1. LOGO
Systemy operacyjne
Sposoby przetwarzania zadan.
Elementy systemu operacyjnego.
Uruchamianie systemu.
Historia rozwoju systemów operacyjnych.
Historia systemu Windows
Pliki i ich parametry.
Podstawowe operacje plikowe.
Drzewa katalogów.
UNIX i LUNUX.

2. © 2013 R. Robert Gajewski2/88
Co to jest system operacyjny
… i po co?
System operacyjny jest podstawowym
pomostem między użytkownikiem
komputera a językiem wewnętrznym
maszyny, czyli innymi słowy samym
komputerem.
System operacyjny jest niczym innym jak
programem napisanym w języku
wewnętrznym lub innym zbliżonym do
niego języku programowania.

3. © 2013 R. Robert Gajewski3/88
Zasadnicza rola sys. op.
Zasadnicza rola systemu operacyjnego
polega przede wszystkim na:
 sterowaniu pracą komputera,
 sterowaniu urządzeniami peryferyjnymi,
 obsłudze zbiorów dyskowych.
Z tak określonych zadań systemu
operacyjnego bierze się popularne
powiedzenie:
komputer pracuje pod nadzorem
systemu operacyjnego

4. © 2013 R. Robert Gajewski4/88
Lata ’40 i ’50…
Systemy jednoprocesowe
 Wykonanie każdego programu (job) było traktowane
jako osobne zadanie
 Komputer w danej chwili był w pełni pod kontrolą
jednego użytkownika i realizował jeden program
 Wtedy rozpoczęły swoja „karierę” systemy
operacyjne
Przetwarzanie wsadowe – (batch
processing)
 Zebranie zadań w postaci wsadu
 Zadania w pamięci masowej oczekiwały w kolejce
zadań (job queue)

5. © 2013 R. Robert Gajewski5/88
Kolejkowanie
Kolejka (queue) to taki sposób
przechowywania informacji, aby obiekty
(zadania, programy) były uporządkowane
w kolejności przychodzenia
 Pierwszy na wejściu, pierwszy na wyjściu (First In
First Out, FIFO)
 Obiekty wyjmuje się w kolejności ich pojawiania się
 Istnieje możliwość przypisana zadaniom priorytetów
Język sterowania zadaniami (Job Control
Language, JCL)
 Zbiór instrukcji niezbędnych do wykonania danego
zadania

6. © 2013 R. Robert Gajewski6/88
Wady przetwarzania wsadowego
Użytkownik nie ma szansy na interakcję z
programem po dostarczeniu do kolejki
 OK. dla przetwarzania płac
 Złe dla rezerwacji miejsc
Przetwarzanie interakcyjne czyli
konwersacyjne (interactive processing)
Koordynacja między maszyną a jej
środowiskiem pracy nazywa się
przetwarzaniem w czasie rzeczywistym
(real time processing)

7. © 2013 R. Robert Gajewski7/88
Interakcja wielu zadań
Problemem jest interaktywna obsługa
wielu zadań w czasie rzeczywistym
 Rozwiązaniem jest podział czasu (time sharing) –
system, w którym na przemian wykonywane są
fragmenty różnych programów
 Czas dzieli się na kwanty czasu
 Każde zadanie wykonywane jest przez jeden kwant
 Stosując szybkie tasowanie zadań uzyskuje się
złudzenie jednoczesnego wykonywania zadań
 Takich użytkowników mogło być do 30

8. © 2013 R. Robert Gajewski8/88
Wiele zadań… i użytkowników…
Systemy wielozadaniowe (multitasking)
sprawiają jednoczesne wykonywanie
wielu zadań
Systemy z wieloma użytkownikami
(multiuser) pozwalają na jednoczesną
pracę wielu użytkowników
 Podział czasu poprawia całościowe wykorzystanie
maszyny, chociaż przełączanie kosztuje sporo czasu
 Bez podziału czasu czas jest marnowany jeszcze
bardziej
 System sekwencyjny to marnowanie czasu…

9. © 2013 R. Robert Gajewski9/88
Systemy wieloprocesorowe
Koncepcja jednego wielkiego komputera
obsługującego wielu użytkowników
ustąpiła miejsca systemom
komputerowym połączonym w sieć
Użytkownicy współdzielą zasoby
 Oprogramowanie
 Drukarki
 Urządzenia peryferyjne
 Urządzenia do przechowywania danych i informacji
 …

10. © 2013 R. Robert Gajewski10/88
Problemy…
Problemy związane z koordynacją
czynności w architekturze sieciowej są
podobne do tych, które napotykają zwykłe
systemy operacyjne
Oprogramowanie kontrolujące sieć to…
sieciowy system operacyjny
Zadania sieciowego systemu
operacyjnego
 Koordynacja współzawodnictwa między czynnościami
 Nadzorowanie przydziału czynności do procesorów
 Równoważenie obciążenia (load balancing)
 Skalowanie (podział na procesory zależny od ich
liczby)

11. © 2013 R. Robert Gajewski11/88
Klasyfikacja oprogramowania
Oprogramowanie
Aplikacja System
Narzędzie System operacyjny
Interpreter Jądro

