3. SOFTVER RAČUNARSKOG SISTEMA

Softver = skup različitih programa

- Program = niz instrukcija (komandi) koje obavijaju aritmetičke i logičke operacije

- Fajl = niz kodiranih instrukcija

- Instaliranje programa

- Izvršavanje programa – Procesor + RAM

Podela softvera:

sistemski

aplikativni

KORISNIK

SOFTVER

APLIKATIVNI office baze

podataka naučno-tehnički

programi razonoda …

SISTEMSKI

kompajleri editori linkeri za servisiranje

računara

operativni sistem

drajveri uređaja

mikro programi (ugrađeni u ROM hardvera)

HARDVER RAČUNAR KAO FIZIČKI UREĐAJ

NAČIN IZVRŠAVANJA PROGRAMA

Svaka instrukcija programa se izvršava u pet koraka:

1. pribavljanje instrukcije iz RAMa

2. dekodiranje instrukcije u CPU

3. pribavljanje podataka iz RAMa

4. obrada podataka u CPU

5. upis podataka u RAM

1

1

2 3

3

4 5

5

OPERATIVNI SISTEMI (OS)

OS upravlja i kontroliše rad računara.

OS obezbeđuje interfejs korisnika ka računaru.

Način implementacije OS:

- instalacija OS (jednom) - učitavanje OS u RAM (svaki put po pokretanju

računara)

KLASIFIKACIJA OS

Kriterijumi za klasifikaciju i klasivikacija OS

1. Prema broju programa koji može da se izvršava istovremeno:

monoprogramski (nekada) multiprogramski (danas)

2. Prema broju korisnika koji može da radi pod jednim OS:

jednokorisnički (PC) višekorisnički (serveri)

3. Prema načinu zadavanja komandi:

komandni (DOS) grafički (Windows)

4. Prema mogućnosti rada OS na različitim hardverskim konfiguracijama računara:

prenosni neprenosni

STRUKTURA OS

Komponenate OS:

1. jezgro (kernel) – osnovne komponente OS

2. Ijuska (shell) – interfejs ka korisniku

Jezgro (kernel) OS upravlja:

1. procesorom

2. memorijom

3. ulazno-izlaznim uređajima

4. podacima

Jezgro OS radi u zaštićenom režimu rada – bez direktnog uticaja korisnika

Ljuska - komandni interfejs (može biti promenjena od strane korisnika)

Više ljuski --- jedno jezgro OS

UPRAVLJANJE PROCESOROM

Program - pasivni entitet

= sadržaj neke datoteke na HD

Proces - aktivni entitet

= - program ili deo programa koji je učitan u RAM memoriju, - čije se instrukcije trenutno izvršavaju u procesoru ili se nalaze u redu za čekanje na izvršenje.

STANJA PROCESA

proces je pripravan i čeka u redu za

izvršenje

Pošetak novog

procesa

Dodela procesa

proces je aktivan i izvršava se u

procesoru

proces se završio

novi proces

Oduzimanje procesa

Završetak

procesa

izvršavanje programa za dati prekid

(štampanje)

desio se prekid procesa (npr. zahtev za štampu)

READY RUN

WAIT

START STOP

proces čeka izvršenje programa

za dati prekid

(štampač je slobodan?)

UPRAVLJANJE MEMORIJOM

Osnovne funkcije sistem za upravljanje memorijom:

1. Evidencija memorije

evidencija slobodnih i zauzetih delova memorije koje procesi zauzimaju

2. Alokacija memorije

dodela memorije procesima

3. Dealokacija memorije

oduzimanje memorije završenom procesu

ALOKACIJA MEMORIJE

Proces se izvršava samo ako se nalazi u RAM memoriji računara.

OS je zadužen za učitavanje procesa u memoriju.

Vrste alokacije memorije:

1. kontinualna (nekada)

2. diskontinualna (danas)

KONTINUALNA ALOKACIJA MEMORIJE

memorija se deli na delove (particije)

PRAVILO alokacije: JEDAN PROCES - JEDNA PARTICIJA

broj particija: može biti jedna ili više

ALOKACIJA MEMORIJE ZA MONOPROGRAMSKI OS

Sa jednom particijom

celokupan memorijski prostor je jedna particija

Sa dve particije

memorijski prostor je podeljen na dve particije

Nedostatak: mala iskorišćenost memorije,

samo jedan program je smešten RAM-u.

