hyrje në sistemet operative - luangashi.files.wordpress.com · • pasi të filloj hyrje/dalja e...

Hyrje në Sistemet Operative

Sistemet Operative

Ligjërues: Luan GashiM.Sc. in Computer Science and Engineering, ICTCCNP Security, CCAIMCSE Server Infrastructure, MCT

Objektivat

• Përshkrimi i koncepteve themelore të sistemeve kompjuterike

• Përshkrimi i komponentëve kryesore të sistemeve operative

• Përshkrimi i mjediseve të ndryshme të sistemeve kompjuterike

• Sistemet operative në përgjithësi dhe bashkëveprimi me sistemet kompjuterike

Ligjërues: Luan Gashi 2

Çka është një Sistem Operativ?

• Program i cili vepron si ndërmjetësues në mes të përdoruesit të një kompjuteri dhe sistemit kompjuterik

• Qëllimet e një sistemi kompjuterik:– Ekzekutimi i programeve dhe lehtësimi në zgjidhjen e problemeve të përdoruesit

– Përshtatja e sistemit kompjuterik për përdorim– Shfrytëzimi i harduerit kompjuterik


Struktura e sistemit kompjuterik

• Sistemi kompjuterik ndahet në katër komponente:– Hardueri, ofron resurset themelore kompjuterike

• CPU, memoria, pajisjet hyrëse/dalëse– Sistemi operativ

• Kontrollon dhe bashkëvepron përdorimin e harduerit nga aplikacionet dhe shfrytëzuesit e ndryshëm

– Programet aplikative, definojnë mënyrën në të cilën resurset e sistemit përdoren për të zgjidhur problemet e përdoruesve• Procesimi i fjalëve, kompajllimi i fajllave, shfletimi i uebit, sistemet e databazave, video lojërat, etj.

– Përdoruesit• Njerëzit, makinat, kompjuterët tjerë


Katër komponentët e një sistemi kompjuterik


Çka bëjnë Sistemet Operative?

• Varet nga këndvështrimi!• Përdoruesit dëshirojnë komoditet, lehtësi në përdorim dhe

performancë të mirë– Nuk u intereson shfrytëzimi i resurseve

• Kompjuterët e ndarë si mainframe apo minikompjuterduhet t’i mbajnë përdoruesit të kënaqur

• Përdoruesit e sistemeve të dedikuara siç janë stacionet punuese kanë resurse të dedikuara, por shpesh përdorin edhe resurset e ndara me serverët që gjenden në rrjetet kompjuterike

• Kompjuterët mobil kanë pak resurse, janë të optimizuar për përdorim të lehtë dhe qëndrueshmëri të baterisë

• Disa kompjuterë kanë pak apo aspak ndërfaqe për përdorues , si janë kompjuterët elementar në pajisje dhe vetura


Definicioni i Sistemeve Operative

• SO është një alokues i resurseve –Menaxhon të gjitha resurset– Vendos në mes kërkesave konfliktuoze për përdorimin e resurseve në mënyrë efiçiente dhe të drejt

• SO është një program kontrolli– Kontrollon ekzekutimin e programeve për të parandaluar gabimet dhe përdorimin jo të drejt të kompjuterit


Definicioni i Sistemeve Operative (vazhdim)

• Nuk ka definicion të përgjithshëm• Çdo gjë që prodhuesi ofron në një sistem operativ vlerësohet mirë– Edhe pse kjo varet nga nevojat e përdoruesit

• Programi i vetëm i cili ekzekutohet çdoherë në kompjuter është kerneli

• Çdo gjë tjetër varet nga këndvështrimi nëse:– Është program sistemi (vjen bashkë me SO)– Është program aplikacioni ( instalohet veçmas)


Nisja (startimi) i kompjuterit

• Programi nismëtar (ang. Bootstrap) ngarkohet gjatë ngritjes apo rinisjes – Zakonisht ruhet në ROM ose EPROM dhe shpesh njihet me emrin firmware