12. © 2013 R. Robert Gajewski12/88
Przegląd oprogramowania
Programy aplikacyjne (application
software)
 Programy wykonujące użyteczne czynności
 Wykorzystują de facto komputery
Programy systemowe (system software)
 Realizuje zadania, które są wspólne dla wszystkich
systemów komputerowych
Oprogramowanie narzędziowe (utility
software)
 Programy, których działanie jest istotne dla
funkcjonowania systemu komputerowego

13. © 2013 R. Robert Gajewski13/88
Elementy systemu operacyjnego
Fragment systemu operacyjnego, który
stanowi interfejs z użytkownikiem to
interpreter poleceń, czyli powłoka
systemu operacyjnego (shell)
 Jego zadaniem jest umożliwienie komunikacji między
użytkownikiem a maszyną
Nowoczesne interpretery realizują to za
pomocą graficznego interfejsu
użytkownika (Graphic User Interface,
GUI)
 Obiekty, którymi manipuluje się na ekranie są
reprezentowane przez ikony

14. © 2013 R. Robert Gajewski14/88
Interpreter graficzny
Jego głównym elementem jest zarządca
okien (window manager)
 Przydziela on fragmenty ekranu i przechowuje
informacje, która aplikacja związana jest z oknem
 Gdy aplikacja chce wyświetlić komunikat w oknie -
informowany jest o tym zarządca
 Gdy naciśniemy myszkę zarządca sprawdza położenie
kursora i zawiadamia odpowiednią aplikację

15. © 2013 R. Robert Gajewski15/88
Jądro
Część wewnętrzna systemu operacyjnego
jest nazywana jądrem (kernel)
 Jednym z elementów jest zarządca plików (file
manager)
 Pliki gromadzone są w pakietach zwanych
katalogami (directory) lub folderami (folders)
 Ta struktura może być hierarchiczna
 Zarządca plików nadzoruje operacje na plikach
 Podstawa to udostępnienie pliku do otwarcia –
informację o tym przechowuje się w deskryptorze
pliku (file descriptor)
 Operacje na pliku dokonuje się zgodnie z
deskryptorem

16. © 2013 R. Robert Gajewski16/88
Obsługa urządzeń
Drugi element jądra to zestaw programów
obsługi urządzeń (device driver)
 Program komunikuje się ze sterownikami
 Każdy taki program jest zaprojektowany dla danego
typu urządzeń
 Dzięki temu można uniezależnić obsługę urządzeń od
szczegółów ich budowy
 System operacyjny można uniezależnić od
konkretnych urządzeń peryferyjnych
 Ich obsługa będzie zależeć od sterowników

17. © 2013 R. Robert Gajewski17/88
Zarządzanie pamięcią
Kolejny element jądra to zarządca
pamięcią (memory manager)
 Jego zadanie to koordynacja wykorzystania pamięci
głównej
 To łatwe zadanie, gdy jest realizowany tylko jeden
program
 Jeśli wymagana pamięć jest większa od dostępnej
tworzona jest pamięć wirtualna (virtual memory)
Moduł szeregujący lub planista
(scheduler)
Moduł ekspediujący lub dyspozytor
(dispatcher)

18. © 2013 R. Robert Gajewski18/88
Uruchamianie systemu
Jak uruchamia się system operacyjny?
 Dokonuje się to za pomocą procedury ładowania
początkowego lub rozruchowej (boot strapping)
 Jednostkę centralną konstruuje się w taki sposób, że
po włączeniu do licznika rozkazów ładuje się
określoną wielkość
 Ta porcja zapisana jest w pamięci stałej ROM
 Proste urządzenia sterowane mikroprocesorami mają
w zasadzie jedynie pamięć ROM
 Wykonywany jest bowiem tylko jeden program

19. © 2013 R. Robert Gajewski19/88
Prawdziwe komputery…
W ‘prawdziwych’ komputerach jedynie
niewielka część pamięci to ROM
Mały program, który jest tam zapisany na
stałe to program ładujący lub rozruchowy
(bootstrap)
 Wykonuje się on automatycznie po włączeniu
komputera
 Jednostka centralna przenosi dane z określonego
miejsca pamięci masowej (dysku) do pamięci
operacyjnej RAM
 Po tej operacji kontrolę przejmuje system operacyjny
 Najczęściej zachodzi próba czytania systemu z…
dyskietki
 Można sobie wyobrazić system ładowany z CD / DVD

20. © 2013 R. Robert Gajewski20/88
Proces
Rozróżnienie pojęciowe programu i
czynności polegającej na wykonywaniu
programu
 Program to statyczny ciąg rozkazów
 Wykonywanie programu to czynność dynamiczna
 Ta czynność nosi nazwę procesu (process)
 Proces zawiera informacje o bieżącym stanie
wykonania zwane stanem procesu (process state)
 Stan procesu to jakby fotografia systemu
komputerowego w danej chwili