Korisnički memorijski prostor

Korisnički memorijski prostor

Memorijski prostor za primitivni OS

ALOKACIJA MEMORIJE ZA MULTIPROGRAMSKI OS

JEDAN PROCES – JEDNA PARTICIJA

Alokacija sa fiksnim brojem particija

- Koristi se fiksni broj particija. - Particije mogu da se razlikuju po veličini.

Nedostatak. Nedovoljna iskorišćenost particija

Svaka particija ima svoj red za čekanje Postoji jedinstveni red za čekanje

OS

5K

10K

20K

3KB, 1KB, 2KB

6KB, 9KB, 8KB

15KB, 13KB, 11KB

postoji po jedan red za čekanje procesa za svaku particiju

particije u RAM-u

OS

5K

10K

20K

13KB, 4KB, 8KB

postoji jedan zajednički red za čekanje procesa za ceo RAM

particije u RAM-u

fiksni broj particija

promenljivi broj particija

Alokacija sa promenljivim brojem particija

- Početak: 1 particija, 1 proces

- Naredne particije se formiraju shodno potrebama novih procesa.

- Broj particija zavisi od broja procesa i raspoložive memorije.

- Nedostatak: fragmentacija memorije (pojava malih memorijskih šupljina)

operacijskisustav

operacijskisustav

operacijskisustav

operacijskisustav

operacijskisustav

400k 400k 400k 400k

900k1000k 1000k

1700k 1700k 1700k

1000k1000k

2000k 2000k 2000k 2000k 2000k

2300k 2300k 2300k 2300k 2300k

2560k 2560k 2560k 2560k 2560k

P P P P1 1 1 5

P

P P

P P

P P P

2

2 4

1 5

4 4 4

P P P P P3 3 3 3 3

završio ulazi

završio ulazi

1000k

400k

a) b) c) d) e)

OS OS OS OS OS

0 5 8 10 15 vreme

OS

proces veličina trajanje procesa procesa

red procesa prihvaćenih na obradu

DISKONTINUALNA ALOKACIJA MEMORIJE

JEDAN PROCES – VIŠE PARTICIJA

METODA STRANIČENJA

Memorija se deli na okvire fiksne veličine (0.5 KB, 8KB ili 16 KB).

Proces se deli na stranice fiksne veličine koje odgovaraju veličini okvira memorije.

Stranice procesa se upisuju u okvire RAM memorije.

…

stranica 3

stranica 4

stranica 5

stranica 6

…

stranice procesa

…

okvir 23

okvir 24

okvir 25

okvir 26

…

RAM

Tabela stranica

Stranica Okvir

4 23

6 24

3 25

5 26

… …

upisivanje stranica procesa u RAM

metoda staničenja

metoda segmentacije

DELJENJE STRANICA

Identičnim stranicama, koje pripadaju različitim procesima, dodeljuju se isti okviri u RAMu. Ostale stranice (sa pripadajućim okvirima) su privatne i pripadaju samo datom procesu.

stranica okvir

Broj okvira

RAM Memorija

Notepad, Stranica 1 1 105 100

Notepad ,Stranica 2 2 106 101

Notepad, Stranica 3 3 109 102 2222222222222

11111111, Stranica 4 4 111 103

PROCES 1 Tabela stranica za proces 1

stranica okvir

104

105 Stranica 1

Notepad, Stranica 1 1 105 106 Stranica 2

Notepad ,Stranica 2 2 106 107

Notepad, Stranica 3 3 109 108

2222222, Stranica 4 4 102 109 Stranica 3

stranica okvir

PROCES 2 Tabela stranica za proces 2

110

111 111111111111111

Notepad, Stranica 1 1 105 112

Notepad ,Stranica 2 2 106 113

Notepad, Stranica 3 3 109 114

3333333, Stranica 4 4 115 115 3333333333333

PROCES 3 Tabela stranica za proces 3

116

Primer. Skladištenje deljenih i privatnih instrukcija i podataka u RAMu za tri Notepad pokrenuta procesa.

VIRTUELNA MEMORIJA

Problem: Veličina Programa > Veličina Fizičke memorije ?

Rešenje: Korišćenje virtualne memorije (VM)

sve stranice ili deo stranica aktivnog procesa nalaze se u RAM memoriji,

sve stranice ili deo stranica neaktivnog procesa smeštaju se na hard disk,

VIRTUELAN MEMORIJA ZASNOVA NA STRANIČENJU

Stranice procesa učitavaju se u RAM po potrebi.

Problem:

Da li je stranica u RAMu?

