רכיבי מערכות הפעלה

מה הם רכיבי מערכת הפעלה?

מערכת הפעלה היא מערכת גדולה ומורכבת שניתן ליצור רק על ידי חלוקה לחתיכות קטנות. חלקים אלה צריכים להיות חלק מוגדר היטב של המערכת, אשר הגדיר היטב תשומות, תפוקות ופונקציות.

למרות של- Mac, Unix, Linux, Windows ומערכת הפעלה אחרת אין אותו מבנה, רוב מערכות ההפעלה חולקות רכיבי מערכת הפעלה דומים כמו קובץ, תהליך, זיכרון, ניהול מכשירי קלט/פלט.

בואו נראה כל אחד מהרכיבים הללו בפירוט.

במדריך זה למערכת הפעלה, תלמד:

ניהול קבצים

קובץ הוא קבוצה של מידע קשור שאמור להגדיר אותו על ידי יוצרו. זה בדרך כלל מייצג תוכניות, צורות מקור ואובייקט, ונתונים. קבצי נתונים יכולים להיות מספריים, אלפביתיים או אלפאנומריים.

פונקציה של ניהול קבצים במערכת ההפעלה:

למערכת ההפעלה יש את הפעילויות החשובות הבאות בהקשרים עם ניהול קבצים:

  • יצירה ומחיקה של קבצים וספריות.
  • עבור מניפולציה של קבצים וספריות.
  • מיפוי קבצים לאחסון משני.
  • גיבוי קבצים על אמצעי אחסון יציב.

ניהול תהליך

רכיב ניהול התהליכים הוא הליך לניהול התהליכים הרבים הפועלים בו זמנית במערכת ההפעלה. לכל תוכנית יישום תוכנה יש תהליך אחד או יותר הקשורים אליהם כשהם פועלים.

לדוגמה, כאשר אתה משתמש בדפדפן כמו Google Chrome, פועל תהליך עבור אותה דפדפן. מערכת ההפעלה פועלת גם בתהליכים רבים המבצעים פונקציות שונות.

כל התהליכים הללו צריכים להיות מנוהלים על ידי ניהול תהליכים, אשר שומר על תהליכים לפעול ביעילות. הוא משתמש גם בזיכרון שהוקצה להם וכיבוי אותם בעת הצורך.

ביצוע תהליך חייב להיות רציף ולכן יש לבצע לפחות הוראה אחת בשם התהליך.

פונקציות של ניהול תהליכים במערכת ההפעלה:

להלן פונקציות של ניהול תהליכים.

  • יצירת תהליך ומחיקה.
  • השעיה והתחדשות.
  • תהליך סנכרון
  • תהליך תקשורת

ניהול מכשירי קלט/פלט

אחד השימושים החשובים במערכת הפעלה המסייעת לך להסתיר את הווריאציות של התקני חומרה ספציפיים מהמשתמש.

פונקציות של ניהול קלט/פלט במערכת ההפעלה:

  • הוא מציע מערכת מטמון מאגר
  • הוא מספק קוד מנהלי התקנים כללי
  • הוא מספק מנהלי התקנים עבור התקני חומרה מסוימים.
  • I/O עוזר לך להכיר את האינדיבידואליות של מכשיר ספציפי.

ניהול רשת

ניהול רשת הוא תהליך של ניהול וניהול רשתות מחשבים. הוא כולל ניהול ביצועים, ניתוח תקלות, אספקת רשתות ושמירה על איכות השירות.

מערכת מבוזרת היא אוסף של מחשבים/מעבדים שלעולם אינם חולקים זיכרון משלהם או שעון. במערכת מסוג זה, לכל המעבדים יש את הזיכרון המקומי שלהם, והמעבדים מתקשרים זה עם זה באמצעות קווי תקשורת שונים, כמו סיבים אופטיים או קווי טלפון.

המחשבים ברשת מחוברים באמצעות רשת תקשורת, הניתנת להגדרה במספר דרכים שונות. בעזרת ניהול רשת, ניתן לחבר את הרשת באופן מלא או חלקי, מה שעוזר למשתמשים לתכנן אסטרטגיות ניתוב וחיבור המתגברות על בעיות חיבור ואבטחה.

פונקציות של ניהול רשתות:

  • מערכות מבוזרות עוזרות לך למשאבי מחשוב שונים בגודלם ובתפקודם. הם עשויים לכלול מיקרו-מעבדים, מחשבי מיני, ומערכות מחשב כלליות רבות.
  • מערכת מבוזרת מציעה למשתמש גם גישה למשאבים השונים שהרשת חולקת.
  • זה עוזר לגשת למשאבים משותפים שעוזרים לחישוב להאיץ או מציעה זמינות ואמינות של נתונים.

ניהול זיכרון ראשי

הזיכרון הראשי הוא מערך גדול של אחסון או בתים, שיש להם כתובת. תהליך ניהול הזיכרון מתנהל באמצעות רצף קריאות או כתיבה של כתובות זיכרון ספציפיות.

על מנת לבצע תוכנית, יש למפות אותה לכתובות מוחלטות ולהעמיס בתוך הזיכרון. בחירת שיטת ניהול הזיכרון תלויה במספר גורמים.