21. © 2013 R. Robert Gajewski21/88
Różnice proces - program
Jeden program może być związany z
wieloma procesami
 Dwóch użytkowników może w tym samym czasie
edytować dwa różne dokumenty wykorzystując ten
sam program
 System operacyjny będzie utrzymywał jedną kopię
programu, z której będą korzystać użytkownicy w
swoich kwantach czasu
Koordynacja działania procesów to
zadanie systemu operacyjnego
Komunikacja między procesami to
komunikacja międzyprocesowa
(interprocess communication)

22. © 2013 R. Robert Gajewski22/88
Administrowanie procesami
Koordynację procesów wykonują:
 Moduł szeregujący (planista)
 Moduł ekspediujący (dyspozytor)
Moduł szeregujący przechowuje w
pamięci tablice procesów (process table) z
informacjami o wszystkich procesach
Procesy mogą być w dwóch stanach
 Proces jest gotowy (ready) jeśli jest w stanie, który
umożliwia jego wykonanie
 Proces jest oczekujący (waiting) jeśli jego
wykonanie odłożono na później

23. © 2013 R. Robert Gajewski23/88
Dyspozytor
Dyspozytor to część jądra, która dba o to,
by były wykonywane odpowiednie
procesy
 Wykonanie następuje w kwantach (quantum, time
slice)
 Procedura zmiany aktualnie wykonywanych procesów
to przełączanie procesów (process switch)
Po wykonaniu kwantu system generuje
sygnał zwany przerwaniem (interrupt)
 Jednostka centralna przerywa działanie
 Wtedy uruchamia się program obsługi przerwań
(interrupt handler)
 Dyspozytor znowu przejmuje kontrolę…

24. © 2013 R. Robert Gajewski24/88
Początki CP/M
Zdecydowanym standardem światowym
wśród komputerów 8_bitowych był i jest
system operacyjny CP/M (Control
Program for Microprocessors) opracowany
w 1973 przez firmę Intel.
 Może on współpracować z pamięcią RAM do 16kB!!!
Łatwy do zaadaptowania dla wielu typów i
konfiguracji mikrokomputerów dzięki
modułowi BIOS (Basic Input/Output
System). Składa się z 3 grup programów:
 startu i wznowienia działania (restartu) systemu,
 transmisji pojedynczego znaku,
 wejścia i wyjścia dyskowego.

25. © 2013 R. Robert Gajewski25/88
Miłe złego początki…
CCP (Console Command Processing)
zapewnia łączność operatora z systemem
operacyjnym. Umożliwia on czytanie,
interpretację i wykonywanie dyrektyw
systemu oraz ładowanie i wykonywanie
programów użytkowych.
W systemie CP/M wyróżnia się dwa typy
dyrektyw:
 rezydentne, znajdujące się w rezydentnej części
systemu operacyjnego, wykonywane bez odwołania
się do dysku,
 nierezydentne, wykonywanie których wymaga
odwołania się do dyskietki.

26. © 2013 R. Robert Gajewski26/88
Wzorzec DOS’u
Sterowanie plikami jest niezależne od
fizycznych urządzeń wejścia/wyjścia i jest
zgrupowane w BDOS (Basic Disc
Operating System) umożliwiającym
zarządzanie zasobami dyskowymi poprzez
dynamiczne rozmieszczenie plików i
organizację dostępu do nich.
Pamięć operacyjna RAM podzielona jest
na następujące obszary
 obszar podstawowego systemy wejścia/wyjścia BIOS,
 obszar zajęty przez podstawowy system dyskowy
BDOS,
 obszar przetwarzania dyrektyw operatora CCP,
 obszar TPA (Transient Program Area) dla programów.

27. © 2013 R. Robert Gajewski27/88
Projekt DOS’u
CP/M stanowił wzorzec dla systemu DOS.
DOS został zaprojektowany do prostej i
podstawowej obsługi mikrokomputera z
jednym miejscem pracy, na którym w
danej chwili pracuje zawsze jeden
program.
 program ten jest przyporządkowany jednemu
użytkownikowi (single user), który
 przetwarza zawsze jedno zadanie (single task).

28. © 2013 R. Robert Gajewski28/88
Struktura DOS’u
DOS nieco rozrzutnie udostępnia całe
zasoby mikrokomputera jednemu
użytkownikowi, ale dzięki temu ma prosta
i nieskomplikowaną budowę.
 Do wprowadzania poleceń służy prosty system
obsługi (shell).
 Niektórzy twierdzą, że DOS nie jest „prawdziwym”
systemem operacyjnym tylko systemem ładowania i
uruchamiania programów.
 Według nich system operacyjny zaczyna się tam,
gdzie pojawia się „walka” procesów o zasoby.

29. © 2013 R. Robert Gajewski29/88
Proces i środowisko
Proces jest obiektem dynamicznym;
składa się z:
 programu, określającego ciąg wykonywanych
instrukcji
 otoczenia, zbioru obiektów (zasobów) dostępnych dla
procesu zarówno fizycznie (PAO) jak i logicznie (pliki,
urządzenia).
Środowisko to część otoczenia, zbiór
symboli i przypisanych im tekstów,
którymi są najczęściej nazwy plików i
katalogów.
W systemie DOS w każdej chwili aktywny
jest dokładnie tylko jeden proces
zabiegający o czas i zasoby procesora.

