Sistemska Programska Oprema

Tukaj so študijski zapiski iz priloženega besedila:

Sistemska programska oprema

• Predavatelj je red. prof. dr. Aleš Holobar.
• Govorilne ure so ob petkih od 13. do 14. ure v sobi G2-2N.42.
• E-poštni naslov predavatelja je [email protected].
• Vaje vodita Martin Šavc ([email protected]) in Matej Kramberger ([email protected]).

Režim pri predmetu

• Študent lahko zbira točke s preverjanjem znanja pri predavanjih (do 500 točk, min. 250).
• Dva vmesna preverjanja sta vsako po 250 točk, z minimalno zahtevo 50 % (250 točk skupno) in 35 % (87,5 točk) na posamezno preverjanje.
• Možen je tudi ustni izpit na dan izpitnega roka (do 500 točk, min. 250).
• Študent lahko točke zbira tudi z nalogami in njihovimi zagovori (do 500 točk, min. 250).
• Ocene so razporejene po intervalih točk, od nezadostno 1 (0-100 točk) do odlično 10 (900-1000 točk).

Predvideni termini kolokvijev

• 1. kolokvij: sreda, 16. aprila 2025, od 10:00 do 12:00.
• 2. kolokvij: sreda, 11. junija 2025, od 10:00 do 12:00.
• Končni seznam bo objavljen na spletni strani inštituta.

Spletna stran

• Spletna stran za vaje je dosegljiva na https://vaje.um.si/vaje.

Učna snov

• Uvod
• Predstavitev podatkov in besedil
• Računalniške arhitekture
• Zbiranje in prevajanje
• Objektni moduli
• Dinamično izvajanje programov
• Statično povezovanje
• Dinamično povezovanje
• Nalaganje
• Preverjanje delovanja programov
• Sistemski klici
• Gonilniki
• Vodila in vmesniki
• Virtualizacija

Motivacjiska branja

• Poljudni članki se nahaja na sledečih povezavah:
  • https://www.guru99.com/difference-system-software-application-software.html
  • https://edwardmrg.wordpress.com/tag/system-software-industry/
  • https://www.perforce.com/blog/the-future-of-software-development
• Strokovna literatura je dostopna na:
  • https://www.geeksforgeeks.org/system-software/
  • https://wiki.osdev.org/Expanded_Main_Page
  • https://developer.amd.com/resources/developer-guides-manuals/
  • https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/intel-sdm.html
  • Intel® 64 and IA-32 architectures software developer’s manual combined volumes: 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D, and 4

Razdelitev

• Sistemska programska oprema vključuje operacijski sistem in programski sistem.
• Programska oprema uporablja uporabniško programsko opremo.

Naloge sistemske programske opreme

• Varnost sistema (brez neposrednega dostopa do strojne opreme).
• Povečanje uporabnosti (dostopnosti) sistema.
• Virtualizacija.

Statično in dinamično izvajanje aplikacij

Statično

• Izvajanje poteka lokalno, podatki so na istem računalniškem sistemu.
• Prenosljivost je omejena na standardno izvorno kodo in različne sisteme.
• Uporabniški programi se izvajajo z optimalno hitrostjo.
• Mehanizmi za zaščito in varnost so lokalni in preprosti.

Dinamično

• Obdelave in podatki so lahko porazdeljeni preko velikega računalniškega omrežja.
• Zagotovljena je sistemska neodvisnost in prenosljivost z virtualnimi stroji.
• Delež obsežne režije upočasnjuje izvajanje uporabniških programov.
• Sistemi so ranljivi in potrebujejo zahtevne mehanizme za zaščito in varovanje.

Predstavitev števil

• 10100101₂ = 1·2⁷ + 0·2⁶ + 1·2⁵ + 0·2⁴ + 0·2³ + 1·2² + 0·2¹ + 1·2⁰ = 1·128 + 0·64 + 1·32 + 0·16 + 0·8 + 1·4 + 0·2 + 1·1 = 165₁₀
• 0xABC3F = 1010 1011 1100 0011 1111

Različni konci

• Little-endian: Intel x86, AMD64, DEC VAX.
• Big-endian: SPARC, Motorola 68000, Power PC 970, Mrežna komunikacija.
• MIPS, DEC Alpha, IA-64, PA-RISC, PowerPC.

Predznačena števila: dvojiški komplement

• Predznak števila se določi s posebnim bitom (zahtevnejša aritmetika).
• Dvojiški komplement: binarno število bitno negira in prišteje 1.

Zapis znakov: ASCII

• Je standard za predstavitev znakov z uporabo številskih kod.

Windows-1250 in ISO-8859-2

• Sta standarda za kodiranje znakov, primerna za jezike osrednje Evrope (npr. poljščina, češčina, slovaščina, madžarščina, slovenščina).
• Dodatne informacije: https://en.wikipedia.org/wiki/Windows-1250

Unicode

• Je standard za kodiranje znakov, ustanovljen leta 1987 (Xerox & Apple).
• Zgleduje se po Universal Character Set.
• Obsega 1.114.112 kod (0x0 - 0x10FFFF).
• Razdeljen je na Basic Multilingual Plane (BMP), Supplementary Multilingual Plane (SMP), Supplementary Ideographic Plane (SIP) in druge.
• Več informacij: https://en.wikipedia.org/wiki/Unicode

Unicode Transformation Format: UTF-8

• UTF-8 je kompatibilen z ASCII in uporablja 8 bitov.
• Kodira 1920 znakov s 16 biti (latinica, grščina, cirilica, arabščina, armenščina).
• Pogosto se uporablja v elektronski pošti in spletnih straneh.
• Več informacij: https://en.wikipedia.org/wiki/Unicode

Primerjava različnih kodiranj standarda Unicode

• Prikazuje število zlogov, potrebnih za kodiranje.
• Vir: https://en.wikipedia.org/wiki/Unicode

Predstavitev objektov in polj v pomnilniku

• Poravnava naslovov na širino vodila.

