Nuk kujdesen mbi përdorimin e burimeve

Sistemet kompjuterike të përbashkëta si mainframe duhet ti kënaqin të gjithë përdoruesit Përdoruesit e sistemeve kompjuterike të dedikuar si workstations përdorin burime të dedikuara dhe shpesh përdorin burime të përbashkëta të ofruara nga kompjuterat server Sistemet kompjuterike “handheld ” janë të kufzuar nga burimet dhe të optimizuar për të kursyer energji Disa pajisje kompjuterike nuk ofrojnë ndërfaqe përdoruesi ose ofrojnë ndërfaqe përdoruesi me funksionalitete të kufizuara si tek pajisjet e ndryshme elektroshtëpiake dhe makinat

Përkufizim i sistemit të operimit 

Sistemi i operimit është një menaxhues burimesh  



Menaxhon të gjithë burimet Zgjidh konfliket e kërkesave në mënyrë të drejtë dhe efiçente për përdorimin e burimeve

Sistemi i operimit është një kontrollues programesh 

Kontrollon ekzekutimin e programeve dhe privon gabimet dhe keqpërdorimin e sistemit kompjuterit

Përkufizim i sistemit të operimit (Vazh.) 



Nuk ka një përcaktim të pranuar universal “Programi i vetëm që është në ekzekutim gjatë gjithë kohës në sistemin kompjuterik” quhet kernel. Çdo program tjetër është ose një

program sistemi (vjen së bashku me sistemin e operimit) ose një program përdoruesi

Ndezja e sistemit kompjuterik 

Programi “b o o t s t r a p ” ngarkohet në ndezje ose në ristartim 

Zakonisht ruhet në ROM ose EPROM, të cilët njihen me emrin “f i r m w a r e ”



Inicializon të gjitha aspektet e sistemit



Ngarkon kernel-in e sistemit të operimit dhe fillon ekzekutimin e tij

Organizimi i sistemit kompjuterik 

Veprimet e sistemit kompjuterik 



Një ose më shumë CPU (proçesorë), pajisje kontrolli të lidhura ndërmjet një bus-i që mundëson akses në memorjen e përbashkët Ekzekutime të njëkohëshme të procesorëve dhe pajisjeve


Veprimet e sistemit kompjuterik 

Pajisjet I/O dhe CPU mund të ekzekutohen njëkohësisht



Çdo pajisje kontrolli është përgjegjës për një tip të caktuar pajisjesh



Çdo pajisje kontrolli ofron një buffer (memorje) lokal







CPU lëviz të dhënat nga memorja kryesore tek bufferi lokal dhe anasjelltas Një veprim I/O quhet lëvizja e të dhënave nga pajisja për tek bufferi lokal i pajisjes së kontrollit Pajisja e kontrollit informon CPU mbi përfundimin e veprimit të saj duke shkaktuar një interrupt

Funksionet e përgjithëshme të ndërprerjeve 









Një ndërprerje e transferon kontrollin në shërbimin e ndërprerjeve e cila përmban adresat e të gjithë rutinave të shërbimeve Arkitektura e ndërprerjeve duhet të ruajë adresat e instruksioneve të ndërprerjeve Ndërprerjet e reja nuk procesohen ndërkohë që një ndërprerje është duke u procesuar; kjo për të privuar humjen e ndërprerjes Një kurth është një ndërprerje e shkaktuar nga software-i si pasojë e një gabimi ose e një kërkese të përdoruesit Një sistem operimi është i bazuar në ndërprerje

Menaxhimi i ndërprerjeve 





Sistemi i operimit ruan gjendjen e procesorit duke ruajtur vlerat e rregjistrave dhe vlerat e “ program counter-it” Përcakton çfarë tipi ndërprerje ka ndodhur Segmente të ndara kodi përcaktojnë çfarë veprimesh duhet të kryhen pas çdo tipi ndërprerjeje

Strukturat I/O 

Pasi fillon veprimi I/O, kontrolli i kthehet programit të përdoruesit vetëm pasi ka përfunduar veprimi I/O  Instruksionet e pritjes e lënë procesorin e lirë deri në ndërprerjen tjetër  Rradha e pritjes (shumë kërkesa për akses në memorje)  Më së shumti vetëm një kërkesë I/O ekzekutohet në njësinë e kohës, nuk ka procesime të njëkohëshme I/O

Struktura e pajisjes DMA 





Përdoret nga pajisjet I/O me shpejtësi të lartë; e aftë të transferojë informacion përafërsisht me shpejtësinë e memorjes Kontrolluesi i pajisjes transferon blloqe me të dhëna nga bufferi lokal i pajisjes direkt në memorjen kryesore pa ndërveprimin e procesorit Gjenerohet vetëm një ndërprerje për bllok dhe jo një ndërprerje për byte