30. © 2013 R. Robert Gajewski30/88
Środowisko DOS’u
DOS musi pracować na sprzęcie
wyposażonym w procesor Intela 80*86 o
podobnej do wzorcowej architekturze.
 Istniejące rozwiązania tego problemu to sprzętowe
bądź programowe emulatory symulujące architekturę
i środowisko IBM PC.
Siłą DOS’u jest olbrzymia ilość
oprogramowania.

31. © 2013 R. Robert Gajewski31/88
Części składowe DOS
W publikacjach firmy Microsoft i IBM
można znaleźć podział systemu
operacyjnego MS DOS na następujące
części:
 BIOS,
 rekord ładujący,
 system właściwy,
 procesor poleceń (polecenia wewnętrzne i
zewnętrzne)
BIOS, czyli Basic Input Output System
jest to podstawowy system komunikacji i
obsługi wejść i wyjść.

32. © 2013 R. Robert Gajewski32/88
POST
Jest to program zapisany w pamięci ROM i
dostarczony razem z komputerem przez
producenta.
Zawiera on w sobie procedury obsługi
standardowych urządzeń wejścia i
wyjścia, jak np. monitora.
Najważniejszymi częściami BIOS'u są
dwie procedury:
 procedura POST,
 procedura ładowania
POST oznacza Power On Self Test. Jest to
procedura testująca procesor centralny,
pamięć RAM, sterowniki monitora,
klawiatury, stacji miękkich dysków itp.

33. © 2013 R. Robert Gajewski33/88
Ładowanie
W następnej kolejności wykonywana jest
procedura startująca ładowanie.
Sterowanie przekazywane jest do rekordu
ładującego.
Umożliwia to wprowadzenie pamięci tej
części systemu operacyjnego, która czuwa
nad dalszym procesem jego wczytywania.
Rekord ładujący występuje prawie we
wszystkich komputerach wyposażonych w
dyski i zawiera on minimalna ilość kodu
programowego niezbędnego do wczytania
i wystartowania systemu operacyjnego.
 Nazywany jest on często bootstrap loader lub boot.

34. © 2013 R. Robert Gajewski34/88
Rekord ładujący
W systemie DOS rekord ładujący zajmuje
zawsze pierwszy sektor na dysku - sektor
pierwszy na ścieżce zerowej.
Za każdym razem po wystartowaniu
komputera procedura startująca
znajdująca się w BIOS’ie wczytuje
pierwszy sektor z napędu A:, B: lub C:
Wielkość rekordu ładującego odpowiada
jednemu sektorowi na dysku (512
bajtów).
Ze względu na ograniczoną wielkość
program ładujący nie może być
skomplikowany.

35. © 2013 R. Robert Gajewski35/88
OS/2 - podstawy
OS/2 (Operating System 2) przeznaczony
był przede wszystkim dla nowej serii
mikrokomputerów PS/2 (Personal System
2) firmy IBM.
Najważniejsze cechy to:
 możliwość wykonywania jednocześnie wielu aplikacji,
 zgodność ze standardowymi aplikacjami DOS’u.
Oprócz możliwości dzielenia czasu system
oferuje możliwość pracy równoległej
przez mechanizm wątków (threat).

36. © 2013 R. Robert Gajewski36/88
OS/2 - wieloprogramowość
OS/2 - równoczesne uruchamianie wielu
programów.
 Zadanie podzielone na podzadania - procesy
(process, task).
 Zegar systemu przerywa w jednakowych odcinkach
czasu działanie CPU i oblicza nowe priorytety tak, by
wznowione zostało przetwarzanie następnego procesu
z listy procesów oczekujących.
 Każdy proces otrzymuje jednostkę czasu CPU, tylko
wtedy wykonuje się.

37. © 2013 R. Robert Gajewski37/88
OS/2 - komunikacja
OS/2 jest znacznie lepiej przygotowany
do komunikacji między komputerami niż
DOS. Zadanie to realizuje podsystem LAN-
Manager (Local Area Network).
Niestety nie jest w nim zapewniona
przezroczystość sieci ani bezpieczeństwo
danych.

38. © 2013 R. Robert Gajewski38/88
OS/2 - pliki
System organizacji plików HPFS (High
Performance File System) przypominający
system plików UNIX’a oznacza się dużą
szybkością - zastąpił znany z DOS’u FAT.
Komunikację z użytkownikiem zapewnia
podsystem PM (Presentation Manager),
standardowa graficzna platforma
użytkownika.
Pracę z systemem ułatwia podobny do
hipertekstu system podpowiedzi IPF
(Information Prresentation Facility).

39. © 2013 R. Robert Gajewski39/88
UNIX (Linux)
UNIX (Linux) jest systemem
operacyjnym:
 wielodostępnym (Multi User)
 wielozadaniowym (Multi Tasking)
Na tej samej maszynie, w tym samym
czasie może pracować wielu
użytkowników dzieląc zasoby komputera.
Daje to obniżenie kosztów eksploatacji i
optymalne wykorzystanie.