– Inicon të gjitha aspektet e sistemit kompjuterik– Ngarkon kernelin e SO dhe fillon ekzekutimin e tij


Organizimi i sistemit kompjuterik

• Operimi i sistemit kompjuterik– Një apo me shumë CPU, kontrollorë të pajisjeve lidhen përmes magjistraleve për të ofruar qasje në memorien e ndarë

– Ekzekutimet konkurrente të CPU‐së dhe pajisjeve garojnë për ciklet memoruese


Operimet e sistemit kompjuterik

• Pajisjet hyrëse/dalëse dhe CPU‐ja mund të ekzekutojnë njëkohësisht

• Secili kontrollues i pajisjeve është i ngarkuar me një pjesë të pajisjeve

• CPU‐ja përcjell të dhënat nga/tek memoria kryesore nga/tek baferat (ang. Buffers) lokal

• Hyrja/dalja është informata që rrugëton nga pajisja për tek baferi lokal i kontrollorit

• Kontrollori i pajisjes informon CPU‐në që ka përfunduar apo kërkohet operimi duke shkaktuar një ndërprerje (ang. Interrupt)


Struktura e hyrje/daljeve (H/D)

• Pasi të filloj hyrje/dalja e informacioneve, kontrollori kthen për tek programi i përdoruesit vetëm informacionet e kryera:– Instruksionet qëndrojnë në pritje për CPU‐në derisa të vij ndërprerja e

radhës apo për;– Unazën pritëse e cila është përmbajtja për qasje në memorie– Shpeshherë një kërkesë hyrëse/dalëse qëndron apo është në pritje

dhe nuk është pjesë simultante e procesimit hyrës/dalës• Pasi të filloj hyrje/dalja e informacioneve, kontrollori kthen të

dhëna për tek programi i përdoruesit pa pritur për përfundimin e informacioneve të kryera, si:– Thirrjet sistemore, kërkesa për SO që të lejoj përdoruesin të pres për

kompletimin e informacionit hyrës/dalës– Tabelën e gjendjes së pajisjeve, e cila përmban të dhëna për secilën

pajisje hyrëse/dalëse përfshirë këtu llojin, adresimin dhe gjendjen– Indeksimet e SO për gjendjen tek tabela e pajisjeve hyrëse/dalëse dhe

modifikimet e nevojshme për të përfshirë ndërprerjen Ligjërues: Luan Gashi 12

Deponia dhe definimet e saj

• Njësia themelore bit– Mund të përmbaj vlerat 0 apo 1

• Deponia llogaritet me bajt i cili përmban 8 bita– Instruksionet operojnë me bajt ose fjalë– 64 bit realisht është 8 bajt

• Përllogaritjet e deponive– Një kilobyte, apo KB, është 1,024 bajt– Njëmegabyte, apo MB, është 1,0242 bajt– Një gigabyte, apo GB, është 1,0243 bajt– Një terabyte, apo TB, është 1,0244 bajt– Një petabyte, apo PB, është 1,0245 bajt


Hiearkia e pajisjeve deponuese


Keshi (ang. Caching)

• Metodë e rëndësishme e cila aplikohet në shumë nivele të kompjuterit si në: harduer, sisteme operative dhe softuerë

• Informata që përdoret ruhet përkohësisht nga deponia e ngadalshme në atë me qasje më të shpejt

• Tek deponia e shpejt, keshi, së pari kontrollohet nëse informacioni është aty:– Nëse është, informacioni përdoret drejt për drejt nga keshi– Nëse nuk është, të dhënat kopjohen në kesh dhe përdoren nga

aty• Keshi është më i vogël se sa deponia që përcaktohet si e

këtillë:– Menaxhimi i keshit

• një nga problemet më të rëndësishme• madhësia dhe politikat e zëvendësimit të keshit


Qasja direkte në memorie ‐ DMA

• Përdoret për pajisjet hyrëse/dalëse me shpejtësi të mëdha dhe ofron mundësi transmetimi të informacioneve të përafërta me shpejtësinë e memories

• Kontrollori i pajisjes transferon blloqet e të dhënave nga deponia e baferit drejt për drejt tek memoria kryesore pa ndërhyrjen e CPU‐së

• Vetëm një ndërhyrje gjenerohet për bllok, zakonisht një ndërhyrje për bajt


Si punon një kompjuter modern?


