• No results found

Fall Lecture 1. Operating Systems: Configuration & Use CIS345. Introduction to Operating Systems. Mostafa Z. Ali.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Fall Lecture 1. Operating Systems: Configuration & Use CIS345. Introduction to Operating Systems. Mostafa Z. Ali."

Copied!
61
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Operating Systems: Configuration & Use

CIS345

Mostafa Z. Ali

Fall 2009

Introduction to Operating Systems

Lecture 1

(2)

Introduction to Operating Systems

An Overview of Microcomputers

What’s Contained in and Attached to a   Microcomputer?

Purpose, Types, and Functions of Microcomputer  Operating Systems

Chapter

1

(3)

Learning Objectives

Describe the microcomputers in use today

Identify common computer hardware  components

Describe the purpose and functions of  microcomputer operating systems

Describe major events in the evolution of  microcomputer operating systems

List and compare the common microcomputer 

(4)

An Overview of Microcomputers

What is a Microcomputer?

A computer built around a microprocessor

Microprocessor performs calculations or processing 

A personal computer (PC) is a microcomputer  that complies with hardware standards set and  supported by Microsoft and Intel

(5)

An Overview of Microcomputers

What Types of Microcomputers Are Used  Today?

Desktops and laptops

Servers – provide services to other computers Handheld devices – designed for a specific 

purpose

(6)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor

Also known as the CPU or processor

Central component of a microcomputer Performs calculations

One or more per microcomputer

(7)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor (continued)

Since the 386DX, Intel Microprocessors support  three modes: 

Real mode 

286 protected mode

386 protected mode

(8)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor (continued)

Real mode

Intel processors power up in this mode

Total address space = 1MB

640KB limit for OS and application 

Single‐tasking

(9)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor (continued)

286 protected mode 

Total address space = 16 MB

Can multitask certain applications

Does not support virtual machines

(10)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor (continued)

386 protected mode

Total address space = 4GB

Supports the use of virtual machines

Multitasking

(11)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Microprocessor (continued)

Processors can work with 8‐bit, 16‐bit, 32‐bit,  and 64‐bit chunks of data

The number of bits (binary digits) is the size  of data that can be processed at one time

(12)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Motherboard and Chipset

Motherboard – central circuit board

Contains one or more CPU slots or sockets into  which the processor is plugged

Chipset, memory slots, voltage regulator module  (VRM), ROM BIOS, and the expansion bus slots  are components of a motherboard

Chipset controls the flow of signals to and from 

(13)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Memory

Chips that store programs and data Random‐access memory (RAM)

Read‐only memory (ROM)

(14)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Memory (continued)

RAM

System, main, or physical memory

Used by active programs

One or more circuit cards with memory chips

Volatile – all is lost when the computer is powered  off

(15)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Memory (continued)

ROM BIOS

Stores programs permanently

Called ‘firmware’ since it is non‐volatile

ROM BIOS contains:

Code for starting the computer

Code for controlling communications between  the processor and other components  

A setup program for configuring system options

Configuration information stored in a special kind  of non‐volatile RAM called the CMOS RAM

(16)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

ROM BIOS configuration information 

Disk drive types and capacity Disk boot order

System memory Connectors (ports) Power management

Other information determined by

motherboard and ROM BIOS manufacturers

(17)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer? 

Video Adapter and Display

Video adapter – circuitry that sends the 

controlling output signals to the display screen Display screen – a monitor or a flat panel display 

(FPD) for visual output from the computer

(18)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer?

Keyboard

An input device with a typewriter style layout  of alphanumeric and punctuation keys

Includes additional function, control, arrow,  and editing keys

(19)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer? 

Pointing Device

Required to move a graphical pointer (cursor)  around in a GUI

Mouse is the most common pointing device – connects via a physical cable or a wireless 

connection.

Other pointing devices: touch pad, track ball,  joystick, and light pen

(20)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer? 

Disk Drives

Store data and programs

Encoded on surface of small spinning platters Magnetic or optical technology

Floppy drives and hard disk drives use magnetic  technology

Compact disk (CD) and digital versatile disk  (DVD) drives use optical technologies

(21)

What’s Contained in and 

Attached to a Microcomputer? 

Peripheral Devices

Broad term for nonessential add‐on devices Includes printers, scanners, pointing devices, 

digital cameras, external modems, and disk  drives

(22)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

What is an Operating System? 