40. © 2013 R. Robert Gajewski40/88
Windows 1.0 / 2.0
Zapowiadany na 1983 rok system pojawił
się w listopadzie 1985 w wersji 1.0, a w
grudniu 1989 w wersji 2.0.
Okna miały tę sama wielkość i nie mogły
na siebie zachodzić.
W wersji 2.1 dodano opcję dynamicznej
wymiany danych (Dynamic Data
Exchange) – DDE

41. © 2013 R. Robert Gajewski41/88
Windows 3.0 / 3.1
Windows 3.0
 System narodził się w maju 1990.
 Usprawniono mechanizmy posługiwania się oknami.
 Praca z plikami odbywa się w sposób graficzny.
 System potrafi współpracować z siecią.
Windows 3.1
 Narodziny w kwietniu 1992.
 Poprawiono czcionki – wprowadzenie czcionek typu
True Type.
 Dodano obsługę dźwięków.
 Udoskonalono i zwiększono wydajność Menedżera
Plików.

42. © 2013 R. Robert Gajewski42/88
Windows 3.11 kontra NT
Windows 3.11
 Windows for Workgroups narodził się w 1992 roku
 System do pracy grupowej w sieci.
 Możliwość korzystania z zasobów sieci – drukarek itp.
 System poczty elektronicznej oraz terminarza
Windows NT
 Narodziny w 1993 - New Technology?
 Windows NT jest już systemem operacyjnym.
 Pierwsze wersje NT były podobne do
Windows 3.1.
 Windows NT Workstation, Windows NT Server

43. © 2013 R. Robert Gajewski43/88
Windows 95 / 98
Windows 95
 Urodziny 24 sierpnia 1995 r.
 NT był zbyt drogi, 3.1 zbyt stary...
 Jest już systemem operacyjnym.
 Całkowita rewolucja w systemie okien.
 Możliwość stosowania „długich nazw”.
Windows 98
 Urodziny – połowa 1998 roku.
 Jest to w zasadzie w pełni zaktualizowana wersja
Win’95.
 Eskalacja metod internetowych.
 Integracja z Internetem.

44. © 2013 R. Robert Gajewski44/88
Dziś i jutro…
Windows 2000
 Kontynuacja rodziny NT
Windows Millenium
 Kontynuacja rodziny ’95 i ’98
Windows XP – zapowiedziana unifikacja
Vista, Windows 7 i co dalej?
Windows 8, tablety…

45. © 2013 R. Robert Gajewski45/88
Trzy rodziny
Bazująca na MS-DOSi 9x
 Od 1.0 do 3.x, 95, 98, ME
Bazująca na jądrze NT
 3.1, 3.5, 4.0, 2000, XP
 Vista, 7
Rodzina serwerowa
 2003, Home Server, 2008, 2011

46. © 2013 R. Robert Gajewski46/88
Windows CE, 8?
Przypomina wyglądem Win 95 ale działa
jedynie na komputerach typu palmtop.
Sterowanie odbywa się nie za pomocą
myszy, ale plastikowego pióra którym
dotyka się bezpośrednio ikon na ekranie.
Istnieje możliwość wymiany danych z
komputerami stacjonarnymi

47. © 2013 R. Robert Gajewski47/88
Po co i dlaczego?
Istnieje niebezpieczeństwo utraty
zawartości pamięci RAM po wyłączeniu
komputera lub po utracie zasilania.
Pamięć ta bowiem działa tylko wtedy, gdy
komputer jest zasilany.
Z tego powodu istnieją pamięci
zewnętrzne:
Inny powód ma naturę ekonomiczna.
Jednostka takiej pamięci jest tańsza!

48. © 2013 R. Robert Gajewski48/88
Pamięci zewnętrzne
Dyski (twarde) (hard disks)
Dyski elastyczne (floppy disks),
Stacje CD ROM i DVD
Taśmy (tapes) współpracujące z
magnetofonem (pierwsze komputery PC),
Taśmy współpracujących ze streamer'em
Pamięci flash

49. © 2013 R. Robert Gajewski49/88
Dyski…
Urządzeniem zapewniającym
przechowywanie informacji w sposób
efektywny jest tzw. dysk.
Dysk jest krążkiem o kształcie
gramofonowej płyty pokrytym z obu stron
cienką warstwą magnetyczną, podobnie
jak taśma magnetofonowa.
W terminologii dotyczącej pamięci
dyskowych istnieją niejednoznaczności.

50. © 2013 R. Robert Gajewski50/88
Dyski…
W terminologii dotyczącej pamięci
dyskowych istnieją niejednoznaczności.
 Dysk oznacza w zasadzie sam nośnik informacji.
 Potocznie słowem tym określany jest cały mechanizm
służący do zapisu i odczytu, czyli stacja dysków
zwana także napędem dysku.
Dwa rodzaje stacji dysków:
 stacje dysków elastycznych, miękkich (floppy
disc drive),
 stacje dysków sztywnych, stałych (hard disc
drive).

51. © 2013 R. Robert Gajewski51/88
Sposób zapisu: ścieżki
Informacje zapisywane są na (dysku)
dyskietce na koncentrycznie
rozmieszczonych okręgach (ścieżkach)
Dla zapewnienia lepszej organizacji
zapisu każda ścieżka podzielona jest na
sektory, wycinki ścieżki ograniczone
dwoma promieniami, z których każdy ma
swój unikatowy "numer".