עם זאת, הוא מבוסס בעיקר על עיצוב החומרה של המערכת. כל אלגוריתם דורש תמיכה בחומרה מתאימה. הזיכרון הראשי מציע אחסון מהיר שניתן לגשת אליו ישירות על ידי המעבד. זה יקר ולכן יש לו נפח אחסון נמוך יותר. עם זאת, כדי שתוכנית תתבצע, היא חייבת להיות בזיכרון הראשי.

פונקציות של ניהול זיכרון במערכת ההפעלה:

מערכת הפעלה מבצעת את הפונקציות הבאות לניהול זיכרון:

  • זה עוזר לך לעקוב אחר הזיכרון הראשי.
  • קבע איזה חלק ממנו נמצא בשימוש על ידי מי, איזה חלק אינו בשימוש.
  • במערכת תכנות מרובה, מערכת ההפעלה לוקחת החלטה לגבי איזה תהליך יקבל זיכרון וכמה.
  • מקצה את הזיכרון כאשר תהליך מבקש
  • הוא גם מסיר את הזיכרון כאשר תהליך אינו דורש עוד או הופסק.

ניהול אחסון משני

המשימה החשובה ביותר של מערכת מחשב היא לבצע תוכנות. תוכניות אלה, יחד עם הנתונים, מסייעות לך לגשת לזיכרון הראשי במהלך הביצוע.

זיכרון זה של המחשב קטן מאוד לאחסון כל הנתונים והתוכניות לצמיתות. מערכת המחשב מציעה אחסון משני לגיבוי הזיכרון הראשי. כיום מחשבים מודרניים משתמשים בכוננים קשיחים/SSD כאחסון העיקרי של תוכניות ונתונים כאחד. עם זאת, ניהול האחסון המשני פועל גם עם התקני אחסון, כמו כונן הבזק מסוג USB וכונני CD/DVD.

תוכניות כמו מכלולים, מהדרים, המאוחסנים בדיסק עד שהוא נטען בזיכרון, ולאחר מכן משתמשים בדיסק כמקור ויעד לעיבוד.

פונקציות של ניהול אחסון משני במערכת ההפעלה:

להלן הפונקציות העיקריות של ניהול אחסון משני במערכת ההפעלה:

  • הקצאת אחסון
  • ניהול שטח פנוי
  • תזמון דיסק

ניהול אבטחה

יש לאבטח את התהליכים השונים במערכת ההפעלה זה מפעילותו של זה. לשם כך ניתן להשתמש במנגנונים שונים כדי להבטיח שלתהליכים שרוצים להפעיל קבצים, מעבד זיכרון ומשאבי חומרה אחרים יהיו בעלי הרשאה מתאימה ממערכת ההפעלה.

לדוגמה, חומרת כתובת זיכרון מסייעת לך לאשר שניתן לבצע תהליך בתוך שטח הכתובת שלו. הזמן מבטיח שלאף תהליך אין שליטה על המעבד מבלי לוותר עליו.

לבסוף, אף תהליך אינו רשאי לבצע קלט/פלט משלו, כדי להגן עליו, מה שעוזר לך לשמור על תקינותם של מכשירים היקפיים שונים.

פעילויות חשובות אחרות

להלן מספר פעילויות חשובות אחרות של מערכת ההפעלה:

  • תוכנית המשתמש אינה יכולה לבצע פעולות קלט/פלט ישירות. מערכת ההפעלה צריכה לספק אמצעי לביצוע זה.
  • מערכת ההפעלה בודקת את יכולתה של התוכנית לקרוא, לכתוב, ליצור ולמחוק קבצים.
  • מערכת ההפעלה מאפשרת חילופי מידע בין תהליכים המבוצעים על אותן מערכות או שונות.
  • רכיבי מערכת ההפעלה עוזרים לך לוודא שאתה מקבל את המחשוב הנכון על ידי זיהוי שגיאות במעבד ובחומרת הזיכרון.

סיכום:

  • מערכת הפעלה היא מערכת גדולה ומורכבת שניתן ליצור רק על ידי חלוקה לחתיכות קטנות.
  • מערכת ההפעלה חולקת את רכיבי מערכת ההפעלה השונים כמו קובץ, זיכרון תהליכים, ניהול מכשירי קלט/פלט וכו '.
  • קובץ הוא אוסף של מידע קשור שצריך להגדיר אותו על ידי יוצרו.
  • רכיב ניהול התהליכים הוא הליך לניהול התהליכים הרבים הפועלים בו זמנית במערכת ההפעלה
  • ניהול מכשירי קלט/פלט הוא אחד מהשימושים החשובים במערכת הפעלה המסייעת לך להסתיר את הווריאציות של התקני חומרה ספציפיים מהמשתמש.
  • ניהול רשת הוא תהליך של ניהול וניהול רשתות מחשבים.
  • תהליך ניהול הזיכרון מתבצע באמצעות רצף קריאות או כתיבה של כתובות זיכרון מסוימות.
  • ניהול אחסון משני, המשימה החשובה ביותר של מערכת מחשבים, היא ביצוע תוכניות.
  • ניהול האבטחה כולל תהליכים שונים במערכת הפעלה שצריך לאבטח זה מפעילותו של זה.
  • מערכת ההפעלה בודקת את יכולתה של התוכנית לקרוא, לכתוב, ליצור ולמחוק קבצים.