Rešenje:

U tabeli stranica dodaje se još jedan podatak (bit prisustva) koji određuje položaj stranice:

bit prisustva = 0 (stranica je na HD)

bit prisustva = 1 (stranica je u RAMu)

stranice procesa

tabela stranica

RAM

Hard disk

UPRAVLJANJE ULAZNO-IZLAZNIM UREĐAJIMA

Prenos podataka: procesor <---> RAM, procesor <---> U/I

Nedostaci U/I uređaja:

1. često se zaustavljaju nakon pokretanja, 2. rade na znatno manjim brzinama u odnosu na procesor, 3. brzine variraju od uređaja do uređaja, 4. paralelni ili serijski prenos,

Rešenje:

1. upotreba kontrolera i 2. upotreba drajvera uređaja.

Magistrala podataka

Upravljačka magistrala

generator takta

SPOLJAŠNJI

UREĐAJI

Adresna magistrala

CPJ

KONTROLERI UREĐAJA

Namena kontrolera:

1. upravljanje radom uređaja

2. povezivanje uređaja sa magistralom

Komponente kontrolera:

1. registari podataka (za privremeno skladištenje podataka)

2. statusni registri (za smeštaj podataka o tekućem stanju uređaja)

3. upravljački registri (za prihvatanje upravljačkih naredbi)

Kontroler uređaja

Drajver uređaja

aplikativni softver

sistemski softver

hardver

Proces

DRAJVER UREĐAJA

- komponenta sistemskog softvera

- povezuje U/I uređaj sa procesom

- prevodi instrukcije procesa u komande koje U/I uređaj razume

- omogućava pisanje programa koji su nezavisni od hardvera računara

Kontroler uređaja

Drajver uređaja

aplikativni softver

sistemski softver

hardver

Proces

TEHNIKE U/I PRENOSA PODATAKA

Tehnike U/I prenosa podataka:

1. Bezuslovni prenos Zasniva se na sinhronizaciji uređaja sa procesorom, koristi AD/DA konvertore

2. Uslovni prenos Zasniva se na korišćenju tzv. zastavica uređaja u registru stanja, zastavica = 1 – uređaj nije spreman za prenos zastavica = 0 - uređaj je spreman za prenos

3. Tehnika prekida U/I uređaj inicira prenos podataka tako što procesoru šalje zahtev za prekidom preko linije za prekid.

4. Direktni pristup memoriji (DMA)

PRENOS PODATAKA POMOĆU DMA KONTROLERA

DMA kontroler u potpunosti preuzima kontrolu nad prenosom podataka ka U/I uređajima.

Na taj način se procesor oslobađa od većine U/I aktivnosti.

CPJ

DMA kontroler

memorija U/I

uređaj

Upravljačka magistrala

Magistrala podataka

Adresna magistrala

UPRAVLJANJE PODACIMA NA HARD DISKU

Podaci se skladište na HD u obliku sistema datoteka (fajl sistema).

Sistem datoteka čine:

datoteke (files) i

direktorijumi (directory) - katalozi.

U datotekama se smeštaju

podaci i programi

Direktorijumi su zaduženi za:

organizuju datoteka i

čuvanje svojstava datoteka.

Sistem datoteka:

- obezbeđuje mehanizam evidencije, upisa i čitanja podataka na HD.

- predstavlja deo OS koji upravlja datotekama i direktorijumima.

FORMATIRANJE I PARTICIONISANJE DISKOVA

Pripreme HD:

Fizičko formatiranje diska (formatiranje niskog nivoa)

Kreiranje particija (deljenje HD na delove)

Logičko formatiranje diska (kreiranje sistema datoteka)

FIZIČKO FORMATIRANJE DISKA (formatiranje niskog nivoa)

Vrši se u toku procesa proizvodnje.

Cilj je podela diska na osnovne elemente:

staze i

sektore

Struktura sektora nakon fizičkog formatiranja

staza

sektor

cilindar

glave

Zaglavlje, (adresa sektora)

Podaci (prazan prostor veličine 512 B)

Zaglavlje, (kod za korekciju

greške)

sektor

PARTICIONISANJE HARD DISKA (Logička podela diska)

HD se deli na više logičkih delova (particija)

Maksimalni broj particija na PC HD je 4.

- OS vidi svaku particiju kao poseban disk.

Vrste particija: primarna i proširena.

Primarna particija (min 1, a max 4) je particija u kojoj se može instalirati OS.

Proširena particija (min 0, max 1) je particija na kojoj se mogu uskladištiti samo podaci.

Proširena particija se može podeliti na veći broj logičkih delova (drajva).

