Informatyka · sprzęt i sieci · lekcja 2

Kto tu zarządza komputerem?

Słuchasz muzyki, otwierasz grę i zapisujesz pracę. Kto pilnuje, żeby każdy program dostał pamięć i czas na działanie?

Zobacz → przewidź → sprawdź
Rozszerzenia do wyboru

Po tej lekcji: odróżnisz program od procesu, wyjaśnisz rolę systemu i rozpoznasz podstawowe etapy startu.

Zakres podstawowy · materiał otwarty

System to więcej niż pulpit

System operacyjny zarządza sprzętem i daje programom wspólne sposoby korzystania z niego. Windows, macOS, Linux, Android i iOS to przykłady systemów.

Pulpit i ikony są interfejsem — sposobem obsługi. Jądro to centralna część systemu, która zarządza m.in. pamięcią i wykonywaniem zadań.

Przy drukowaniu droga wygląda tak: edytor → system i sterownik → drukarka. Sterownik pozwala systemowi współpracować z konkretnym urządzeniem.

Sprawdź w działaniu

Otwórz programy. Zobacz, co zajmują.

Nie sprawdzamy Twojego urządzenia. To mały model: uruchom muzykę, przeglądarkę i grę, potem zamknij jeden program. Co się zwolni?

RAM przechowuje używane dane, CPU wykonuje instrukcje. Dużo zajętej pamięci nie oznacza automatycznie zajętego procesora.

Program leży na dysku. Proces działa.

Plik gry na dysku to program. Po uruchomieniu system tworzy proces lub kilka procesów, które wykonują pracę i korzystają z zasobów. Zamknięcie gry nie usuwa jej plików.

Wątek to tok wykonywania instrukcji wewnątrz procesu. Edytor może jednocześnie reagować na pisanie i sprawdzać pisownię. Wątki jednego procesu współdzielą część zasobów, m.in. pamięć. Na wielu rdzeniach część pracy może rzeczywiście wykonywać się równolegle.

Sprawdź w działaniu

Uruchom komputer w dobrej kolejności

Naciśnięcie przycisku zasilania rozpoczyna kilka etapów. Zamiast uczyć się listy na pamięć, ustal: co musi być gotowe, żeby uruchomić aplikację?

Firmware → rozruch → jądro → usługi → aplikacje. To ogólna droga; szczegóły zależą od urządzenia i systemu.

Zatrzymaj się i pomyśl

Trzy zagadki z codziennej pracy

Muzyka gra, ale edytor nie odpowiada. Czy cały system musiał przestać działać? Uzasadnij jednym przykładem.Odróżnij pojedynczą aplikację od systemu, który obsługuje także inne zadania.
Usunąłeś skrót gry z pulpitu. Czy odzyskałeś miejsce zajęte przez grę na dysku?Skrót wskazuje program. Nie jest całym programem.
Masz dokument w folderze wspólnym. Chcesz, żeby kolega mógł go przeczytać, ale nie zmienić. Jakie uprawnienie mu nadasz?Odczyt i zapis to osobne możliwości.

Dla chętnych · po pierwszej stronie

Gdy chcesz zrozumieć więcej

Rozwiń dodatkowe warsztaty ↓

Pliki i konta. System organizuje pliki w katalogach. Ścieżka wskazuje położenie, np. C:\Users\Uczen\Dokumenty\opis.txt albo /home/uczen/opis.txt. Rozszerzenie pomaga rozpoznać typ, ale samo nie gwarantuje zawartości. Konta i uprawnienia ograniczają dostęp. W Linuksie r, w, x oznaczają odczyt, zapis i wykonanie; zestawy praw mogą dotyczyć właściciela, grupy i pozostałych. Znaczenie x dla katalogu dotyczy przechodzenia do jego zawartości.

Pamięć wirtualna. System udostępnia procesom przestrzenie adresowe i mapuje je na pamięć fizyczną. Część danych może trafić na dysk do pliku stronicowania lub obszaru swap. Dysk nie staje się przez to równie szybki jak RAM. Ochrona pamięci ogranicza wpływ jednego procesu na inny; nie oznacza, że każda awaria jest niemożliwa.

Co robi oczekujący proces? Gotowy czeka na przydział CPU, wykonywany korzysta z CPU, oczekujący czeka np. na dane z dysku. Po otrzymaniu danych może znów być gotowy. To nie jest jedna nieodwracalna kolejka. W naszym pokazie porcje czasu są równe; prawdziwe systemy uwzględniają także priorytety i inne reguły.

Maszyna wirtualna i kontener. VM uruchamia system gościa z własnym jądrem. Kontener zwykle współdzieli jądro hosta i izoluje środowisko procesów. Docker Desktop może korzystać z VM, wewnątrz której działają kontenery. Wydajność i bezpieczeństwo zależą od konfiguracji — żadne rozwiązanie nie jest zawsze szybsze lub całkowicie bezpieczne.

Różne zadania, różne systemy. Współczesne systemy są zwykle wielozadaniowe, mogą obsługiwać wielu użytkowników. System czasu rzeczywistego ma dotrzymywać określonych terminów reakcji, np. w sterowaniu maszyną. „Czas rzeczywisty” nie oznacza po prostu „najszybszy”.

Podsumowanie

Trzy rzeczy na wynos

System zarządza zasobami; pulpit jest tylko jednym ze sposobów jego obsługi.
Uruchomiony program tworzy procesy, a ich wątki wykonują instrukcje.
Zapisany plik, zajęty RAM i praca CPU to trzy różne rzeczy.

Po zalogowaniu zobaczysz dodatkowe lekcje i materiały oznaczone jako rozszerzenie. Podstawowe quizy i zadania pozostają dostępne w biurku.

Dalej na swoim koncie

Rozgrzewki, quiz i zadania są w biurku ucznia.

Teoria jest otwarta dla wszystkich. Żeby rozwiązywać zadania, zapisywać szkice i widzieć swój postęp, zaloguj się.

Zaloguj się →

Źródła i dalsza nauka