La pornirea calculatorului, este efectuat un autotest care controleaza memoria RAM, încearca sa identifice fiecare dispozitiv de stocare conectat, si verifica daca exista o imprimanta conectata la sistem si starea acesteia (închisa sau deschisa). Aceste secvente de instructiuni sunt stocate în BIOS (Basic Input Output System), într-o memorie ROM al carui continut nu poate fi alterat. Versiunile mai noi de BIOS-uri au incluse functii suplimentare, cum ar fi detectia automata a diverselor dispozitive periferice ce exista în sistem (Plug And Play), autodetectia tipului de hard-disk introdus în calculator etc. BIOS-ul reprezinta interfata între echipamentele hardware ale calculatorului (resursele de baza ale sistemului: disc, tastatura, display, memorie etc.) si sistemul de operare.
 |
Figura 7.1.1. Calculatorul privit prin prisma utilizatorului
Sistemul de operare este cel care determina numarul de utilizatori ce pot obtine acces la calculator si la resursele sale, în acelasi timp. Dupa numarul de utilizatori ce pot lucra la un moment dat pe sistem, se pot diferentia sisteme de operare monoutilizator si sisteme de operare multiutilizator. Dupa numarul de task-uri, sau programe, pe care le poate rula un utilizator la un moment dat, sistemele de operare pot fi împartite în sisteme monotasking si sisteme multitasking.
Sistemul de operare este conceput pentru a lucra pe o anumita arhitectura hardware. De exemplu, un sistem de operare proiectat pentru un calculator Macintosh nu va functiona pe un PC compatibil IBM. Astfel, sistemele de operare sunt dedicate unei anume structuri hardware. Exista si sisteme de operare care functioneaza pe mai multe tipuri de platforme hardware (Windows NT pe Intel x86 si DEC Alpha; SUN Solaris pe Intel x86 sau SPARC; Linux pe x86, SPARC, DEC Alpha, Macintosh; etc.)
 |
Toate sistemele de operare contin o interfata cu utilizatorul, ce reprezinta modalitatea prin care utilizatorul introduce comenzi sau lanseaza aplicatii. Partea exterioara (shell) a sistemului de operare este cea care preia comenzile de la utilizator, si le transfera catre nucleul (kernel) sistemului de operare, care aloca în acel moment un loc în lantul de executie al sarcinilor din sistem. În functie de sistemul de operare, interfata cu utilizatorul poate fi bazata pe grafica sau poate fi numai în mod text. Daca nucleul permite accesul la resursele sistemului aparent simultan (prin tehnici de time-sharing) pentru mai multi utilizatori, atunci sistemul de operare se numeste multitasking. Sistemul de operare, în aceste caz, comuta sarcinile (task-urile) care trebuie executate pe procesor, îndeajuns de repede pentru a crea senzatia de simultaneitate a executiei. În caz contrar, pe sistemele monotasking, nici un alt proces nu poate fi lansat pâna la terminarea celui aflat în curs de executie.
Exemple de sisteme de operare:
MS-DOS - este produs de firma Microsoft, pentru platforme x86, este monotasking, monoutilizator, si are interfata cu utilizatorul în mod text. Peste el se pot instala însa interfete grafice, cum ar fi Microsoft Windows 3.xx. Exista si variante ale acestui sistem care sunt multitasking, cum ar fi OpenDOS sau DR-DOS, produse actualmente de Caldera, sau PC-DOS al firmei IBM. Nu se scaleaza pe mai multe procesoare.
Windows NT - produs de firma Microsoft, multitasking, monouser, interfata grafica continuta în nucleul sistemului. Exista pentru mai multe platforme hardware: x86, PowerPC, Alpha, MIPS. Din septembrie 1998 exista si versiuni care sunt multiutilizator.
Familia UNIX - sunt sisteme de operare multitasking, multiutilizator. Interfata cu utilizatorul este la baza text, însa toate variantele sunt dotate si cu sistem grafic. Exista pentru mai toate platformele hardware, în functie de producator. Cele mai renumite variante sunt: Linux, SUN Solaris, HP-UX (HP), AIX (IBM), IRIX (SGI), DEC Unix, SCO Unix.
VMS, OpenVMS - produs de firma DEC, multiutilizator, multitasking. VMS-ul are interfata cu utilizatorul în mod text, OpenVMS-ul în mod grafic.
În concluzie, un calculator functioneaza datorita sistemului de operare instalat, si anume prin interactiunea sa cu resursele hardware ale calculatorului. Peste acest strat software, al sistemului de operare, ce are rolul de a interfata utilizatorul cu resursele hardware, se instaleaza aplicatiile care vor fi instrumente de lucru ale beneficiarilor sistemului de calcul. În figura 7.1.2 este prezentata o diagrama a tipurilor majore de software existente într-un calculator.
