Rozdělení operačních systémů

Rozdělení operačních systémů

OS1 Přednáška číslo 2

Podle počtu ovládaných procesorů ● ●

Jednoprocesorové (monoprocesorové) Víceprocesorové (multiprocesorové) –

–

Asymetrický processing (ASMP) – na jednom procesoru běží procesy systému, na dalších uživatelské procesy Symetrický multiprocessing (SMP) – kterýkoliv proces může běžet na kterémkoliv procesoru

Podle správy uživatelů ● ●

Jednouživatelské (monouser) Víceuživatelské (multiuser) – –

Více uživatelů pracuje současně v reálném čase Musí zajistit rozdělení a oddělení prostředků (paměti) mezi uživatele

Podle počtu spuštěných programů ● ●

Jednoprogramové (monotasking) Víceprogramové (multitasking) – více úloh je spuštěno současně –

–

–

Preemptivní multitasking – pravidelné střídání úloh (Mac OS X, UNIX, Windows NT, Windows95) Nepreemptivní multitasking – lze spustit více úloh, ale úloha opustí procesor pouze při ukončení anebo čekání na v/v operaci Kooperativní – jako preemptivní, ale o předání procesoru se starají samotné úlohy (Windows 3.X, Mac OS před X)

Podle schopnosti práce v síti ●

●

Lokální – nedokáží pracovat v síti bez přídavných modulů Síťové – mají klientskou i serverovou verzi

Podle míry specializace ● ●

Speciální – pro jeden typ úloh Univerzální – různé typy úloh

Realtimové operační systémy ●

Musí být schopny práce v reálném čase –

●

●

●

Řízení letadla, jaderné elektrárny, …

Musí reagovat okamžitě – horní časová hranice Většinou mají malé jádro (mikrojádro), které ovládá jen základní funkce a na vše další se volají moduly Příklady: – – –

QNX RTLinux RTX – RealTime eXtension – nadstavba pro Windows

Základní typy struktur OS ●

●

Monolitická struktura – jádro a rozhraní - MS DOS, zařízení (tiskárny) Vrstvená struktura – části systémů uspořádány do vrstev – každá vrstva využívá služeb nižších vrstev. Systém je budován od vnitřních vrstev k vnějším. Vnitřní vrstvy jsou proto nejdůležitější z hlediska bezpečnosti. V současnosti nejčastější struktura

Základní typy struktur OS ●

●

Virtuální počítače – systém je rozdělen do samostatných modulů. Každý z nich vybaven prostředky. Obvykle se vzájemně neovlivňují. Abstraktní počítače – jako virtuální počítače. Každý modul má svou pevnou specifickou funkci. Ovladače zařízení.

Základní typy struktur OS ●

Model klient – server – systém má mikrojádro, které obsahuje jen základní funkce, ostatní funkce systému provádějí speciální systémové procesy – servery. Procesy, které spouští uživatel se nazývají klienti a využívají služeb serveru. Typicky realtimové OS

Základní typy struktur OS ●

Stavebnicová struktura – co nejmenší jádro. Zbytek je přilinkován pouze tehy, vyžaduje-li ho některý z klientů. Opět typicky realtimové OS

Základy OS Unix 2. přednáška – pokračování

Vznik UNIXu ● ● ●

● ● ●

2 polovina šedesátých let Vyvinut ze systému Multics Původně vyvinut jako systém pro zpracování textů Autoři Ken Thompson a Denis Ritchie Název vymyslel Brian Kernighan Původně napsán v jazyce B, z kterého byl vyvinut v r. 1971 jazyk C

Ken Thompson (vlevo) Dennis Ritchie (vpravo)

Ken Thompson (vpravo)

Dennis Ritchie Dennis MacAlistair Ritchie (narozen 9. 9. 1941)

Brian Kernighan Brian Wilson Kernighan (narozen 1942 v Torontu v Kanadě)

Pravidla vývoje UNIXu ●

●

●

●

Psát programy, které budou dělat právě jednu věc, a tu budou dělat dobře. Psát programy tak, aby mohly navzájem spolupracovat. Psát programy tak, aby povely přijímaly hromadně ze vstupu v textové podobě. Psát programy tak, aby výstupy produkovaly v textové podobě a mohly být použity jako vstupy do programů dalších.

Vlastnosti OS UNIX multiprogramový ● multiuživatelský ● víceprocesorový ● s terminálovým přístupem Operační systém UNIX musí uživateli u terminálu vytvořit pocit, že počítač schovaný za terminálem je "pouze" jeho. ●

Vlastnosti OS UNIX ● ●

●

Jádro běží v privilegovaném režimu Obvykle je tvořeno jedním souborem – monolitický systém (v Linuxu /boot/vmlinuz) Vše ostatní běží v uživatelském režimu

Jádro systému ●

2 vrstvy –

–

HAL (Hardware Abstraction Layer) – část jádra závislá na hardware, především ovladače zařízení Kernel – část nezávislá na HW. Běží zde démoni – systémové procesy, které běží na pozadí bez ohledu na uživatele

Struktura OS UNIX Programy

Shell, vestavěné programy

Knihovny Jádro (privilegovaný režim)

Kernel HAL

Démoni

Skripty shellu

Struktura OS UNIX ●

●

●

Knihovny – obsahují objekty a různé rutiny (jako DLL ve Windows). Shell – rozhraní pro komunikaci s uživatelem. Současné UNIXy mají i grafické rozhraní, které jej nahrazuje a běžný uživatel s shellem nemusí přijít do styku. Skripty – posloupnosti příkazů shellu zapsané do souboru.

