Komputer i system operacyjny



   Jaka jest idea maszyny Von Newmanna?
Logiczny model komputera został opracowany przez Johna von Neumanna przeszło pół wieku temu.  ogólne zasady pozostały niezmienne i współczesne komputery są wciąż budowane wg pierwotnej koncepcji. Idea maszyny Neumanna: - programy i dane posiadają taką samą postać; - programy i dane są przechowywane w tej samej pamięci.
   Opisz cechy procesora jako układu elektronicznego.
Główny element komputera – procesor CPU –Central Procesor Unit to pojedynczy układ scalony, oparty na strukturze krzemowej, zawierającej od kilkudziesięciu milionów do ponad miliarda tranzystorów. Procesor wykonuje operacje arytmetyczne i logiczne oraz odpowiada za prawidłową współpracę wszystkich modułów funkcjonalnych komputera. Co to jest lista rozkazów procesora?
  Jak reprezentowane są rozkazy procesora?
Kilku gigahercowa częstotliwość taktowania procesora oznacza, że w jednej sekundzie procesor wykonuje kilka miliardów operacji arytmetycznych (dodawania, odejmowania, porównywania) i logicznych (suma, iloczyn, negacja) oraz przesyłania danych z i do pamięci operacyjnej. Zbiór tych operacji nazywany jest  listą rozkazów. Rozkazy procesora to dane zapisane w postaci zero-jedynkowej, przy czym każdemu rozkazowi odpowiada inna sekwencja danych. Fizycznie rozkazy istnieją w komputerze w postaci impulsów elektrycznych.
   Wymień funkcjonalne moduły procesora.
Funkcjonalne moduły procesora: arytmometr, rejestr danych, rejestr rozkazów, licznik rozkazów, układ sterowania.
     Gdzie umieszczone są programy i dane, na których operuje procesor?
Programy i dane, na których operuje procesor znajdują się w pamięci operacyjnej. Pamięć stanowi zbiór komórek, numer komórki jest jej adresem. Zawartość komórki stanowią dane. 
  Do czego służ poszczególne magistrale?
Procesor komunikuje się z pamięcią przez szyny (magistrale): adresową i danych. Szyna adresowa jest jednokierunkowa. Za jej pośrednictwem procesor uaktywnia odpowiednie komórki pamięci, umożliwiając zapis lub odczyt ich zawartości. Szyna danych jest dwukierunkowa. Pozwala na przesyłanie danych do i z procesora.
     Jaka jest główna różnica pomiędzy pamięcią  operacyjną i pamięcią masową?
W pamięci operacyjnej programy i dane umieszczane są tylko na czas pracy komputera. Dane, które muszą być pamiętane, gdy komputer nie pracuje, zapisywane są w pamięci masowej (dysk twardy, płyta DVD  
     Co to jest system operacyjny?
System operacyjny to zbiór programów kontrolujących pracę komputera oraz zainstalowanych w nim programów. System operacyjny jest niezbędny, aby uruchomić jakikolwiek program w komputerze.
Wymień funkcje systemu operacyjnego.
System operacyjny:
- pośredniczy pomiędzy użytkownikiem i komputerem  oraz programami użytkowymi,
- zarządza pamięcią operacyjną i zasobami komputera,
- nadzoruje wymianę danych pomiędzy jednostką centralną i urządzeniami zewnętrznymi,
- organizuje zapis danych w pamięci masowej,
- sygnalizuje błędy w działaniu komputera i aplikacji,
- nadzoruje uruchamianie i wykonywanie programów.
Wymień elementy systemu operacyjnego Windows w kierunku od sprzętu do aplikacji.
Po włączeniu komputera, bezpośredni nadzór  nad uruchamianiem obejmuje BIOS realizujący procedury testujące poszczególne podzespoły takie, jak pamięć, procesor, dyski. Po przeprowadzeniu testów BIOS przekazuje nadzór nad działaniem komputera systemowi operacyjnemu, którego główną część stanowi jądro. Jest to zbiór najważniejszych podprogramów systemu (biblioteki dll). Jądro komunikuje się z urządzeniami zewnętrznymi za pośrednictwem sterowników, a z programami (aplikacjami) przez powłokę systemu.
 Wymień i krótko scharakteryzuj używane systemy operacyjne.
MS-DOS powstał w 1981 r i był rozwijany do 1995 r.  Jest systemem jednozadaniowym i przeznaczonym dla jednego użytkownika. Ma ograniczone możliwości zarządzania pamięcią, wymaga ograniczenia modułów programów użytkowych do 64 KB, nie posiada prawie żadnych możliwości graficznych. Z czasem dołożono do niego nakładkę graficzną i tak powstał Microsoft Windows.
Microsoft Windows – prawdziwym bestsellerem stał się system Windows 3.11 for Workgroups oferujący możliwość pracy w sieci. MS Windows wprowadził standaryzację wielu składników programów oraz nowe mechanizmy zarządzania pamięcią, dzięki czemu można wprowadzić do niej kilka programów i używać ich równocześnie. Stąd system Windows nazywamy systemem wielozadaniowym. Jeżeli któryś z programów nie mieści się w obszarze pamięci RAM, system przepisuje go na dysk twardy do obszaru pamięci wirtualnej, przez co program nadal pozostaje aktywny.
Microsoft  Windows wprowadził DDE (dynamiczną wymianę danych i OLE – łączenie i osadzani e obiektów. Pozwalają one na współużytkowanie danych przez kilka aplikacji. Kolejne wersje systemu Windows wprowadzały dalsze możliwości. M.in. wprowadzono 32 – bitowy  system plików, umożliwiono stosowanie długich do 256 nazw plików i folderów, poszerzono możliwości pracy w sieci.
W 2002 r. do użytku weszła wersja systemu o nazwie Microsoft Windows XP, Windows Vista (2006 r.), Windows 7 (2009 r. ) i Windows 8 (2012 r.). Modyfikowano w tych systemach elementy graficznego systemu komunikacji z użytkownikiem, poprawi ono również zabezpieczenia systemu.
UNIX opracowany na początku lat 70-tych. Najbardziej znane  odmiany tego systemu to Solaris, SCO Unix, Irix, System V, Thru64 UNIX, UnixWare. Unix jest systemem wielodostępowym i wielozadaniowym. Posiada rozbudowane metody zabezpieczeń na każdym poziomie hierarchii katalogów i plików, potrafi obsługiwać wiele procesorów, jak również organizować systemy wielomaszynowe (klastry).
Linux system operacyjny oparty na filozofii open source, jest systemem darmowym, a kod źródłowy jest dostępny dla każdego. Cechuje go stabilność, jest dopracowany i chętnie wykorzystywany jako system do serwerów internetowych. Linux dostępny jest w postaci tzw. dystrybucji. Stanowią one zbiór oprogramowania, zawierający system operacyjny (jądro systemu) wraz z niezbędnymi sterownikami urządzeń oraz zestaw podstawowych programów użytkowych. Najbardziej znane dystrybucje to RedHat, SuSE, Debian Ubundu, Fedora. Linux może być sterowany za pomocą poleceń wprowadzanych przez powłokę (shell) lub poprzez GUI. Najbardziej znane warianty GUI dostępne  dla Linuksa to KDE, Gnome, XFce, Unity.
Jakie systemy operacyjne są stosowane w urządzeniach mobilnych?
Android – system operacyjny dla urządzeń mobilnych. System ten bazuje na jądrze Linuksa i oprogramowaniu na licencji GNU.
iOS to system operacyjny Apple INC dla urządzeń mobilnych iPhone, iPod touch oraz iPad. Bazuje na systemie operacyjnym Mac OS X 10.5.