System operacyjny

Kategoria: Software. Data opublikowania: środa, 30 Grudzień 2009

System operacyjny wywodzi się języka angielskiego od zwrotu OS, czyli Operating System. Poprzez system operacyjny rozumiemy oprogramowanie, które ma za zadanie sterowanie komputerem, poprzez stworzenie mu środowiska do uruchomienia sprzętu, jednocześnie do zdolności użytkownika do kontrolowania zadań. Do najważniejszych celów systemu operacyjnego zalicza się: planowanie czasu poświęcanego przez procesor na wykonywanie zadań, kontrola pamięci operacyjnego dla poszczególnych zadań, zapewnienie mechanizmów, służących do synchronizacji zadań, obsługę sprzętu oraz zapewnienie równoległego dostępu do sprzętu. Nowoczesne systemu operacyjne często są wyposażone w zadania dodatkowe, jak między innymi; ustalanie oraz obsługa połączeń sieciowych czy zarządzanie określonymi plikami. Bardzo ważnym osiągnięciem w dziedzinie systemów operacyjnych było zbudowanie środowiska graficznego, które bardzo mocno ułatwiło użytkownikom korzystanie z komputerów. Mianem oprogramowanie bardzo często określa się systemu operacyjne, które dostarczane są przez sklep podczas zakupu maszyny. Niekiedy odnosi się ten zwrot do samego jądra systemu, a czasami do programu rozruchowego. Jednym z najważniejszych elementów systemu operacyjnego jest jego interfejs, który pozwala użytkownikowi na wykonywanie poszczególnych zadań i operacji. Między innymi musi on zapewnić metody, które są zdolne uruchomić zadanie lub je zaniechać. Zwykle w systemie operacyjnym za takie zadania odpowiada API, czyli Application Programming Interface. Programista, który korzysta z takich zadań, zwykle ma na celu zwiększenie wydajności systemu poprzez polepszenie komunikacji danych z plików dyskowych. Interfejs, z jakim obecnie mamy najwięcej do czynienia to interfejs użytkownika. To właśnie on odpowiada za bezpośrednią komunikację użytkownika z komputerem. Jedną z metod komunikacji jest między innymi bezpieczne wyłączanie sprzętu. Różnice pomiędzy tymi dwoma rodzajami interfejsów polegają na tym, że interfejs API jest niezbędny w systemie, natomiast interfejs użytkownika jest jedynie wygodnym dodatkiem. Aby zapewnić systemowi operacyjnemu niezawodność pracy oraz efektywność wykonywanych zadań należy wyposażyć go w mechanizmy zarządzania oraz ochrony pamięci. Aby system był w stanie dobrze podzielić zadania dla procesora, oraz przypisać im odpowiedni czas musi on odpowiednio współpracować z pamięcią. Zapewnienie technicznej ochrony procesorowi odbywa się poprzez podział pamięci na segmenty oraz strony. Wywoływanie zadań poprzez użytkownika odzwierciedlane jest poprzez rejestry CPU, oraz rejestry kontrolne podzespołu, który jest odpowiedzialny za zarządzanie pamięcią. Kontrola ta uniemożliwia awarię zadania jak również próbę błędnego wpisania go do pamięci. Dzięki temu uzyskano również ochronę wszelkich plików, których system wymaga do poprawnego działania. Aktywność danego systemu operacyjnego, jak również jego komponentów (sterowniki) zachodzi w trybie kernel, w którym ochrona pamięci jest mocno ograniczona.

System wbudowany

Kategoria: Software. Data opublikowania: sobota, 5 Grudzień 2009

Systemy wbudowane wzięły się z języka angielskiego od słów Embedded system, są to systemu komputerowe, które charakteryzują się specjalistycznym zastosowaniem. Są one integralną częścią urządzenia, które jest przez niego obsługiwane. Przed wdrożeniem systemu wbudowanego należy ściśle określić, jakie stawia mu się wymagania oraz zadania, które będzie wykonywał. Systemy wbudowane nie są urządzeniami wielofunkcyjnymi jak się to ma w przypadku popularnego komputera osobistego. Cechą wspólną systemów wbudowanych jest mikroprocesor, który programuje się w taki sposób, aby wykonywał ściśle określony zakres obliczeń, a czasami bywa, że służy on do wykonywania wyłącznie jednego zadania. Warto zwrócić uwagę na złożoność poleceń, które wykonuje system wbudowany, ponieważ na tej podstawie dobiera się oprogramowanie urządzenia, które może być oprogramowaniem typu firmware (program pisany specjalnie pod dane urządzenie), lub uniwersalny system operacyjny. Bardzo często odpowiedni system operacyjny, ma znaczny wpływ na niezawodność urządzenia, dlatego właśnie zwykle wyposaża się te urządzenia w oprogramowanie firmware. Najważniejszą cechą oprogramowania jest to, że im mniej zaawansowane jest dane oprogramowanie tym jest ono bardziej niezawodne, oraz jest w stanie o wiele szybciej reagować na sytuacje krytyczne. Niezawodność systemu jest czynnikiem, który musi być podnoszony, w celu osiągnięcia jak najlepszych wyników pracy. Jednym ze środków służących do podnoszenia wydajności pracy jest rozdzielanie zadań na stopnie. Dzięki rozłożeniu zadania na kilka kolejnych czynności system jest w stanie o wiele sprawniej je wykonać. Kolejnym sposobem na zwiększenie niezawodności jest stosowanie urządzenia zapasowego. Polega to na tym, że w przypadku awarii urządzenia głównego zadanie przejmuje druga jednostka, co zapewnia ciągłość pracy. Pierwowzorem systemu wbudowanego jest komputer, który odpowiadał za sterowanie statkiem kosmicznym Apollo. Pierwsza produkcja masowa komputera wbudowanego miała miejsca wraz z produkcją rakiet LGM-30 Minuteman, którymi owy system zarządzał. Systemy wbudowane są bardzo popularne w dzisiejszych czasach, znajdują zastosowanie w niemalże wszystkich dziedzinach życia. Wynika to z procesu automatyzacji życia, gdzie człowiek pragnie otoczyć się maszynami inteligentnymi, zdolnymi do automatycznej pracy oraz do wykonywania złożonych zadań. Przykładami zastosowanie komputerów wbudowanych jest między innymi: sterowanie pracą silnika samochodu (ABS, komputer pokładowy), sterowanie pracą samolotu (rakiety, inteligentne bomby), sterowanie sprzętem medycznym (monitory holterowskie), sterowanie sprzętem pomiarowym (analizatory widma, oscyloskopy), sterowanie bankomatami, sterowanie klimatyzorami oraz termostatami, sterowanie zmywarkami oraz mikrofalówkami, urządzenia PLC, sterowanie robotami mechanicznymi, sterowanie systemami alarmowymi, sterowanie telefonami komórkowymi oraz centralami telefonicznymi.