Hierarkia e memorjes 

Memorja kryesore – memorja më e madhe që procesori mund të aksesojë direkt  





Mundëson akses random Humbet të dhënat në mungesë të energjisë elektrike

Memorja sekondare – zgjatim i memorjes kryesore e cila mundëson një kapacitet më të madh pa kufizimin e energjisë elektrike Disqet manjetikë 



Sipërfaqja e diskut ndahet llogjikisht në trake, të cilët më pas ndahen në sektorë Kontrolluesi i diskut përcakton bashkëveprimin llogjik ndërmjet pajisjes dhe kompjuterit

Hierarkia e memorjes (Vazh.) 

Sistemet e memorjes organizohen në formë hierarkike bazuar në: 

Shpejtësi



Kosto





Përdorimin e energjisë elektrike

Cache – Kopjimi i informacionit në një sistem memorjeje më të shpejtë;

memorja kryesore mund të shikohet si një sistem cache-je për memorjen sekondare

Hierarkia e memorjes (Vazh.)


Cache 



Informacioni në përdorim kopjohet nga memorje më të avashta në memorje më të shpëjta përkohësisht Memorjet më të shpejta kontrollohen fillimisht për të përcaktuar nëse informacioni ndodhet fillimisht aty 



Nëse po, informacioni aksesohet direkt nga cache-ja në formë të shpejtë Nëse jo, të dhënat kopjohen në cache dhe përdoren më pas nga aty

Arkitektura e sistemeve kompjuterike 

Shumica e sistemve përdorin një procesor të vetëm me qëllime të përgjithëshme 



Shumë sisteme përmbajnë gjithashtu procesorë me qëllime specifike

Sistemet me shumë procesorë kanë pësuar një rritje në përdorim për

shkak të rëndësisë që ata ofrojnë 

Njihen gjithashtu si sisteme paralele



Përparësitë përfshijnë:



1.

Përfundim të punës së më shumë proceseve në njësinë e kohës

2.

Ekonomikë në zgjerueshmëri

3.

Rritje e besueshmërisë dhe më tolerantë ndaj gabimeve

Ekzistojnë dy tipe: 1.

Multiprocesorët asimetrikë

2.

Multiprocesorët simetrikë

Si funksion një kompjuter modern


Arkitektura e multiprocesorëve simetrikë


Dizenjimi i një procesori dual-core


Sistemet cluster 

Të ngjashëm me sistemet me shumë procesorë por përbehën nga disa sisteme të cilat punojnë së bashku  

Zakonisht bëjnë të përbashkët të dhënat ndërmjet teknologjisë SAN Mundësojnë shërbime me disponibilitet të lartë; rezistente ndaj dështimeve 

Cluster asimetrik përmban një makinë në gjendje pritjeje



Cluster simetrik përmban disa makina të cilat ekzekutojnë

aplikacionet dhe monitorojnë njëra-tjetrën 

Një pjesë e sistemeve cluster përdoren për ofrimin e performancës së lartë (HPC) Aplikacionet duhet të shkruhen në mënyrë që të përdorin



paralelizimin

Sistemet cluster (Vazh.)


Struktura e sistemeve të operimit 

Multiprogramimi nevojitet për mundësimin e efiçencës  Një përdorues i vetëm nuk mund të mbajë procesorin dhe pajisjet I/O të zëna gjatë gjithë kohës  Multiprogramimi organizon punët në mënyrë që procesori të ketë gjithmonë një punë për të ekzekutuar  Një bashkësi e punëve totale të sistemit mbahet në memorjen kryesore  Përzgjidhet një punë ndërmjet skedulimit të procesorit dhe është ajo punë që ekzekutohet  Nëse i duhet të presë (për një veprim I/O si shembull) sistem i operimit përzgjedh një tjetër punë



Timesharing është një përmirësim llogjik në të cilën procesori ndryshon punët që janë në ekzekutim shumë shpesh duke bashkëvepruar në këtë mënyrë me çdo punë që është në sistem  





Koha e përgjigjes duhet të jetë më < 1 sek Çdo përdorues ka të paktën një program i cili është duke u ekzekutuar në memorje  proces Nëse kemi disa punë që duhet të ekzekutohen në njësinë e kohës  skedulimi i CPU Memorja virtuale lejon ekzekutimin e proceseve pavarsisht se ata nuk ndodhen në memorjen kryesore

