Üzleti környezetre optimalizált rendszerek SANB107
Félévi követelmények 2 db zárthelyi dolgozat gyakorlati órákon gyakorlati és elméleti anyagból pótlás: egyszeri - félév utolsó hetében vagy vizsgaidőszakban minimum követelmény: 50% (külön-külön, zh-nként) vizsgajegybe beszámítás: 30%-ban Vizsgaidőszakban – vizsga zh – teljesítendő: minimum 50%
IBM System i IBM System p rendszerének ismertetése Csütörtökönként 12:45-től blokkosítva A102-es teremben http://morpheus.pte.hu/~varady/ Várady Géza
1
3
[email protected]
Előadás és gyakorlatok Az előadások és gyakorlatok látogatása kötelező!
Operációs rendszerek MINB240 V3+2+0 - 5 kredit KF
Nagyváradi Anett 0. előadás Bevezetés 4
1
2
Félévi tematika
Jegyzet hét
Előadás segédlet elérhető: http://e-oktat.pmmf.hu CSAK VÁZLAT!!! Kérem kinyomtatva előadásra elhozni az anyagot – jegyzetoldal.
előadás
gyakorlat
1
Követelményrendszer ismertetése, bevezetés
-
2
Definíció, történet, fajták, strukturák, processzusok
általásos ismeretek, putty
3
Szálak, IPC
jogosultságrendszer linux alatt
4
Ütemezés
fájlműveletek
5
Deadlock es algoritmusok
vi
6
Memória kezelés 1
szűrés, keresés
7
Memória kezelés 2
zh1
8
Input Output 1
reguláris kifejezések
9
Input Output 2
sed
10
Tavaszi szünet
Tavaszi szünet
11
File rendszerek felépítése
awk
12
File rendszerek, CD-ROM, FAT, NTFS, stb
shell scriptek
13
Biztonság
shell scriptek
14
Egyéb operációs rendszerek
zh2
15
Összefoglalás
pótzh
5
7
Mikrogép architektúra
Ajánlott irodalom • A.TANENBAUM: Operációs rendszerek, Panem Kiadó Kft., 2007 • Kóczi Annamária, Kondorosi Károly: Operációs rendszerek mérnöki megközelítésben, Panem Kiadó Kft., 2004 6
8
3
4
PC architektúra
Merevlemez
9
11
Memória hierarchia
Számítógép rendszer • • • • • •
10
Processzor Belső memória Lemezek Hálózati csatolók Nyomtatók Egyéb I/O eszközök
Nyers hardver fölötti szoftver réteg
Virtuális gép Operációs rendszer
12
5
6
Számítógép rendszer
Mi is az operációs rendszer? Virtuális gép
ill.
erőforrás kezelő
Alulról - felfelé Felülről - lefelé Felhasználó felé olyan A processzorokért, memóriákért, I/O felületet nyújtson, eszközökért versenyző melyet könnyebb programok számára programozni, mint a szabályos, felügyelt mögöttes hardvert módon biztosítsa ezeket 13
15
Operációs rendszer
Történet - lyukkártya • Joseph Jacquard (1752-1834)
• Legalapvetőbb rendszerprogram kezeli a rendszer erőforrásait, alapot biztosít a felhasználói programok írásához
lyukkártya vezérlésű szövőgépe 14
16
7
8
Történet - Első generáció
Történet - első digitális sz.gép • Charles Babbage (1832)
• Első generáció (1945-55) Vákuumcsövek, kapcsolótáblák – Vákuumcső - meghibásodás – Programozás :kapcsolótáblákkal – Abszolút gépi nyelv – Operációs rendszer fogalma ismeretlen – 1950-es évekre lyukkártya
• Ada Lovelace (Ada Byron)
17
19
Lyukkártya
Történet – elektromos leolvasás • Herman Hollerith (1860-1929) lyukkártyák elektromos leolvasása
18
20
9
10
Digitalizálódás
Kötegelt rendszerek • Gyűjtsünk össze egy kötegre való feladatot • Egy olcsóbb géppel olvastassuk mágnesszalagra IBM 1401 • Másik drágább, gyorsabb géppel végeztessük el a számításokat IBM 7094
21
23
Történet - Második generáció
Bemenetei feladat
• Második generáció (1955-65)
Tipikus bemenetei feladat (batch program) szerkezete
Tranzisztorok és kötegelt rendszerek
• Feladat futtatása: – – – – –