Predstavitev struktur v pomnilniku

• Pri arhitekturi Intel 32 bit se uporablja EAX in odmik.

Referenčni tip

• Kazalec na tabelo vmesnikov.

Funkcije urejevalnika besedil

1. Razdeli pomnilniški prostor – vmesniki.
2. Vzpostavi dialog z uporabnikom.
3. Sprejema ukaze in druge vnose.
4. Interpretira ukaze, odkriva sintaktične napake in izvršuje operacije.
5. Polni vmesnike z vnesenim besedilom ali iz že obstoječih zbirk.
6. Ažurira besedilo.
7. Omogoča popolni pregled nad vsebino in stanjem besedila.
8. Trajno beleži vse opravljene posege za vrnitev v stanje pred morebitnim izpadom računalniškega sistema.
9. Skrbi za originalno in delovno zbirko in jo primerno poimenuje.
10. Nudi pomoč uporabniku.

Funkcije oblikovalnikov

1. Oblikovanje znakov.
2. Oblikovanje vrstic.
3. Oblikovanje zaslona in izpisnih strani.
4. Obdelava odsekov besedila (združevanje, izdvajanje, premeščanje).
5. Tvorba kazal (vsebinsko, indeksno).
6. Pogojno oblikovanje (številke strani, poravnava besedila), makri in spremenljivke.

Znanovni nabori TrueType

• Je tehnologija digitalnih fontov, ki jo je razvil Apple.
• Kupiti je možno posamične ali zbirke znakovnih naborov.
• Vsebuje prikazovalnik (rasterizer) in hinting matematične ukaze.
• Primer hintinga: črka M je simetrična na centralno vertikalno os.

Tehnika rasteriziranja ClearType

• Prilagojena je barvnemu prikazu na zaslonih LCD.
• Uporablja tehnologijo glajenja (smoothing) in anti-aliasing na subpikselskem nivoju.
• Povezava: https://en.wikipedia.org/wiki/ClearType#/media/File:ClearTypePixels.svg

POSTSCript (PS)

• Začetki segajo v leto 1976 in sovpadajo z začetkom razvoja laserskih tiskalnikov.
• Pred prihodom PS je bilo spreminjanje računalniških znakovnih naborov (fontov) zelo okorno in zamudno opravilo.
• Matrični tiskalniki so lahko tiskali v različnih znakovnih naborih z nizko kvaliteto in gonilnikom, specifičnim za določen znakovni nabor.
• Razvoj laserskih tiskalnikov je spodbudil potrebo po vektorskem zapisu.

Portable Document Format

• Razvit v zgodnjih 1990.
• Omogoča platformno neodvisno prikazovanje dokumentov.
• Temelji na poenostavitvi POSTScript, vgrajevanju fontov, sistemu za shranjevanje in stiskanju podatkov.
• V primerjavi s PS omogoča transparentnost gradnikov in neodvisnost grafičnega izgleda od prikaza.
• Informacije so shranjene v obliki objektov: logične vrednosti, števila, nizi znakov, polja, imena objektov, slovarji, podatkovni tokovi, NULL objekt.

Struktura

• Glava (header): vključuje verzijo in strukturo dokumenta (npr. %PDF-1.7).
• Telo (body): vsebuje objekte, kot so strani, nizi znakov, slike, fonti, opombe.
• Tabela prečnih referenc (x-ref table): lokacije objektov za hitrejši dostop.
• Rep (trailer): vsebuje lokacijo tabele prečnih referenc in mora se končati z "%%EOF".

Lastnosti programov za namizno založništvo

1. Prilagodljivost oz. odprtost zasnove: različnim konfiguracijam, zmogljivostim, vrstam publikacij, tipografskim značilnostim in načinom uporabe.
2. Vgrajeno specialno znanje o: estetskih kriterijih, tvorbi razdelkov, pravopisnih značilnostih in standardih.
3. Učinkovit komunikacijski vmesnik uporabnik-računalnik: interaktivno upravljanje in neposredni prikaz oblikovanja.

Latex

• Razvil ga je Donald E. Knuth v 80-ih letih.
• Vsebuje jezik, tolmač za oblikovanje besedila in gonilnike za periferijo.
• Temelji na 300 prazukazih in 600 dodatnih ukazih v sistemu ukazov plainTEX.
• Osnovna enota oblikovanja besedila so "škatle".

Programiranje v TeX-u

• Omogoča deklarativno programiranje z definicijo novih ukazov.

Office Open XML (DOCX)

• Skupek različnih programsko stisnjenih datotek (ZIP).
• Uporablja več markup jezikov za opis različnih gradnikov (WordprocessingML, SpreadsheetML, PresentationML, Office Math Markup Language (OMML), DrawingML).
• Razširljiv z opisi XML.