52. © 2013 R. Robert Gajewski52/88
Sposób zapisu: sektory
Sektor (ang. sector) to najmniejszy ciągły
obszar na dysku lub dyskietce, oznaczony
podczas formatowania niskopoziomowego
i przechowujący dane komputerowe.
W systemach zgodnych z IBM PC sektor
zawiera zwykle 512 bajtów
 Działaniem napędu kieruje kontroler dysku.
Najmniejszą jednostką zapisu i odczytu jest jeden
sektor

53. © 2013 R. Robert Gajewski53/88
Sposób zapisu: klaster
Klaster (ang. cluster) lub jednostka
alokacji pliku to niepodzielna jednostka
przydziału na dysku twardym komputera
lub dyskietki, w postaci jednego lub kilku
sektorów tworzących jedną całość.
 W przypadku gdy plik jest większy od zaplanowanej
wielkości jednego klastra, to zostaje zapisany w kilku
klastrach, tworzących tzw. łańcuch

54. © 2013 R. Robert Gajewski54/88
Tak to wygląda…

55. © 2013 R. Robert Gajewski55/88
FAT
FAT (File Allocation Table), tablica
rozmieszczenia plików to struktura, w
której system operacyjny przechowuje
informacje o położeniu plików na dysku, a
konkretnie na jego partycji
 System FAT stosowany jest głównie w DOS’ie i ma
stosunkowo małe możliwości konfiguracyjne mimo
wprowadzania jego rozbudowanych wersji takich

56. © 2013 R. Robert Gajewski56/88
NTFS
NTFS (ang. New Technology File System)
to opracowany przez firmę Microsoft
system alokacji plików, zastosowany w
systemie operacyjnym Windows NT
 NTFS w odróżnieniu od bliźniaczych systemów FAT 16
i 32, jest znacznie szybszy, bezpieczniejszy i bardziej
wydajny.
 Rozbudowane atrybuty dla plików i folderów
umożliwiają określanie praw dostępu dla
poszczególnych użytkowników

57. © 2013 R. Robert Gajewski57/88
Dyskietki…
Podobieństwa dysków i dyskietek…
 Podstawowe różnice między dyskiem stałym i
elastycznym dotyczą ich konstrukcji.
 Dysk elastyczny się "kręcić" dopiero w chwili gdy
chcemy dokonać zapisu bądź odczytu.
 Dysk stały "kręci się" zawsze.
 Zasady zapisu i odczytu i rozmieszczenia plików są
takie same

58. © 2013 R. Robert Gajewski58/88
BHP dyskietek i nie tylko…
Nie dotykaj służących do zapisu
powierzchni magnetycznych widocznych
przez otwory w zabezpieczającej je
plastykowej kopercie.
Nie łam i nie zginaj dyskietki i krążka CD.
Przechowuj dyskietki w chłodnym,
suchym i czystym miejscu.
Przechowuj dyskietki i krążki CD w
pozycji pionowej.
….

59. © 2013 R. Robert Gajewski59/88
Podstawowe funkcje
Zarządzanie procesami i pamięcią
System plików to logiczna hierarchia
danych zdefiniowana niezależnie od
fizycznych parametrów urządzenia na
którym się ona znajduje.
 Podstawowe logiczne jednostki magazynowania to
plik i katalog (w środowisku Windows mówimy
często o folderach).

60. © 2013 R. Robert Gajewski60/88
System plików
Każdy z plików to ciąg bajtów, którego
znaczenie określa jego twórca – człowiek
bądź program komputerowy.
Aby ułatwić zarządzanie plikami grupuje
się je w katalogi, które tworzą
hierarchiczną strukturę.
System plików można porównać z
biblioteką

61. © 2013 R. Robert Gajewski61/88
Informacje o pliku
Nazwa pliku ma jednoznacznie
identyfikować plik w danym katalogu.
 W konkretnym katalogu nie mogą istnieć dwa pliki o
tej samej nazwie, nawet jeśli maja różną zawartość
 W różnych katalogach mogą oczywiście istnieć pliki o
takich samych nazwach.
Typ pliku to informacja dla systemu
operacyjnego bądź użytkownika pliku
dotycząca sposobu interpretacji
zawartości pliku.

62. © 2013 R. Robert Gajewski62/88
Informacje o pliku
Lokalizacja pliku określa urządzenie (np.
dysk, pamięć flash) i miejsce pliku w
drzewie katalogów – jak jest umieszczone
na tym urządzeniu.
Rozmiar pliku to jego wielkość wyrażona
w bajtach lub wielkościach pochodnych.
Atrybuty pliku to dodatkowe informacje o
pliku.
 Różnią się one zdecydowanie w zależności od
systemu operacyjnego.

63. © 2013 R. Robert Gajewski63/88
Atrybuty…
W systemie DOS, OS/2 i Microsoft
Windows istnieją cztery atrybuty pliku:
 r – Read-only, plik tylko do odczytu,
 a – Archive, plik archiwalny,
 s – System, plik systemowy,
 h – Hidden, plik ukryty.