Tog Sistemet (ang. Cluster)

• Disa sisteme punojnë bashkërisht– Zakonisht ndajnë deponi përmes SAN‐it– Ofrojnë shërbime të cilat i mbijetojnë dështimeve

• Kllasterimi (grumbullimi) asimetrik i cili ka një kompjuter në gjendje gatishmërie

• Kllasterimi (grumbullimi) simetrik i cili ka disa kompjuter të cilët ekzekutojnë aplikacione duke monitoruar njeri tjetrin

• Përdoren për përformaca të mëdha kompjuterike– Aplikacionet shkruhen që të përkrahin paralelizmin

• Menaxhohen përmes aplikacioneve të posaçme për të evituar operimet konfliktuoze


Tog Sistemet (ang. Cluster)


Struktura e Sistemeve Operative

• Multiprogramimi (batch sistem) kërkohet për të qenë efiçient– Një përdorues nuk mund të mbaj të zëna CPU‐në dhe pajisjet H/D gjatë gjithë

kohës– Organizohen punët (kodet dhe të dhënat) ashtu që CPU‐ja çdoherë të jetë

duke ekzekutuar njërën nga to– Kur i duhet që të pres, SO përmes multiprogramimit inicion punën tjetër të

radhës• Ndarja e kohës (multitasking) është shtojca logjike në të cilën CPU‐ja

ndërron punët aq shpejt sa përdoruesi mund të ndërveproj me secilën prej tyre duke krijuar interaksionin kompjuterik– Koha e reagimit duhet të jetë < 1 sekond– Secili përdorues ka së paku një program për ta ekzekutuar në memorie me të

cilin definohet procesi– Nëse janë disa punë për tu kryer në të njëjtën kohë bëhet skedulimi i CPU‐së– Nëse procesi nuk mundësohet nga memoria, shkëmbyesi (swapping) i lëvizë

të dhënat jashtë/brenda – Memoria virtuale lejon ekzekutimin e proceseve të cilat nuk janë në apo

mundësohen nga memoriaLigjërues: Luan Gashi 20

Funksionimi i Sistemeve Operative

• Të nxitura nga ndërprerjet harduerike dhe softuerike– Ndërprerjet harduerike nga pajisjet– Ndërprerjet softuerike:

• Gabimet • Kërkesat• Proceset tjera problemore përfshirë unazat, proceset modifikuese apo të vet sistemit operativ


Funksionimi i Sistemeve Operative (vazhdim)

• Dual‐modi operon duke lejuar SO të mbroj vetveten dhe komponentët tjera sistemore– Modi i përdoruesit dhe i kerneli– Bit modi ofrohet nga hardueri

• Ofron mundësin që të dallohet kur sistemi është duke u ekzekutuar në modin e përdoruesit apo të kernelit

• Disa instruksione janë dizajnuar si të privilegjuara dhe ekzekutohen vetëm në modin e kernelit

• Thirrjet sistemore ndërrojnë modin e kernelit– CPU‐të e avancuara përkrahin operimet multi‐mode

• P.sh. Menaxhimi i makinave virtuale (VMM)


Modi i përdoruesit dhe kernelit


Menaxhimi i proceseve

• Proceset janë programe në ekzekutim, të ndara në njësi punuese brenda një sistemi

• Procesit i duhen resurse për të kryer detyrat:– CPU, memorie, pajisje H/D, fajlla– Inicimi i të dhënave