7.1.1. Interfete text si interfete grafice.
În cadrul unei interfete bazate pe text, numita mediu alfanumeric, utilizatorul tasteaza comenzi pentru a da instructiuni calculatorului. Sistemele de operare ale calculatoarelor personale utilizeaza interfete cu linii de comanda, care permit introducerea de la tastatura a unei comenzi la un moment dat. Linia de comanda contine un prompter, care informeaza utilizatorul ca sistemul este pregatit sa primeasca comenzi sau instructiuni. Dupa fiecare instructiune scrisa, utilizatorul trebuie sa apese tasta Enter pentru a demara prelucrarea comenzii respective. MS-DOS-ul, care este un exemplu de sistem de operare în mediu alfanumeric, accepta si prelucreaza instructiunile pe baza unei biblioteci de instructiuni inclusa în sistemul de operare. În mod analog, se pot lansa în executie si comenzile si programele externe sistemului de operare. Exista si anumite programe de interfatare cu mouse-ul al sistemului de operare MS-DOS (cum ar fi NORTON COMMANDER), care permit utilizatorului sa lanseze comenzi cu ajutorul mouse-ului.
UNIX-ul este de asemenea un sistem de operare cu o interfata în mod text.
În figura 7.1.3. este prezentat ecranul unei astfel de interfete în mod text, exemplul ales fiind o linie de comanda MS-DOS.
Interfetele grafice au aparut ca urmare a cererii din partea utilizatorilor pentru un mediu usor de exploatat, si care sa aiba si posibilitatea afisarii unor grafice pe ecran. Primul sistem care utiliza o interfata grafica a fost sistemul Lisa, care a fost apoi adaptat pentru calculatoare Macintosh. Acest sistem a suferit numeroase îmbunatatiri pâna în prezent, dar a fost cel care a generat aparitia interfetelor grafice în lumea PC-urilor. Interfata grafica initiala numita "Finder", utiliza mici pictograme pentru reprezentarea programelor sau comenzilor. Pentru a da o comanda sistemului de operare, utilizatorul indica o pictograma si efectueaza un clic (sau dublu clic) pe mouse. O alta posibilitate de a da comenzi este efectuarea de selectii din meniuri, aflate într-o aplicatie ce se substitue shell-ului sistemului de operare.
 |
Figura 7.1.3. Exemplu de interfata în mod text
În 1985 a aparut sistemul Microsoft Windows, care nu era un sistem de operare, ci un mediu grafic pentru MS-DOS. Un mediu grafic reprezinta mai putin decât un sistem de operare, deoarece functionarea sa se bazeaza pe existenta unui asemenea sistem. Windows (3.xx, 95 sau 98), care în esenta reprezinta un învelis pentru MS-DOS, primeste instructiuni prin intermediul mouse-ului si le transforma în comenzi care pot fi executate de MS-DOS.
Primele versiuni de Windows (1.0, 2.0) nu au avut succes. În 1987, IBM si Microsoft au început lucrul la o interfata grafica care îsi propunea sa înlocuiasca DOS-ul si Windows-ul. Astfel s-a nascut un nou sistem de operare, numit OS/2. Microsoft a lansat în 1990 Windows 3.0, si apoi o versiune îmbunatatita 3.1. Acest mediu a devenit un concurent serios pentru OS/2, si a fost dezvoltat în continuare de Microsoft. În 1995, aceasta firma a lansat Windows 95, care este mai mult decât un mediu de operare, incluzând si functii ale sistemului MS-DOS în mediul integrat Windows.
 |
Figura 7.1.4. Interfata grafica Windows NT
Pentru sistemele Unix, care folosesc medii bazate pe text, au fost create diverse interfete grafice care se instaleaza peste sistemul de operare. Exista multe tipuri de interfete grafice pentru aceasta familie de sisteme de operare, majoritatea dintre ele fiind grupate sub denumirea generica de X-Windows. O caracteristica deosebita, a acestor sisteme de interfata grafica, este faptul ca permit executarea unei aplicatii sau comenzi pe un calculator aflat la distanta si obtinerea rezultatului grafic pe un terminal local. Un exemplu raspândit pentru Unix-urile de firma (HP-UX, Ultrix, Solaris, etc.) este CDE. În figura 7.1.5, este prezentat un ecran al interfetei grafice CDE pentru Solaris.
 |
Figura 7.1.5. Ecran al interfetei grafice CDE
 |
Figura 7.1.6. Ecran al interfetei grafice KDE
Pentru Linux, interfetele grafice sunt numeroase, datorita aspectului academic si "free software" al acestui sistem de operare. Fiecare interfata are specificatii proprii, si nu sunt toate compatibile între ele. Cel mai raspândit sistem grafic este "fvwm" si, în ultimii ani, KDE. Un ecran al interfetei KDE este prezentat în figura 7.1.6.