programozó papírra írta a programot ezt kártyákra lyukasztották kártyacsomagot a beviteli terembe vitték átadták az egyik kezelőnek mikor a gép végzett, az eredményt a kiviteli teremben kinyomtatta 22
24
11
12
Új korszak – a tranzisztor
Multiprogramozás és spooling
• Megbízható működés • BM Stretch: 50,000 ops/sec, 3.5 millió $
• Szalagra várakozás. I/O várakozás Æ üresjárat Multiprogramozás
• Programozási nyelvek: FORTRAN, assembly
• Háttértárolás - Spooling technika
• Tipikus operációs rendszerek FMS (Fortran Monitor System) IBSYS
(Simultaneous Peripherial Operatiopn On Line) 25
27
Történet - Harmadik generáció
Multiprogramozás alapelve
Harmadik generáció (1965-80) Integrált áramkörök és multiprogramozás
• IBM System/360 • Új módszerek – multiprogramozás – spooling 26
28
13
14
Még pár újdonság
Történet - Negyedik generáció • Negyedik generáció (1980-tól)
• Időosztásos rendszer kialakulása CTSS (M.I.T.) • Számítógép szolgáltató fejlesztése MULTICS • Miniszámítógépek • Ken Thompson – UNIX
Személyi számítógépek – LSI (Large Scale Integration) – Mikroprocesszor – Kezdetben kép op.rsz. uralta a piacot: • Microsoft DOS • UNIX
– Hálózati operációs rendszerek, osztott operációs rendszerek fejlődése
• IEEE - POSIX szabvány 29
31
POSIX
Personal Computer
Portable Operating System Interface rendszerinterfész definiálása, mely alkalmas hordozható alkalmazások készítésére Æ ~200 C függvény segítségével adja meg
• PC 1970-es évek: Apple, Commodore, Radio Shack • 1981: IBM PC • 1984: Macintosh (Mac 1984 commercial)
• Többfelhasználós Æ több folyamat futtatására alkalmas környezet (egyedi azonosító) • Hierarchikus állományrendszer • Védelmi rendszer Æ felhasználók adatainak elérését védelmi rendszer szabályozza
1970 Datapoint 2200 30
15
1977 Apple II
1979 Altair
1981 IBM5150
1984 Apple Machintos 32
16
Merre tartunk?
Processzusok
Mooretörvénye
• Program, adat, verem szegmensekből áll
33
35
Fogalmak
Rendszerhívások • Programok és az op.rsz. közötti szolgáltatások igénybevételének eszközei. • Speciális gépi utasítás – trap (csapda) - paraméterátadás - HW működési mód váltás - paraméterek másolása - elágazása a hívott szolgáltatáshoz - visszaadott paraméterek másolása - visszatérés a hívóhoz
• Rendszerhívások – kiterjesztett utasítások Az op.rsz. és a felhasználói programok közötti kapcsolatot biztosító kiterjesztett utasításkészlet
• Processzus – egy végrehajtás alatt lévő program Címtartomány Regiszterkészlet Processzustáblázat
34
36
17
18
Alapvető processzuskezelő rendszerhívások
Hierarchikus felépítés • Processzushierarchia:
• Processzust létrehozó és megszűntető rendszerhívások
– – – –
– Pl.: parancsértelmező / shell – Gyermekprocesszusok – Processzusok közötti kommunikáció
nem túl mély (max. 3 szint) rövid életű (percek) korlátozott vezérlés, elérés munkakatalógus
• Fájlhierarchia: – több szint is lehet – hosszú életű (évek) – majdnem minden felhasználó számára van jogosultsági rendszer – útvonalnévvel azonosítható
• Memóriakezelő rendszerhívások • Fájlrendszerrel kapcsolatos rendszerhívások 37
39
Fájlok
Unix rendszerek sajátossága
• Rendszerhívások szükségesek: fájlok létrehozására, törlésére, olvasására, írására Katalógus / könyvtár / directory
• Katalógusvédelem: 9 bites bináris védelmi kód - rwx rw- r-- (user, group, other) Fájl írása: – – – –
38
open jogok ellenőrzése fájlleíró hibakód 40
19
20
Mountolás
Parancsértelmező - shell
• Fájlrendszerek felcsatolása a könyvtárstruktúrába
Nem az operációs rendszer része!