OS svakoj particiji i logičkom drajvu, dodeljuje po jedno slovo abecede počevši od C (C, D, E, F...)

Particija #1 Primarna sa

Win OS

Particija #2 Proširena sa

3 logička drajva

Particija #3 Primarna sa

Linux OS

Particija #4 Primarna sa

OS/2 OS

PODACI KOJI SE UPISUJU NA DISKU PRI KREIRANJU PARTICIJA

1. Glavni but zapis (MBR)

- 1 MBR po HD.

- Mesto na HD: nulti sektor HD.

- Funkcije MBR-a:

definiše broj particija i

određuje pozicije particija na HD.

2. But zapis particije

- 1 but zapis po particiji

- Mesto na HD: prvi sektor particije

- Opisuje particiju ili logički drajv.

3. But zapis proširene particije

- 1 but zapis po proširenoj particiji

- Služi za kontrolu pristupa particijama unutar proširene particije.

LOGIČKO FORMATIRANJE PARTICIJE (FORMAT)

Logičkim formatiranjem particije kreira se SISTEM DATOTEKA (FAJL SISTEM) za particiju.

Fajl sistem omogućava skladištenje podataka u obliku fajlova na particiji.

Fajl sistem obuhvata

- datoteke i - direktorijume

Za dati OS, svaka particija se logički formatira u određenom fajl sistemu.

File sistemi Windows OS:

- FAT16, FAT32, NTFS

DATOTEKE

Datoteka = skup povezanih podataka smeštenih na HD (spoljašnjoj memoriji).

Datoteka = najmanji logički segment HD:

Podaci se na HD zapisuju samo u obliku datoteka!!!

ATRIBUTI DATOTEKE

Ime - Simboličko ime datoteke.

Tip - ukazuje na određeni tip datoteke.

Lokacija - mesto na HD gde je datoteka skladištena.

Veličina - Veličina datoteke; obično se izražava u B, kB, MB ili GB.

Vreme i datum - Zapisuje se u fazi kreiranja i poslednje promene datoteke.

Identifikacija korisnika - Datoteci se pripisuje ime korisnika računara

Zaštita - Sadrži informacije o pravu pristupa datoteci (pregled, editovanje, ..).

OPERACIJE NAD DATOTEKAMA

Kreiranje datoteke (NEW)

Upis u datoteku (SAVE, SAVE AS)

Čitanje datoteke (OPEN)

Brisanje datoteke (DELETE)

Promena imena datoteke (RENAME)

Kopiranje datoteke (COPY, CAT, PASTE)

Pregled i promena svojstava datoteke (PROPERTIES)

DIREKTORIJUMI

Direktorijum je jednostavna baza podataka o organizaciji datoteka.

U direktorijumu se čuvaju podaci o datotekama i direktorijumima koji su u njima sadržani.

Direktorijumi su organizovani pomoću SISTEMA DIREKTORIJUMA.

Sistemi direktorijuma današnjih OS organizovani su:

- hijerarhijski (u više nivoa), - u obliku stabla.

Sistem direktorijuma se sastoji iz:

- korenog direktorijuma (iz koga se izvode svi ostali poddirektorijumi)

To je početni direktorijum; direktorijum koji nije sadržan ni u jednom drugom; on posredno ili neposredno sadrži sve ostale direktorijume.

- sistem povezanih poddirektorijuma.

DIREKTORIJUMI U OBLIKU STABLA

korisnik1 korisnik2 korisnik3

prog1 prog2

prog data

korijen

data1 data2

prog dataprogr data

prog1 prog2

Sistem podidrektorijuma je organizovan po modelu: roditelj - deca

Dir. roditelj

Podirektorijumi direktorijuma

Podirektorijumi podirektorijuma

Direktorijum

Dir. dete

Dir. roditelj

Dir. dete

RAD SA DIREKTORIJUMIMA

Komande za rad sa direktorijumima obuhvataju:

Kreiranje direktorijuma (NEW)

Brisanje direktorijuma (DELETE)

Promena imena direktorijuma (RENAME)

Kopiranje direktorijuma (COPY, CAT, PASTE)

Pregled i promena svojstava direktorijuma (PROPERTIES)

Prelaz iz jednog na drugi direktorijum

Prikazivanje sadržaja direktorijuma

Programi za rad sa direktorijumima i fajlovima

MS WINDOWS

Grafički OS

Verzije Windows-a:

