Instrumente și Tehnici de Bază în Informatică

Instrumente și Tehnicii de Bază în Informatică

• Cursul acoperă instrumentele și tehnicile de bază în informatică, pentru semestrul I 2024-2025, predat de Vlad Olaru.

Curs 1 - Prezentare

• Structura sistemelor de calcul
• Definiția unui sistem de operare
• Serviciile sistemului de operare
• Procesul de pornire a sistemului (boot)
• Procesul de conectare a utilizatorului (login)
• Interpretor de comenzi

Structura Sistemelor de Calcul

• Componentele sistemului de calcul:
  • Hardware (resurse de calcul de bază): CPU, memorie, echipamente de intrare/ieșire (I/O).
  • Sistem de operare: controlează și coordonează utilizarea resurselor hardware între programe și utilizatori.
  • Programe de aplicație: definesc cum sunt utilizate resursele sistemului pentru a rezolva problemele utilizatorilor (ex: procesatoare de text, browsere web, sisteme de baze de date, jocuri video).
  • Utilizatori: oameni, mașini, alte computere.

Perspectiva Abstractă a Componentelor unui Calculator

• Ierarhia componentelor: utilizator → programe de aplicație → sistem de operare → hardware.

Organizarea Sistemelor de Calcul

• Operarea sistemelor de calcul: unul sau mai multe procesoare și dispozitive de comunicare care asigură accesul la memorie.
• Concureța executiei procesorilor și dispozitivelor pentru ciclurile de acces la memorie
• Diagrama care ilustrează componentele (CPU, controler de disc, controller USB, controler grafic, memorie, etc.)

Cum Funcționează Un Calculator Modern

• Fluxul de instrucțiuni și date între CPU, memorie și dispozitive periferice
• Utilizarea DMA pentru transferul direct de date între dispozitive.

Ce Este Un Sistem De Operare?

• Funcția intermediară între utilizator și hardware
• Obiectivele SO:
  • Executarea programelor utilizatorilor
  • Ușurarea rezolvării problemelor utilizatorilor
  • Facilitezarea utilizării calculatorului
  • Utilizarea eficientă a resurselor hardware.

Ce Face Un Sistem De Operare?

• Perspective ale utilizatorilor: facilitarea utilizării și performanța.
• Perspective ale calculatoarelor mari (supercalculatoare): satisfacerea așteptărilor tuturor utilizatorilor.
• Facilități pentru utilizatorii de stații de lucru: utilizare partajată a resurselor.
• Calculatoare mobile: optimizare pentru uzabilitate și durata bateriei.

Definiția Sistemelor De Operare

• Nu există o definiție universal acceptată, dar o bună aproximare este "software-ul livrat cu un calculator de către producător."
• Kernel-ul (programul care rulează permanent) este nucleul sistemului de operare.
• Alte componente: programe de sistem sau aplicații.
• Sistemele de operare moderne (GPOS) includ middleware pentru servicii suplimentare.

Serviciile Sistemului De Operare

• Interfața cu utilizatorul (GUI, CLI, touch screen, batch)
• Executia programelor (încărcare și executare in memorie)
• Operații de intrare/ieșire (I/O)
• Manipularea fișierelor (creare, ștergere, acces)
• Gestionarea resurselor hardware (alocare, protectie, securitate)

Serviciile SO (contin...)

• Comunicare (prin memorie partajată sau schimbul de mesaje).
• Detectarea erorilor (operatii in CPU, memorie, dispozitive periferice, programe utilizator).

Serviciile SO (contin...)

• Alocare resurse: gestionarea resurselor cand mai mulți utilizatori sau programe se executa simultan.
• Protectie și securitate: controlul accesului la resursele sistemului, prevenirea interferențelor între procese.

O Perspectivă Asupra Serviciilor SO

• Reprezentarea grafică a ierarhiei componentelor (software și hardware), cu fluxurile de comunicare între ele.

Instalarea Și Bootarea SO

• Caracteristici generale ale instalării unui sistem de operare (SO)
• Procedeuri pentru instalarea unui SO
• Procedură pentru bootare

Exemplu, Linux

• Pasii necesari pentru instalarea unui SO Linux (descărcare, configurare, compilare etc.)