64. © 2013 R. Robert Gajewski64/88
Podstawowe operacje plikowe
Istotnym elementem systemu plików są
operacje, które możemy wykonywać na
plikach.
 utwórz plik,
 skasuj plik,
 otwórz plik,
 zamknij plik,
 przeczytaj dane z pliku,
 zapisz dane do pliku,
 zmień położenie wskaźnika w pliku,
 dopisz dane na końcu pliku,
 skasuj zawartość pliku,
 zmień nazwę pliku,
 skopiuj plik.

65. © 2013 R. Robert Gajewski65/88
Drzewa katalogów
Katalogi i pliki mogą być umieszczone w
innym katalogu.
Katalog, w którym są inne katalogi
określany jest mianem nadrzędnego
(parent directory).
Katalogi wewnątrz wybranego katalogu to
podkatalogi (subdirectories).
 Dlatego też system katalogów jest określany mianem
drzewa katalogów (directory tree).
 Katalog najwyższego poziomu określany jest czasami
mianem korzenia (root directory).

66. © 2013 R. Robert Gajewski66/88
Drzewo – Linux, Windows

67. © 2013 R. Robert Gajewski67/88
Katalog roboczy
Jeden z katalogów jest zawsze określany
mianem bieżącego (roboczego, working
directory).
Z punktu widzenia systemu operacyjnego
i oprogramowania istotna jest
umiejętność lokalizacji położenia pliku w
drzewie katalogów.
 Umożliwia to podanie ścieżki dostępu (path name).

68. © 2013 R. Robert Gajewski68/88
Ścieżka
Istnieją dwa sposoby podawania ścieżki
dostępu, czyli lokalizacji pliku na dysku.
 Ścieżka absolutna (absolute path) zaczyna się
zawsze od korzenia, a następnie określa kolejne
nazwy katalogów i podkatalogów.
 Ścieżka względna (relative path) zawsze
rozpoczyna się od bieżącego katalogu.
Pewne podobieństwo do adresowania
względnego i bezwzględnego

69. © 2013 R. Robert Gajewski69/88
UNIX - początki
Od roku 1969 w laboratoriach AT&T Bell
Labs rozwijany był system operacyjny
UNIX.
 Ciekawa jest historia jego nazwy.
 W latach ’60 ubiegłego wieku na MIT rozwijany był
system Multics (MULTiplexing Information and
Computer Services).
 W roku 1970 Peter Neuman nadał projektowi nazwę
UNICS (UNiplexed Information and Computing
Service) – system operacyjny został ostatecznie
nazwany UNIX.

70. © 2013 R. Robert Gajewski70/88
Twórcy UNIX’a
Twórcami tego systemu byli między
innymi Denis Ritchie i Brian Keringhan.
Początkowo UNIX był napisany w
asemblerze.
W roku 1973 został przetłumaczony na
język C stworzony także w AT&T.

71. © 2013 R. Robert Gajewski71/88
20 lat później…
Dwadzieścia lat później w 1991 roku
fiński programista Linus Thorvalds
opublikował uniksopodobny system
operacyjny dla procesorów z rodziny „i”
firmy Intel (i386 i i486).
Nazwa tego systemu pochodzi z
połączenia dwóch słów:
 imienia LINus i
 nazwy systemu UniX.

72. © 2013 R. Robert Gajewski72/88
Skąd nazwa?
Nazwa ta jest także tłumaczona w inny
sposób: Linux Is Not UniX.
 W języku polskim dopuszczalna jest zarówno
pisownia Linux jak i Linuks.
 W najprostszej wersji komunikacja z systemem Linux
odbywa się za pomocą interfejsu wiersza poleceń i
komend CLI (Command Line Interface).
 Bardziej złożone dystrybucje Linuxa oferują interfejs
graficzny.

73. © 2013 R. Robert Gajewski73/88
Prawa dostępu
Prawa dostępu w systemie Linuks
umożliwiają określenie uprawnień do
plików i katalogów dla poszczególnych
użytkowników.
Prawa dostępu podzielone są na trzy
kategorie:
 User – prawa dla użytkownika, który jest
właścicielem pliku,
 Group – prawa dla grupy, do której należy właściciel
pliku,
 Other – prawa dla pozostałych użytkowników.

74. © 2013 R. Robert Gajewski74/88
Prawa dla plików
Dla każdej z tych kategorii są trzy prawa
dostępu:
 read – odczyt,
 write – zapis i
 execute – wykonywanie.
Znaczenie tych praw dla zwykłych plików
jest intuicyjne.

75. © 2013 R. Robert Gajewski75/88
Prawa do katalogów…
W przypadku katalogów…
 jeżeli użytkownik ma prawo x do katalogu, to może
do niego "wejść",
 jeżeli użytkownik ma prawo r do katalogu, to może
wyświetlić jego zawartość,
 jeżeli użytkownik ma prawo w do katalogu, to może
w nim tworzyć i kasować pliki/katalogi.