41
43
Operációs rendszerek belső szerkezete
Pipe • Specifikus fájlok – Blokk specifikus fájl (lemezek) – Karakter specifikus fájl (nyomtatók, modemek)
• • • •
• Két processzus összeköttetésére alkalmas fájl
42
Monolitikus rendszerek Rétegelt rendszerek Virtuális gépek Kliens-szerver modell - mikrokernel
44
21
22
Monolitikus rendszer
Rétegelt rendszerek
• Legelterjedtebb szervezés • Struktúrája a struktúrálatlanság • Az op.rsz. eljárások gyűjteménye – bármelyik szabadon hívhatja a másikat
• az op.rsz. rétegekből álló hierarchia is lehet • minden réteg az alatta lévőre épül pl.: T.H.E. (Technische Hogeschool indhoven) Dijkstra 1968. Réteg
MULTICS
Feladat
5
A gépépkezelő
4
Fehsználói programok
3
I/O kezelése
2
Gépkezelő - processzuskommunikáció
1
Memória és dobkezelés
0
Proesszor hozzárendelés és multiprogramozás
45
47
Monolitikus rendszer
Rétegelt rendszerek
46
48
23
24
Kliens-szerver modell Mikrokernel
Virtuális gépek • virtuális gépmonitor
49
51
Kliens-szerver modell Mikrokernel
Unix - Linux
• Op.rsz. részek magasabb rétegbe helyezés • Az op rsz több funkcióját felhasználói processzusokra bízzák • A kernelnek csak a kliens és szerver közötti kommunikációt kell kezelnie
• 1960. többfelhasználós operációs rendszer kifejlesztése • 1969. Ken Thompson a UNIX kezdetleges változatának a kifejlesztése • C nyelvre való áttérés • Modularizálás • 1971-ben publikálták az első UNIX kézikönyvet • Berkeley Egyetem 1974-ben jutott hozzá egy UNIXlicenszhez
50
52
25
26
Sun Solaris • rejtett
Solaris Operating System • SUN Microsystems cég által kifejlesztett • Korábbi verziók: SunOS (BSD Unix-on) • Elsődlegesen SPARC processzorokra írták • Solaris-x86 PC-re
53
55
BSD
IBM AIX
Berkeley Software Distribution
Advanced Interactive eXecutive • IBM fejlesztés (1986) • IBM POWER vagy PowerPC architektúrára • JFS2 (Journaled File System) fájlrendszer bevezetése
• 1977. Bill Joy először kiegészítő Sixth Edition Unix-hoz (1BSD) • Majd önálló, teljes rendszer • legfőbb komponense a [Pascal programming language|Pascal]] fordító • 1978. 2BSD – két új program • Vi – szövegszerkesztő • C shell - parancsértelmező 54
56
27
28
I5/OS
Windows történet 1985 Windows 1.0 1990 Windows 3.0 (a legsikerültebb verzió) 1992 Windows 3.1 (ez az első Windows, ami IBM XT-ken már nem működik) 1993 Windows NT (New Technology, ez volt az első önálló operációs rendszer, ami nem igényelt DOS-t maga alá) 1994 Windows 3.11 (for Workgroups, hálózati támogatottsággal) 1995 Windows 95 (önálló operációs rendszer, CD-n is forgalmazták) 1996 Windows CE (laptopokra és palmtopokra) 1998 Windows 98 (sok 95-ös hiba kijavítása, főleg az Internetes lehetőségei) 1999 Windows Me 2000 Windows 2000. (NT és 9x vonalak összefonása) 2001 Windows XP (=eXperience - élmény) A Stabil NT/2000-es folytatása 2007 Windows Vista 59 2010 Windows 7 munkanével (hipervizor technika )
iSeries vagy AS/400 néven is ismert 1988 • IBM System i rendszereken használt operációs rendszer • architektúrája 128 bitre van tervezve • struktúrája nem processzorközpontú, hanem alkalmazáscentrikus
57
Windows
OS/2
• ablaktechnikán alapuló rendszer • „mindent szabad, kivéve néhány dolgot” elv alapján épültek fel • felhasználói programok a teljes rsz-t elérték Æ biztonság hiányaÆ • New Technology
Operating System/2 (1988) • IBM és Microsoft által fejlesztett rendszer • Az IBM Personal System/2 rendszerekre • HPFS (High Performance File System) fájlrendszer • Hosszú fájlnevek • Kis és nagybetűérzékeny • Hatékonyabb lemezkihasználtság
– fájl szintű Hozzáférés Vezérlő Lista alapú jogosultságkezelés 58
60
29
30
Novell Netware • Hálózati operációs rendszer (1983) • Diszkmegosztás helyett fájlmegosztás • Különféle, különálló hálózatok egy egységes hálózattá való összeintegrálása • Bármikor, bárhonnan elérhető – a különféle hálózati platformokról – asztali operációs rendszerekről – vezeték nélküli eszközökről
• Moduláris felépítés 61
Összefoglalás • Vizsgálat kétféle nézőpontból • Erőforráskezelők • Kiterjesztett gépek
• Történet • Először csak gépkezelő helyettesítése • Korszerű, multiprogramozható rendszerek
• Minden operációs rendszer lelke: • Megvalósított rendszerhívások készlete
• Többféleképpen struktúrálhatóak • Monolitkus, rétegelt, virtuális gép, kliens szerver modell 62
31