An Operating System is:

The central control program for a computer

The intermediary between applications & 

hardware

(23)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Operating System Functions

User interface

Job management Task management

Memory Management File management

Device management Security

(24)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

User Interface

AKA the ‘shell’

A software layer for user interaction Includes the command processor 

Includes the visual components of the OS

Character‐based command line 

GUI

(25)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Job management 

Controls the order and time in which  programs are run

Task management 

Found in multitasking operating systems Controls the focus 

Allows user to switch between tasks

(26)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Memory Management

Manages placement of programs and data  in memory

Virtual memory manager moves code and  data to virtual memory (file on hard drive)

(27)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

File Management

AKA data management

Allows the OS to read, write, and modify data Data is organized into files

Allows users to organize their files into  containers called folders or directories

(28)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Device Management

Controls hardware through device drivers A device driver is unique to a device

Created by the manufacturer of the device to  work with a specific operating system

(29)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Security

Provides password‐protected authentication  of the user before allowing access

Checks user name and password

Restricts the actions that can be performed on  a computer, customized for each user

(30)

Purpose, Types, and Functions

of Microcomputer Operating Systems

Categories of Operating Systems

Single‐User/Single‐tasking Single‐User/Multitasking Multi‐User/Multitasking Real‐Time 

(31)

Yesterday’s Operating Systems

First the machines…

Charles Babbage designed the first computer in  the 1820s

Apple II was the first microcomputer to combine  critical elements like keyboard, monitor, operating  system, and desirable and useful applications

(32)

Yesterday’s Operating Systems

Then the Operating Systems

Early single‐purpose computers included  system functions

OSs did not exist as separate entity

OSs evolved from need for multipurpose  computers

(33)

Yesterday’s Operating Systems

DOS, CP/M, Apple, and the Killer App

To be widely accepted a computer needed a 

‘killer app’

VisiCalc was the killer app of 1970’s micro‐

computers 

VisiCalc ran under the CP/M OS 

VisiCalc contributed to the success of the  Apple II 

Both PC DOS and a version of CP/M were  available for the IBM PC 

(34)

Yesterday’s Operating Systems

The Second Wave (second killer app)

Lotus 1‐2‐3 – a DOS spreadsheet application  that is fast and provides added functionalities Lotus 1‐2‐3 became the killer app for the 

IBM‐PC/PC DOS combination.

(35)

Yesterday’s Operating Systems

OS/2 (Operating System/2) 

Version 1.0 introduced in 1987 Developed by Microsoft and IBM 

1.0 had costly memory and disk requirements IBM introduced OS/2 Warp in 1990’s 

IBM has ended development of new versions

(36)

Yesterday’s Operating Systems

Microsoft Windows

1985 first version – GUI on top of DOS

Windows 3.0, introduced in 1990, provided better  support for legacy DOS applications

Windows 3.x works in real mode, standard mode,  and 386 enhanced mode

1992 Windows 3.1 successful with MS Office 

(37)

Yesterday’s Operating Systems

Windows for Workgroups 

DOS and earlier versions of Windows had no  networking

Windows for Workgroups 3.1 and 3.11 enabled  peer‐to‐peer networking

(38)

Desktop OSs Available Today 

DOS from Microsoft

Windows NT

Windows 98

Windows ME

Windows 2000

Windows XP

Macintosh OSs

UNIX

Linux

(39)

Desktop OSs Available Today

DOS from Microsoft

DOS provides support for interaction with  disk drives

Microsoft’s first version of DOS, called PC  DOS

Introduced with the first IBM‐PC in 1981 Each major version of DOS supported new 

disk capacities

(40)

Desktop OSs Available Today

Windows NT 

First Microsoft OS to take full advantage of the  capabilities of the Intel’s 386 protected mode Two main versions of NT – one for servers and 

another for desktop computers

Windows NT 4.0, introduced in 1996, has a GUI  similar to Windows 95

(41)

Desktop OSs Available Today

Windows 98 

An evolutionary development compared to  the earlier Windows operating system in  terms of GUI and integrated components New options for customizing the GUI, 

including tighter integration with Microsoft’s  Web browser, Internet Explorer (IE)

(42)

Desktop OSs Available Today

Windows 98 (continued)

Comes with drivers and support for devices  like DVD drives

It was the choice for PCs with plug and play 

(PnP) hardware, not supported by Windows NT

(43)

Desktop OSs Available Today

Windows Me

Introduced in 2000 as an upgrade to Windows 98 Improved music, video, and home networking 

support

Provides utilities as well as applications for dealing  with PC software configuration, digital music, and  video

(44)

Desktop OSs Available Today

Windows 2000

Family of OS products, introduced in 2000 Combines the best of Windows 98 and 

Windows NT

Windows 2000 Professional, Windows 2000  Server, Windows 2000 Advanced Server, and  Windows 2000 Enterprise Edition 

(45)