76. © 2013 R. Robert Gajewski76/88
Polecenia systemowe
Polecenia systemu operacyjnego Linux
można podzielić na kilka kategorii:
 zarządzanie plikami i systemem plików,
 zarządzanie procesami, użytkownikami i systemem,
 przetwarzanie tekstu,
 operacje wejścia i wyjścia.
Największa grupa obejmuje zarządzanie
plikami i systemem plików.

77. © 2013 R. Robert Gajewski77/88
Podstawowe operacje
ls – wypisuje pliki z podanego katalogu
cp – kopiuje plik
mv – zmienia nazwę pliku („przenosi”
plik)
rm – usuwa plik
ln – tworzy dowiązanie do pliku

78. © 2013 R. Robert Gajewski78/88
ls
ls [opcje] [pliki_lub_katalogi]
 Bez argumentów wypisuje pliki z bieżącego
katalogu
 Z argumentem z podanych katalogów lub
pasujące do nazw wieloznacznych
 opcja –l to długa lista, która wymienia:
 Atrybuty plików (typ i rodzaj dostępu)
 Właściciela i grupę
 Rozmiar w bajtach
 Czas ostatniej modyfikacji

79. © 2013 R. Robert Gajewski79/88
cp
cp [opcje] plik_1 plik_2 …
 Kopiuje plik
cp [opcje] plik_1 [plik_2 […]] katalog
 Kopiuje plik(i) do katalogu
Opcja –a kopiuje rekursywnie hierachię
katalogów z zachowaniem plików
specjalnych
Opcja –i to tryb interaktywny: pyta o
pozwolenie przy nadpisywaniu plików
docelowych

80. © 2013 R. Robert Gajewski80/88
mv
mv [opcje] plik_old plik_new
 Zmienia nazwę pliku
mv [opcje] plik_1|kat_1 [plik_2|kat_2 […]]
katalog
 Przenosi plik(i) lub katalog(i) do katalogu
 Opcja –i to tryb interaktywny: pyta o pozwolenie przy
nadpisywaniu plików docelowych
 Opcja –f to tryb wymuszony: nadpisuje plik docelowy

81. © 2013 R. Robert Gajewski81/88
rm – usuwa plik
rm [opcje] plik_1 [plik_2 [...]]
 usuwa plik(i)
rm -r [opcje] katalog_1 [katalog_2 [...]]
 usuwa katalog(i) wraz z zawartościa˛ (rekursywnie)
 -i tryb interaktywny: pyta o pozwolenie przy
nadpisywaniu plików docelowych;
 -r rekursywne usuwanie katalogu i jego zawartości.

82. © 2013 R. Robert Gajewski82/88
Operacje na katalogach
cd zmienia bieżący katalog,
pwd wypisuje nazwę bieżącego katalogu,
mkdir tworzy katalog,
rmdir usuwa pusty katalog,
rm -r usuwa niepusty katalog wraz z
zawartością

83. © 2013 R. Robert Gajewski83/88
cd
cd (Change Directory) – polecenie, które
służy do przemieszczania się między
katalogami.
 Polecenie cd bez parametru powoduje przejście do
katalogu domowego.
 (Katalog domowy w systemie Linuks to podstawa
hierarchii katalogów użytkownika, gdzie może on
umieszczać swoje dane.)

84. © 2013 R. Robert Gajewski84/88
cd
cd [sciezka]
 zmienia bieżący katalog roboczy
użytkownika na podaną ścieżkę ;
 jeżeli ścieżka nie jest podana, katalogiem
bieżącym zostaje katalog domowy
użytkownika.
cd -
 powraca do poprzedniego katalogu
roboczego.

85. © 2013 R. Robert Gajewski85/88
cd
cd (Change Directory) – polecenie, które
służy do przemieszczania się między
katalogami.
 Polecenie cd nazwa przenosi do katalogu nazwa
podrzędnego do danego.
 Polecenie cd ../ przenosi do katalogu nadrzędnego w
stosunku do danego, a
 cd – przenosi do poprzedniego katalogu bieżącego.

86. © 2013 R. Robert Gajewski86/88
pwd
pwd
 (Print Working Directory) wykonuje wydruk
aktualnego (bieżącego), katalogu roboczego.
 Możliwa jest oczywiście zmiana katalogu
roboczego.

87. © 2013 R. Robert Gajewski87/88
mkdir
mkdir [opcje] katalog_1 [katalog_2 [...]]
 tworzy katalog(i) o podanych nazwach.
 -p jezeli podana jest cała ścieżka,
tworzone są wszystkie konieczne katalogi
nadrzędne;
 -m tryb tworzy katalog z podanymi
uprawnieniami

88. © 2013 R. Robert Gajewski88/88
rm
rmdir [opcje] katalog_1 [katalog_2 [...]]
 usuwa puste katalog(i) o podanych nazwach.
-p jeżeli podana jest cała ścieżka,
usuwane są wszystkie konieczne katalogi
nadrzędne (muszą być puste);
Jeśli chcemy usunąć katalog z zawartością
musimy komendę użyć parametru –r
umożliwiającego rekurencyjne usunięcie
katalogu wraz z jego zawartością.