Structura unui sistem de calcul si sistemele de operare

1. STRUCTURA UNUI SISTEM DE CALCUL

Un sistem electronic de calcul – denumit în mod curent calculator, reuneste din punct de vedere fizic si functional doua componente de baza si anume componenta hardware si componenta software. Componenta hardware reprezinta ansamblul elementelor fizice, care compun calculatorul electronic: circuite electrice, componente electronice, dispozitive mecanice si alte elemente materiale ce intra în structura fizica a calculatorului electronic. Componenta software cuprinde totalitatea programelor, reprezentând "inteligenta calculatorului", prin care se asigura functionarea si exploatarea sistemului de calcul. Prin intermediul acestor programe, utilizatorul are posibilitatea de a comunica cu sistemul de calcul, introducând date, programe si comenzi, primind rezultatele prelucrarii si diverse mesaje. O parte din date, rezultate sau programe pot fi memorate pentru prelucrari ulterioare. Componentele hardware sunt asamblate fizic pentru a îndeplini:

-functia de introducere a datelor si programelor; -functia de prelucrare; -functia de memorare; -functia mesajelor si a rezultatelor.

Arhitectura unui sistem de calcul defineste ansamblul integrat de unitati functionale, în conformitate cu un set de principii si reguli standardizate, formând un tot unitar si având ca scop realizarea functiilor sistemului la un anumit standard de performanta. Componentele functionale ce formeaza arhitectura unui sistem de calcul sunt:- unitatea centrala (UC) care cuprinde unitatea de comanda-control (UCC) si unitatea aritmetico-logica (UAL); - memoria interna (MI);- unitati de memorie (memoria externa); - dispozitivele de intrare-iesire.

Fig. 1 Arhitectura unui sistem de calcul

Dispozitivele de intrare si iesire si unitatile de memorie externa se mai numesc si unitati periferice. La calculatoarele personale, unitatea standard de intrare este tastatura, iar unitatea standard de iesire este monitorul. Hard-discul si floppy-discul fac parte din unitatile de memorie externa. Unitatea aritmetico-logica (UAL) efectueaza operatiile aritmeticologice, iar unitatea de comanda-control dirijeaza si controleaza toate operatiile efectuate de calculator. Cele doua unitati alcatuiesc împreuna unitatea centrala de prelucrare (UCP)- denumita si procesor. Tehnologia actuala de fabricatie într-o forma miniaturizata, i-a conferit acestuia denumirea de microprocesor.

Unitatea de intrare acceptă informaţia codificată de la operatorii umani, de la dispozitive electromagnetice, sau de la alte computere conectate la ea prin linii de comunicaţie digitale. Informaţia este stocată în memorie pentru a fi referită ulterior sau este tratată imediat de către unitatea aritmetică şi logică realizând operaţia dorită. Paşii de procesare sunt determinaţi de un program ce se află stocat în memorie. În final rezultatele sunt trimise înapoi în lumea exterioară cu ajutorul unităţii de ieşire.

2. SISTEME DE OPERARE. ROLUL SI FUNCTIILE LOR

Sistemul de operare reprezintă ansamblul de programe care asigură utilizarea optimă a resurselor fizice şi logice ale unui sistem de calcul. El are rolul de a gestiona funcţionarea componentelor hardware ale sistemului de calcul, de a coordona şi controla execuţia programelor şi de a permite comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul.

Folosirea hardware-ului unui sistem de calcul ar fi dificilă şi ineficientă în lipsa unui sistem de operare. Pe scurt, sistemul de operare este componenta software care coordonează şi supraveghează întreaga activitate a sistemului de calcul şi asigură comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul.

Funcţiile unui sistem de operare

Pentru a îndeplini rolul de interfaţă între hardware şi utilizatori, un sistem de operare trebuie să fie capabil a îndeplini următoarele funcţii:1) oferirea posibilităţii de pregătire şi lansare în execuţie a programelor de aplicaţie;în acest scop, un sistem de operare trebuie să dispună de cel puţin următoarele componente:- un editor de texte pentru a introduce şi modifica un program sursă (PS) scris într-unlimbaj de programare;- un translator pentru limbajul de programare folosit (asamblor, compilator sauinterpretor), care să traducă instrucţiunile programului sursă, într-o formă recunoscutăde sistemul de calcul (formă binară) - program obiect sau module obiect (PO);- un editor de legături care să realizeze legătura dintre diverse module obiect, sau săapeleze la module obiect din bibliotecile sistemului, respectiv la modulele obiect dinbiblioteca utilizatorului - care au fost catalogate în prealabil, pentru a construi structurape segmente impusă de sistemul de calcul în vederea execuţiei programelor (programobiect executabil-POE).2) alocarea resurselor necesare execuţiei programelor prin:- identificarea programelor ce se execută şi a necesarului de resurse;- alocarea memoriei interne şi a dispozitivelor periferice;- identificarea şi protecţia colecţiilor de date.3) acordarea unor facilităţi prin utilitare de interes general:- gestiune cataloage (directori, subdirectori) şi fişiere;- creare, modificare, copiere, mutare, ştergere, recuperare directori şi fişiere;- sortare/interclasare;- comprimare/decomprimare spaţiu pe suporturile de memorie externă;- depistare şi eliminare viruşi informatici şi altele.4) planificarea execuţiei mai multor programe (multiprogramare) după anumite criterii, în

vederea utilizării eficiente a unităţii centrale de prelucrare.5) coordonarea execuţiei mai multor programe ce se execută simultan, prin urmărireamodului de execuţie a instrucţiunilor programelor, depistarea şi tratarea erorilor, lansarea în execuţiea operaţiilor de intrare/ieşire şi depistarea eventualelor erori.6) asistarea execuţiei programelor de către utilizator, prin comunicaţia sistem decalcul-utilizator atât la nivel hardware cât şi la nivel software.7) asigurarea organizării şi protecţiei datelor în memorie.8) posibilitatea generării unui sistem de operare pe măsura configuraţiei existente.