2.2.1 Funcions i comandaments bàsics.

Objectius i funcions

Els objectius principals dels sistemes operatius són els següents:

1) Incrementar la productivitat dels usuaris (facilitant-ne l’ús).

2) Proporcionar un entorn còmode i l’abstracció del maquinari a l’usuari.

3) Optimitzar la utilització dels components o recursos del maquinari.

4) Gestionar els recursos del maquinari i del programari.

5) Decidir qui, quan i durant quant de temps s’utilitza un recurs.

6) Resoldre conflictes entre peticions concurrents de recursos, preservant la integritat del sistema.

7) Maximitzar el rendiment del sistema informàtic.

Les funcions dels sistemes operatius són les següents:

1) Comoditat. Un sistema operatiu fa més fàcil l’ús de l’ordinador.

2) Eficiència. Un sistema operatiu permet que els recursos de l’ordinador s’utilitzin de la manera més eficient possible.

3) Habilitat per evolucionar. Un sistema operatiu s’haurà de construir de manera que permeti el desenvolupament, la prova o la introducció efectiva de noves funcions sense interferir amb el servei.

4) Administració del maquinari. El sistema operatiu s’encarrega de manipular de la millor manera els recursos de l’ordinador quant al maquinari, és a dir, d’assignar a cada procés una part del processador per poder compartir els recursos.

5) Relació de dispositius (gestió de dispositius per mitjà del nucli). El sistema operatiu s’ha d’encarregar de comunicar els usuaris amb els dispositius perifèrics quan aquells ho demanin.

6) Organització de les dades per a un accés ràpid i segur.

7) Gestió de les comunicacions en xarxa. El sistema operatiu permet a l’usuari manipular amb gran facilitat tot allò referent a la instal·lació i l’ús de les xarxes d’ordinadors.

8) Facilita les entrades i les sortides. Un sistema operatiu permet fer més fàcil a l’usuari l’accés i la manipulació dels dispositius d’E/S de l’ordinador.

9) Desenvolupament de tècniques de recuperació d’errors.

10) Evitació que altres usuaris interfereixin. El sistema operatiu evita que els usuaris es bloquegin entre ells, informant-los si una aplicació determinada la utilitza en aquell moment un altre usuari.

11) Generació d’estadístiques.

12) Compartició del maquinari i les dades entre els usuaris

13) Facilita la gestió de la memòria.

En general, podem dir que els sistemes operatius fan dues funcions:

• Constitució d’una màquina virtual o estesa

• Utilització compartida de recursos

1) Constitució d’una màquina virtual o estesa. El sistema operatiu posa al servei de l’usuari una màquina virtual amb unes característiques diferents (i més fàcils d’abordar) que les de la màquina real subjacent. Algunes àrees en què és freqüent que la màquina virtual sigui diferent de la màquina real que li fa de suport són les següents:

a) E/S. La capacitat d’E/S d’un maquinari bàsic pot fer que aquest sigui extremadament complex i que requereixi programes sofisticats per a la seva utilització. Un sistema operatiu evita a l’usuari el problema d’haver de comprendre el funcionament d’aquest maquinari, posant al seu abast una màquina virtual, més senzilla d’utilitzar.

b) Memòria. Molts sistemes operatius presenten la imatge d’una màquina virtual en què la memòria difereix en grandària de la de la màquina real subjacent. Així, per exemple, un sistema operatiu pot fer servir memoria secundària (com per exemple discos magnètics) per crear la il·lusió d’una memòria principal molt més extensa d’aquella de què es disposa en la realitat. Alternativament, pot repartir la memòria principal entre diversos usuaris, de manera que cada un d’ells “vegi” una màquina virtual en què la memòria sigui més petita que la de la màquina real.

c) Sistema de fitxers. La majoria de les màquines virtuals inclouen un sistema de fitxers per a l’emmagatzematge a llarg termini tant de programes com de dades. El sistema de fitxers està basat en la capacitat d’emmagatzematge sobre cinta o disc de la màquina real. Això no obstant, el sistema operatiu permet a l’usuari accedir a la informació emmagatzemada mitjançant noms simbòlics, en lloc de fer-ho mitjançant la seva posició física en el mitjà d’emmagatzematge.

d) Protecció i tractament d’errors. Des del moment en què la majoria dels ordinadors són compartits per un determinat nombre d’usuaris, és esencial que cada un d’ells estigui protegit dels efectes dels errors o de la mala fe dels altres. Els ordinadors varien considerablement pel que fa al grau de protección que proporciona el seu maquinari bàsic, i és missió del sistema operatiu constituir una màquina virtual en què cap usuari no pugui afectar de manera negativa la feina dels altres.

e) Interacció de programes. Una màquina virtual pot possibilitar la interacció entre els diferents programes dels usuaris de manera que, per exemple, la sortida d’un d’ells es faci servir com a entrada d’un altre. La naturalesa concreta d’una màquina virtual dependrà de l’aplicació particular a què es destini. Així, per exemple, les característiques d’una màquina virtual que controli un sistema en temps real seran diferents de les d’una màquina virtual que s’utilitzi per al desenvolupament de programes.

2) Utilització compartida de recursos. Un sistema operatiu ha d’aconseguir que es comparteixin els recursos d’un ordinador entre un cert nombre d’usuaris que treballen de manera simultània. Això té com a finalitat incrementar la disponibilitat de l’ordinador respecte dels usuaris i, al mateix temps, maximitzar la utilització de recursos com processadors, memòries i dispositius d’E/S. La importància de l’ús eficient d’aquests recursos influeix en el cost d’utilització del sistema informàtic.

En resum, podríem dir que els sistemes operatius són un conjunt de programes que creen la interfície del maquinari amb l’usuari i que tenen dues funciones primordials:

• Gestionar el maquinari. Es refereix al fet d’administrar d’una manera més eficient els recursos de la màquina.

• Facilitar la feina a l’usuari. Permet una comunicació amb els dispositius de la màquina.

Dins del sistema operatiu trobem el nucli del sistema, per damunt del qual hi ha la biblioteca o col·lecció de programari del sistema, que pot ser incorporada a un programa quan s’hi fa referència, i finalment, l’intèrpret d’ordres (shell), els compiladors, els editors i, en general, tots aquells programes que faciliten la comunicació entre el sistema operatiu i l’usuari.