• Terminimi i një procesi kërkon thirrjen e ndonjë resursi për ri‐përdorim

• Proceset ekzekutojnë instruksionet në mënyrë sekuenciale një nga një derisa të përfundohen

• Zakonisht sistemi përbëhet prej shumë proceseve, disa përdoruesve dhe disa njësive sistemore që ekzekutohen në një apo më shumë CPU‐ja


Aktivitetet për menaxhimin e proceseve

• Sistemi Operativ është përgjegjës për aktivitetet që ndërlidhen me menaxhimin e proceseve– Krijimi dhe fshirja e përdoruesve dhe proceseve sistemore

– Ndalja dhe përsëritja e procesit– Ofrimi i mekanizmave për sinkronizimin e proceseve– Ofrimi i mekanizmave për komunikimin me procese


Menaxhimi i memories

• Për tu ekzekutuar një program,– të gjitha ose një pjesë e instruksioneve duhet të jenë në memorie

– të gjitha ose një pjesë e të dhënave që nevojiten nga programi duhet të jenë në memorie

• Menaxhimi i memories përbehet nga aktivitetet– Gjurmimi i pjesëve të memories të cilat janë duke u përdorur dhe nga kush përdoren ato

– Përcaktimi se cilat procese apo pjesë të tyre dhe te të dhënave duhet të lëvizen jashtë/brenda memories

– Alokimi dhe de‐alokimi i hapësirës së memories sipas nevojës


Menaxhimi i deponisë

• SO ofron pamjen logjike të informacioneve në deponitë për ruajtjen e të dhënave

• Menaxhimi i fajll‐sistemeve– Fajllat zakonisht organizohen në folldera– Kontrolli i qasjes në shumicën e sistemeve përcakton të drejtën e qasjes përkatëse

– Aktivitetet e SO përfshijnë:• Krijimin dhe fshirjen e fajllave dhe follderave• Manipulimin me fajlla edhe folldera• Mapimin e fajllave në deponitë sekondare• Ruajtja e fajllave në mediume të qëndrueshme


Menaxhimi i deponive masive

• Zakonisht disqet përdoren për të ruajtur të dhënat të cilat nuk mund të ruhen në memorien kryesore apo atyre të cilat duhet të ruhen për një kohë të gjatë

• Operimi i kompjuterit varet nga sistemi i disqeve dhe algoritmet përkatëse

• Aktivitetet e SO:– Menaxhimi i hapësirës së lirë– Alokimi i deponisë– Skedulimi i diskut

• Disa deponi nuk kanë nevojë të jenë të shpejta


Performancat e ndryshme të deponive


Nënsistemet hyrëse/dalëse

• Një nga qëllimet e SO është të fsheh veçoritë e pajisjeve harduerike prej përdoruesit

• Nënsistemet hyrëse/dalëse janë përgjegjës për:–Menaxhimin e memories së pajisjeve hyrëse/dalëse përfshirë këtu baferat, keshin, sinkronizimin e punëve

– Ndërfaqen e përgjithshme të pajisjes– Drajverat për pajisjet harduerikisht specifike


Mbrojtja dhe siguria

• Mbrojta – mekanizmi për kontrollin e qasjes së proceseve apo përdoruesve tek resurset e definuara nga SO

• Siguria – ndalesat e sistemit kundrejt sulmeve të brendshme apo të jashtme

• Sistemet përgjithësisht iu referohen përdoruesve për të përcaktuar se kush çka mund të bëj– Identiteti i përdoruesit përfshinë emrin (User ID) dhe numrin

përkatës (Security ID)– ID‐ja e përdoruesit shoqërohet me fajllat dhe proceset për të

përcaktuar kontrollin e qasjes– Identifikuesi i grupit (Group ID) mundëson që grupe

përdoruesish të shoqërohen me fajllat dhe proceset për të menaxhuar kontrollin e qasjes

– Ndryshimi i privilegjeve i mundëson përdoruesit të ndryshoj ID për të pasur më shumë apo me pak të drejta në sistem