7.1.2. Partitionarea si formatarea discurilor
Informatiile sunt stocate pe discuri magnetice sub forma de fisiere, blocuri de informatie în format binar care capata sens pentru aplicatia care le foloseste. Pentru a organiza fisierele, fiecare sistem de operare foloseste un model de structurare a fisierelor, de cele mai multe ori de forma arborescenta, dupa cum se va vedea în continuare.
Spatiul disponibil pe un dispozitiv de stocare (în general hard disk) se organizeaza sub forma de partitii, fiecare partitie fiind vazuta ca o unitate de disc proprie. Acestea permite ca acelasi disc sa poata fi folosit de mai multe sisteme de operare, fiecare sistem folosind partitiile într-un mod propriu. Pentru a structura spatiul de memorare al unui disc, pe o anumita partitie, se aplica o operatiune de formatare. Formatarea discului poate fi de doua feluri:
formatare de nivel inferior sau formatare fizica (low-level format): Prin aceasta actiune pistele discului sunt împartite într-un anume numar de sectoare, prin scrierea informatiile de delimitare a sectoarelor pe pista, informatii care sunt necesare controlerului de disc. Pentru discurile fixe, exista programe speciale de formatare fizica, de cele mai multe ori furnizate de fabricantul discului dur (disk manager), sau aceste programe sunt incluse în unele variante de BIOS. Pentru dischete se folosesc programe furnizate de sistemele de operare.
formatare de nivel superior sau formatare logica (high-level format): Este o operatie care se efectueaza din sistemul de operare folosit, si este prin urmare specifica acestuia. În cadrul formatarii logice se scriu structurile necesare pentru gestionarea fisierelor si a structurilor aferente (directoare). Spre deosebire de formatarea fizica, în cadrul careia se scriu efectiv pistele si sectoarele discului, formatarea logica consta, de fapt, în crearea unei tabele cu continutul util al discului, ce va fi folosita de sistemul de operare pentru a scrie si apoi regasi fisierele pe disc.
Prima operatie care se efectueaza asupra unui hard disk este formatarea fizica, aceasta fiind independenta de sistemul de operare, si caracteristica unitatii de disc. Urmeaza apoi partitionarea, care este operatiunea de segmentare a discului în mai multe regiuni, numite partitii. Fiecarei partitii i se atribuie si un identificator (tipul partitiei), specific sistemului de operare care îsi va pune sistemul de fisiere pe partitia respectiva. În timpul partitionarii, indiferent de sistemul de fisiere specificat, soft-ul de partitionare scrie un program special folosit pentru initializarea calculatorului (Boot) si o tabela de partitii, pe primul sector de pe disc, numit sector de boot (Master Boot Sector). Deoarece termenul de înregistrare, în acest caz, este folosit si cu sensul de sector, acest sector mai poate fi numit si înregistrare de boot (Master Boot Record). Dintre toate partitiile create pe un hard disk, una singura trebuie marcata ca fiind "activa", adica reprezentând partitia de pe care se va încarca sistemul de operare la pornirea calculatorului.
Dupa crearea partitiilor, care vor gazdui sistemele de fisiere, se formateaza logic fiecare partitie, în functie de sistemul de operare ales. Astfel, pe acelasi disc pot coexista mai multe sisteme de operare (sisteme multi-boot) care pot fi pornite separat.
Pentru discuri flexibile, de cele mai multe ori, sistemul de operare folosit pune la dispozitie un utilitar de formatare. Acesta realizeaza atât formatarea fizica, cât si cea logica.
Fiecare sistem de operare are specificatiile proprii pentru atribuirea de identificatori diverselor partitii formatate:
MS-DOS-ul (si sistemele din aceasta categorie) atribuie fiecarui volum (partitie) o adresa logica notata cu o majuscula, începând cu litera C si respectând ordinea alfabetica. Literele A si B sunt rezervate pentru unitatile de disc flexibil.
Windows NT procedeaza în mod asemanator, începând la fel cu litera C, însa permite schimbarea literelor asignate în timpul functionarii.
Linux-ul (si familia sistemelorUnix) are nevoie de o partitie principala numita "radacina" care este notata cu "/", iar celelalte partitii existente apar sub forma de directoare ale acestei radacini.
Se foloseste de asemenea un tip de format logic propriu fiecarui sistem de operare, pentru fiecare partitie a unui hard disk, acesta numindu-se tipul partitiei. Un sistem de operare poate citi date de pe mai multe tipuri de partitii. Iata câteva tipuri de partitii existente:
FAT (File Allocation Table) 16 sau 32 - specifice DOS-ului sau Windows-ului 95;
NTFS (NT File System) - specific Windows-ului NT;
Extended 2 - folosit de Linux;
HPFS (High Performance File System) - caracteristic mediului OS/2;
ISO9660 - folosit pentru CD-ROM.
Modul de organizare logica a informatiei pe partitie este diferit pentru fiecare tip de partitie. În subcapitolele urmatoare se va detalia modul de organizare logica a informatiei pentru fiecare sistem de operare în parte.
|