1. Windows 3.1

2. Windows 95/98

3. Windows NT/Me/2000/2003

4. Windows XP

5. Windows Vista

6. Windows 7

7. Windows 8

8. Windows 10

Zadavanje komandi u Windows OS

1. tastatura 2. miša 3. tačped 4. tačskrin

Osnovne karakteristike Windows OS

1. Zajednički izgled.

2. Aplikacija se vizuelno izvršava u prozoru.

3. Deljenje podataka pomoću Clipboard-a.

4. Nezavisnost od uređaja.

5. Višeprogramski rad (multitasking).

6. Kompaktibilnost sa starim programima.

Elementi prozora i operacije nad njima

Elementi prozora

- naslovna linija

- statusna linija

- okvir prozora

- meni

- palete sa alatima

- radna površina prozora

- trake za skrolovanje

- dugmad za zumiranje i zatvaranje prozora

Operacija nad prozorima:

- otvaranje,

- zatvaranje,

- uvećavanje,

- smanjivanje

- pomeranje

Elementi Windows-a orjentisani ka korisniku

- desktop sa prečicama za pokretanje programa

- korpa za otpatke (Recycle Bin)

- traka sa zadacima

- start dugme

- programski meni

Podešavanje Windows-a: CONTROL PANEL

PROGRAMSKI JEZICI

Služe za pisanje sistemskih i aplikativnih programa.

Podela programskih jezika:

Proceduralni jezici (klasični) Koriste procedure, funkcije, podprograme. Predstavnici: Fortran, Basic, Algol, Pascal, C

Objektno-orjentisani programski jezici (napredni)

Koriste klase - složene programske strukture. iz klase se izvode objekti sa određenim svojstvima Predstavnici: C++ , DELPHI, JAVA, C#, ...

Problemski orijentisani jezici - Za rešavanje usko specijalizovanih problema. - Predstavnici: Visual Studio, Matlab, Aspen, …

EDITORI, PREVODIOCI, LINKERI

Editori

za pisanje i editovanje softvera u odgovarajućem programskom jeziku

u editoru su ugrađene odgovarajuće programske alatke za pisanje programa.

Prevodioci (kompajleri)

prevode izvorni program u binarni oblik.

Linkeri

vrše povezivanje prevedenih programskih modula i/ili odgovarajućih programskih biblioteka u jednu celinu.

APLIKATIVNI SOFTVER

obrada teksta (Word, KingSoft Writer, LaTex, vežbe)

rad sa tabelama (Excel, vežbe)

crtanje (CorelDraw, AutoCad)

obrada slika (Paint, Photoshop)

izrada prezentacija (PowerPoint, Publisher, Adobe Suite)

rad sa bazama podataka (Access, SQL, Oracle)

animacije (Adobe Flash, 3D Studio Max)

obradu zvučnih zapisa (SONY – Sound Forge, Adobe Audition)

proračuni u nauci i tehnici (Matlab, Mathematica, Maple, Aspen)

igre

virusi

VIRUSI

Skriveni računarski program čija je funkcija zlonamerna aktivnost na računaru bez dopuštenja ili znanja korisnika.

Vrste virusa:

klasični virusi - virusni kod se umeće u „zdravu“ datoteku (EXE, COM, SYS, …) - brišu podatke sa računara, onesposobljavaju OS, …

trojanski konji samostalni programi - lažno se predstavljaju kao korisni programi ili se „prikačuju“ uz druge programe - omogućavaju krađu korisničkih lozinki, brojeva kreditne kartice i dr.

crvi (worm) samostalni programi - zaguše mrežnog saobraćaja - Internet crvi - masovno slanje elektronske pošte - email crvi

MERE ZAŠTITE OD VIRUSA

1. Koristiti neki od antivirusnih programa.

2. Redovno dopunjavati bazu antivirusnog programa.

3. Koristiti neki od zaštitnih zidova.

4. Proveriti datoteke na viruse prilikom razmene.

5. Izbegavati preuzimanje datoteka sa nepoznatih mesta na mreži.

6. Ne otvarati datoteke pristigle putem elektronske pošte od nepoznatih korisnika,

7. Koristiti programe sa licencom.

PROGRAM KAO PROIZVOD

Proizvođač program treba da obezbedi:

1. garanciju za ispravni rad,

2. uputstvo za korišćenje,

3. rok upotrebe,

4. podršku korisnicima,

5. obuku korisnicima programa.

AUTORSKA PRAVA PROIZVOĐAČA

Tipovi programa sa gledišta autorskih prava:

1. proizvođač je vlasnik softvera,

2. deljeni (shareware) softver,

3. javni (freeware) softver