Mjediset kompjuterike ‐ tradicionale

• Kompjuterët për përdorim të përgjithshëm• Mundësojnë ndërlidhjen me sistemet tjera• Portalet ofrojnë ueb qasje në sistemet e brendshme• Kompjuterët e rrjeteve (thin klientët) janë sikurse ueb terminalet

• Kompjuterët mobil lidhen përmes rrjetave pa tela• Rrjetet kompjuterike tashmë janë të pranishme pothuajse çdokund

• Muret mbrojtëse për të mbrojtur kompjuterët tashmë po vendosen edhe për kompjuterët shtëpiak për tu mbrojtur prej sulmeve nga interneti


Mjediset kompjuterike ‐mobile

• Smartfonet (telefonat e mençur), tabletët, etj• Tashmë është zvogëluar dallimi në mes tyre dhe llaptopëve tradicional

• Tipare shtesë – më shumë tipare të SO (GPS, gyroscope, etj)

• Përdorin standardin IEEE 802.11 (pa tela) ose rrjetet celulare për lidhje

• SO më të njohura Apple iOS, Google Android dhe Windows (mobile)


Mjediset kompjuterike – të shpërndara

• Kompjuterikë e shpërndarë– Grupim i sistemeve të rrjetëzuara– Sisteme operative të rrjeteve

• Përmes skemave komunikuese mundësojnë shkëmbimin e informatave

• Krijojnë iluzionin e një sistemi të vetëm


Mjediset kompjuterike – klient‐server

• Kompjuterika klient‐server– Terminale të thjeshta në vend të kompjuterëve personal

– Sistemet e njohura si serverë u përgjigjen kërkesave të klientëve

– Ofrojnë ndërfaqe të klientit për tek shërbimet e kërkuara si databaza, deponi fajllash etj.


Mjediset kompjuterike – virtuale

• Mundon ekzekutimin e aplikacioneve në formë të sistemeve operative brenda një sistemi operativ

• Emulacioni përdoret në rast se kemi lloje të ndryshme të CPU‐ve

• Virtualizimi – kompajllimi i SO për procesor, duke ekzekutuar po ashtu SO të kompajlluara– Si shembull konsiderohet aplikacioni VMware (native – vendës) në të cilin ekzekutohen SO Windows (guest ‐ i ftuar)

– Menaxheri i makinave virtuale (VMM) mundëson menaxhimin e resurseve dhe shërbimeve virtuale

– VMM më të njohur janë VMware ESX, Citrix XenServer dhe Windows Hyper‐V


Mjediset kompjuterike – virtuale (vazhdim)


Mjediset kompjuterike – Kompjuterika cloud

• Ofron shërbime kompjuterike, deponi, aplikacione apo shërbime përmes rrjeteve kompjuterike

• Ekzistojnë tri lloje të mjediseve: – publik, privat dhe hibrid

• Ekzistojnë tri lloje të shërbimeve: – softueri, platforma dhe infrastruktura si shërbim

• Virtualizimi, muret mbrojtëse dhe balancuesit e ngarkesës janë pikat kyçe të këtij mjedisi


Mjediset kompjuterike – Kompjuterika cloud(vazhdim)


Llojet e Sistemeve Operative

• Sistemet Operative me kod të hapur– Linux– BSD UNIX–Mac OS X

• Sistemet Operative me kod të mbyllur– Versionet komerciale të Linux, UNIX dhe Mac OS–Windows


Referenca


• Operating System Concepts – 9th Edition, Silberschatz, Galvin andGagne

• http://ospp.cs.washington.edu• http://sourceforge.net• http://training.linuxfoundation.org• https://www.microsoft.com• https://onlinelearning.microsoft.com• http://www.microsoftvirtualacademy.com

Pyetje?


Faleminderit për vëmendje!

‐ Fundi i ligjëratës ‐


hyrje në sistemet operative - luangashi.files.wordpress.com · • pasi të filloj hyrje/dalja e...

Documents