Pamja e memorjes për sistemet e muptiprogramuara


Veprimet e sistemeve të operimit  





Menaxhimi i ndërprerjeve nga hardware-i Gabimet e software-it shkaktojnë përjashtime ose kurthe  Pjestim me zero Probleme të tjera përfshijnë ciklet e pafundme, modifikimi i proceseve nga njëri-tjetri Veprimet në dy mënyra lejojnë sistemin e operimit të mbrojë vetveten dhe komponentët e sistemit  Mënyra e përdoruesit dhe mënyra kernel  Biti i ndryshimit të memorjes mundësohet nga hardware-i  Mundëson dallimin kur sistemi është duke ekzekutuar kod përdoruesi ose kod kernel ekzekutohen  Disa instruksione të dizenjuar si të privilegjuar vetem në mënyrën kernel  Thirrjet e sistemit ndryshojnë mënyrën nga përdoruesit - kernel

Kalimi nga mënyra e përdoruesit në kernel 

Përdoret koha për parandalimin e cikleve të pafundëm 

Skedulohen ndërprerje pas kohëve specifike



Sistemi i operimit zvogelon kohën



Kur koha arrin zero (0) gjenerohen një ndërprerje


Menaxhimi i proceseve 



 





Një proces është një program në ekzekutim. Është njësia e punës në një sistem. Programi është një entitet pasiv , procesi është një entitet aktiv . Procesit i nevojiten burime për të realizuar detyrën e tij  CPU, memorje, I/O, skedarë  Inicilaizimi i të dhënave Përfundimi i procesit duhet të lirojë të gjitha burimet e përdorura Proceset me një thread të vetëm kanë vetëm një “ program counter ” i cili përcakton adresën e instruksionit pasardhës që duhet të ekzekutohet  Procesi ekzekuton instruksionet sekuencilisht, një në njësinë e kohës deri në përfundimin e tij Proceset me shumë thread-e kanë një “ program counter” për çdo thread Sistemet kanë disa procese, disa të përdoruesve, disa të sistemit

Aktivitetet e menaxhimit të proceseve Sistemi i operimit është përgjegjës për aktivitetet e mëposhtme në lidhje me menaxhimin e proceseve: 

Krijimi dhe fshirja e proceseve të përdoruesit dhe proceseve të sistemit



Ndalimin dhe rifillimin e ekzekutimit të proceseve



Mundëson mekanizma për sinkronizimin e proceseve



Mundëson mekanizma për komunikimin e proceseve



Mundëson mekanizma për menaxhimin e “deadlock”

Menaxhimi i memorjes 





Të githa të dhënat ndodhen në memorje përpara dhe pas procesimit Të gjitha instruksionet duhet të ndodhen në memorje në mënyrë që të ekzekutohen Aktivitetet e menaxhimit të memorjes 





Mban informacion mbi pjesët e memorjes që janë duke u përdorur dhe nga kush proces po përdoren Përcakton se çfarë procese dhe të dhëna duhet të lëvizin brenda dhe jashtë memorjes Zënia dhe lirimi i hapsirës së memorjes sipas nevojave

Menaxhimi i hapsirës së të dhënave 



Sistemi i operimit mundëson një pamje uniforme dhe llogjike të hapsirës së të dhënave  Abstragon pamjen fizike nga pamja llogjike ndërmjet njësisë së hapsirës së të dhënave - skedari  Pajisjet që shërbejnë për ruajtjen e të dhënave ndryshojnë nga  Shpejtësia e aksesimit, kapaciteti, mënyrat e aksesimit (sekuenciale ose direkte) Menaxhimi i sistemit të skedarëve  Skedarët janë të organizuara në direktori  Kontrolli i aksesit në shumicën e sistemeve përcakton se kush mund të aksesojë çfarë  Aktivitetet e sistemit të operimit përfshijnë  Krijimin dhe fshirjen e skedarëve dhe direktorive  Primitiva për manipulimin e skedarëve dhe direktorive  Lidhjen e skedarëve me memorjen sekondare  Skedarët backup në media të qëndrueshme

Menaxhimi i hapsirës ku ruhen të dhënat 





Zakonisht disqet përdoren për ruajtjen e të dhënave që nuk mund të vendosen dot në memorjen kryesore ose për të dhënat që duhet të ruhen për një kohë shumë të “gjatë” Shpejtësia e përgjithëshme e veprimeve kompjuterike varet nga shpejtësia e sistemit të disqeve dhe algoritmave të tij Aktivitetet e sistemit të operimit 