Desktop OSs Available Today

Windows XP

Several products, but no server version

Most common are Windows XP Home Edition  and Windows XP Professional

Improved GUI as well as several network‐ and  security‐related features

Default desktop only contains the Recycle Bin

(46)

Desktop OSs Available Today

Macintosh Operating Systems

Designed to run on Apple Macintosh computers,  but “can be” installed on a regular PC (Intel‐based) Mac OS X Leopard, and Mac OS X Snow Leopard 

are common today

(47)

Desktop OSs Available Today

Macintosh Operating Systems (continued)

Macintosh computers generally use the PowerPC  chip with an architecture that is enhanced for 

graphics and multimedia

(48)

Desktop OSs Available Today

UNIX

Introduced by Bell Labs Computing Science  Research Center (Bell Labs) as UNIX Version 6  in 1975

A portable operating system for mini‐computers  and mainframe computers

Supports timesharing and multi‐user systems

An excellent server operating system as it utilizes  resources carefully, allowing only the required 

(49)

Desktop OSs Available Today 

UNIX (continued)

The current commercial versions of UNIX  include Sun Microsystems’ Solaris, Hewlett‐

Packard’s HP‐UX, IBM’s AIX, and Compaq’s  Tru64 UNIX

Many open source versions of UNIX are also  available, which can be changed according to  requirements

(50)

Desktop OSs Available Today

Linux

Modeled on UNIX

Named for original developer, Linus Benedict  Torvalds

Begun in 1991 by Torvalds and others as open‐

source for modern computers.

Written in the C language using GNU C Compiler  (GCC)

(51)

Desktop OSs Available Today

Linux (continued)

Distributed free

Vendors sell bundles with extras (utilities,  GUIs, manuals)

Novell, Red Hat, and others distribute such  bundles

Fastest‐growing computer server OS Making inroads on desktop computers

(52)

Chapter Summary 

Microcomputers Today

A computer consists of hardware, applications  software, and operating system software

The operating system allows the user to interact  with the computer hardware

(53)

Chapter Summary

Common Microcomputer Hardware

The basic components of a microcomputer are  processor, motherboard, memory, video adapter  and display, keyboard, pointing device, disk 

drives, and peripheral devices

You can identify hardware components by a  visual inspection, by observing information  displayed during the boot up process, and by  accessing a ROM BIOS setup program

(54)

Chapter Summary

Purpose and Functions of Microcomputer Operating systems

Certain functions are provided by most, if not  all, current operating systems. These functions  include a user interface, job management, task  management, memory management, file manage‐

ment, device management, and security. 

The operating system makes everything work  together

(55)

Chapter Summary

Purpose and Functions of Microcomputer Operating systems

You can identify most of the functions provided  by your operating system by careful observation. 

For instance, evidence of support of the security  function includes a required logon procedure 

when you start your computer, and the need for  authorization to access resources on your local  computer. 

(56)

Chapter Summary

Purpose and Functions of Microcomputer Operating systems

There are four categories of operating systems: 

Single‐User/single‐tasking

Single‐User/multitasking

Multi‐User/multitasking

Real‐Time 

A Single‐User/single‐tasking operating system  is one that allows only a single user to perform a  single task at a time

(57)

Chapter Summary

Purpose and Functions of Microcomputer Operating systems

An operating system that allows a single user to  perform two or more functions at once is a Single‐

User/multitasking operating system 

A Multi‐User/multitasking operating system is 

an operating system that allows multiple users to  run programs simultaneously on a single network  server, called a terminal server 

(58)

Chapter Summary

Purpose and Functions of Microcomputer Operating systems 

Real‐time operating systems are defined by  their speed and ability to work with special  real‐time applications programs. A Real‐time  operating system is a very fast, relatively small  OS that is often embedded, meaning it is built  into the circuitry of a device and not normally  loaded from a disk drive 

(59)

Chapter Summary

Major Events in the Evolution of 

Microcomputer Operating Systems

The history of current microcomputers and their  OSs involved many technical advances and the  imagination of a multitude of innovative people  You can find many accounts of the history of 

computers and operating systems by searching  the Internet 

(60)

Chapter Summary

What OSs Are Available Today?

The microcomputer operating systems common  today include MS‐DOS, several versions of 

Windows (Windows 98, Windows 2000, and 

Windows XP), Mac OS X, and several versions of  UNIX and Linux 

Each of today’s common operating systems is  best suited for certain uses 

(61)

Chapter Summary

What OSs Are Available Today?

Microsoft desktop OSs are common in the  business environment 

Both UNIX and Linux can be found on high‐

end servers and on desktop computers. The use  of Linux is growing on all types of systems 

The Mac OSs are commonly used in education  and in graphic workstations 

References

Related documents