Struktura jádra UNIXu Rozhraní systémových volání VFS

Správce procesů

Správce paměti

Souborové systémy

Síťové služby Ovladač TCP/IP

Ovladač prvního HD

Ovladač druhého HD

Ovladač DVD Ovladač síťové karty

První pevný disk

Druhý pevný disk

DVD

Síťová karta

Struktura UNIXového jádra ●

●

Souborový systém – rozhraní mezi ovladačem paměťového média a vyššími vrstvami jádra. V UNIXu platí, že „vše je soubor“. VFS (Virtual File systém) – rozhraní pro podobný přístup k různým souborovým systémům. Uživatel se nemusí starat o fyzické umístění konkrétního souboru

Struktura UNIXového jádra ●

Rozhraní systémových rozhraní – rozhraní mezi jádrem a uživatelem (programy) –

– – –

S touto vrstvou se komunikuje pomocí knihoven obsahujících definice API funkcí (Application Programming Interface) zajištění bezpečnosti znemožnění zásahu uživatele do jádra zjednodušení práce programátorů

Prvky ochrany uživatelů v OS UNIX ●

Uživatel má účet, který obsahuje následující informace: – – – – – –

Jméno účtu a heslo Skupina a číslo uživatele Identifikace uživatele (jméno, příjmení…) Domácí adresář (/home/jmeno) Interpret příkazů shel (bash) Další informace (datum a místo posledního přihlášení)

Prvky ochrany uživatelů v OS UNIX ●

Prvky se určují zvlášť pro: – – – –

●

majitele souboru (u - user) skupinu uživatelů (g - group) ostatní, svět (o - other) všechny (a - all)

Práva na: – čtení/zápis/provedení (soubor) (r,w,x) – výpis/modifikace/vstup (adresář) (r,w,x)

●

Superuživatel (root) – právo na cokoliv

Systém souborů a adresářový strom ●

●

●

Systém souborů ext2fs , ext3fs, ReiserFS, XFS (Linux), efs (IRIX), ufs (Solaris) UNIX (Linux) má jednotnou strukturu adresářů – měla by být jednotná na všech systémech Norma POSIX a POSIX-2

Typický strom adresářů UNIXu ● ● ●

● ● ●

●

/unix, /bsd, /boot – Jádro OS /bin – Základní systémové programy a příkazy /dev – Adresář speciálních souborů pro obsluhu periferií /etc – Adresář konfiguračních souborů systému /lib – Adresář knihoven /mnt – Pomocný adresář pro připojování dočasných systémů souborů /tmp – Veřejný adresář pro pomocné a dočasné soubory (temp)

Typický strom adresářů UNIXu ● ●

● ● ●

/home – Adresář s domovskými adresáři uživatelů /usr/bin, etc, lib, tmp – Adresáře se soubory, které typicky z kapacitních důvodů nejsou v kořenovém adresáři. /usr/include – soubory pro překladač jazyka C /usr/man – Manuálové stránky /usr/local/bin, man, etc, lib, ... – Programy lokálně instalované

Typický strom adresářů UNIXu ●

●

●

●

usr/sbin, /sbin – Systémové programy určené zpravidla superuživateli /var – Adresář pracovních a administrativních souborů systému /opt – adresář s dalšími programy (pouze Linux) /srv – kořenový adresář WWW, FTP … (pouze některé distribuce Linuxu)

Příkazy UNIXu ●

●

man – nápověda spouštění: man příkaz (např. man man) cd – změna adresáře (change directory) cd adresář cd .. – skok do nadadresáře samotné cd – skok do domácího adresáře uživatele

Příkazy UNIXu ●

●

ls – výpis souborů a adresářů ls –l dlouhý výpis ls –a včetně skrytých souborů (začínají tečkou) ls –la obojí cp – kopírování souborů cp odkud kam

Příkazy UNIXu ●

●

mv – přesun souborů mv odkud kam rm – smazání souborů rm soubor rm –i soubor – s dotazem rm –i *

Příkazy UNIXu ●

●

●

rmdir – smazání adresáře rmdir jmeno mkdir – vytvoření adresáře mkdir jmeno chmod – nastavení práv souborů a adresářů chmod abc soubor a,b,c čísla 0-7, (součet čísel: 4 – čtení, 2 - zápis, 1 – spouštění) např. 5 – čtení a spouštění. Anebo pomocí symbolů r,w,x a u,g,o,a (viz cvičení)

Příkazy UNIXu ●

●

● ●

ps – výpis běžících procesů ps –axu – všechny procesy všech uživatelů kill – stopnutí procesu kill –9 id – natvrdo stopnut proces id clear – smazání obrazovky pwd – cesta do aktuálního adresáře

Příkazy UNIXu ● ● ●

chown – změna majitele souboru cat – prohlížení textového souboru more, less – prohlížení textového souboru se stránkováním

Příkazy UNIXu ● ● ● ●

●

df – výpis připojených disků a místa na nich free – výpis stavu paměti du – výpis velikosti podadresářů quota - prostor přidělený uživateli a jeho zaplnění which – kde je umístěn program which bash – kde je umístěn program bash

Současné UNIXy ●

Linux – www.linux.cz – www.linux.org

Současné UNIXy ●

BSD – Berkeley Software Distributions – www.freebsd.cz

Současné UNIXy ● ●

Darwin a MacOS X pro PPC (Apple) – –

www.gnu-darwin.org www.apple.com/macosx

Současné UNIXy ●

Solaris –

wwws.sun.com/software/solaris

Současné UNIXy ●

Tru Unix –

h30097.www3.hp.com/index.html

Současné UNIXy ●

IRIX® –

www.sgi.com/developers/technology/irix/

Současné UNIXy ●

AIX –

www-1.ibm.com/servers/aix

Konec

Děkuji za pozornost