Menaxhimi i hapsirave të lira



Alokimi i hapsirës ku ruhen të dhënat





Skedulimi i diskut

Disa hapsira ku ruhen të dhënat nuk nevojiten të jenë të shpejta 

Përsëri duhet të menaxhohen – nga sistemi i operimit ose aplikacionet

Performanca në nivele të ndryshme të hapsirës së të dhënave


Migrimi i një integer A nga disku në rregjistër 

Mjedisi duhet të jetë i kujdesshëm të përdorë vlerën më të fundit, pavarsisht se ku ndodhet vlera në hierarkinë e memorjes






Mjediset me shumë procesorë duhet të mundësojnë koherencë në mënyrë që çdo procesor të shikojë vlerën më të fundit në cache-në e tyre Situata në mjediset e shpërndara shfaqet edhe më komplekse 

Mund të ekzistojnë disa kopje të të njëjtës së dhënë

Sistemi I/O 



Një nga qëllimet e sistemit të operimit është të fshehë kompleksitetin e hardware-it nga përdoruesi Sistemi I/O është përgjegjës për 



Menaxhimin e memorjes për veprimet I/O përfshirë buferin lokal, cache-në Ndërfaqet për pajisjet specifike hardware

Mbrojtja dhe siguria 

Mbrojtja – çdo mekanizëm për kontrollin e aksesit të proceseve ose

përdoruesve për tek burimet e përcaktuara nga sistemi i operimit



Siguria – mbrojtja e sistemit kundrejt sulmeve të jashtëm dhe të

brendshëm  DoS, DDoS, viruset…



Sistemet duhet të bëjnë dallime ndërmjet përdoruesëve që janë duke përdorur sistemin  Dallimi mundësohet ndërmjet ID së përdoruesit  Dallimi mundësohet ndërmjet ID së grupit

Sistemet e shpërndara 

Bashkesi të shpërndara sistemesh kompjuterike, jo detyrimisht homogjenë, të lidhur në rrjet ndërmjet tyre 

Rrjetat komunikojnë ndërmjet – Local

Area Network ( LAN)

– Wide

Area Network (WAN)

– 

Metropolitan Area Network (MAN)

Sistemet e operimit të rrjetit (NOS) mundësojnë funksionalitete ndërmjet sistemeve në rrjet 



Mundësojnë një skemë komunikimi që lejon sistemet të këmbejnë mesazhe Japin ilusionin e një sistemi të vetëm

Sistemet më qëllime të veçanta  

Sistemet “real-time” – shembulli më tipik i sistemeve me qëllime të veçanta Sistemet multimediale 



Të dhënat duhet të shpërndahen brenda limiteve të kufizuara kohore

Sistemet “handheld ” 

PDA, celularët e zgjuar, të limituar në CPU, memorje, energji



Reduktim të funksionaliteteve të OS, veprime të limituara I/O

Mjediset kompjuterike 

Mjedisi klient-server  Shumë sisteme lujanë rolin e serverave , ju përgjigjen kërkesave të gjeneruara nga klientët  Serveri mundëson ndërfaqe për klientët në mënyrë që ata të kërkojnë shërbime (shembull., baza e të dhënave)  Serverat e skedarëve mundësojnë ndërfaqe për klientët ruajtjen dhe marrjen e skedarëve


Sistemet peer-to-peer 

Një model tjetër i sistemeve të shpërndara



P2P nuk bën dallime ndërmjet klientëve dhe serverave 

Çdo nyje konsiderohet e njëjtë



Secila mund të jetë klient, server ose te dyja njëkohësisht



Nyjet duhet ti bashkëngjiten rrjetit P2P 





Rregjistrojnë shërbimet e tyre në një shërbim të çentralizuar kontrolli Dërgojnë kërkesa “broadcast ” për shërbime dhe ju përgjigjen kërkesave “broadcast ” për shërbime ndërmjet një protokolli zbulimi

Shembujt përfshijnë Napster dhe Gnutella

Sistemet e bazuara në web 

Përmasat e web-it po zgjerohen nga dita në ditë



PC-të janë pajisjet më dominuese



Më shumë pajisje bëhen pjesë e rrjeteve duke lejuar aksesin në web





Kategori të reja pajisjesh që menaxhojnë trafikun në web ndërmjet makinave server të ngjashëm: balancuesit e ngarkesës Përmirësim i sistemeve kompjuterike të cilët mund të përdorën njëkohësisht si klientë dhe servera

Sistemet e operimit me kod të hapur 



Sisteme operimi të cilët mundësojnë kodin dhe jo vetëm formën e ekzekutueshme të tyre (me kod të mbyllur) Shembuj përfshijnë GNU/Linux dhe BSD

2.Hyrje Në Sistemet e Shfrytëzimit

Recommend Documents