Transcript szg_arch_I_2 - PTE-PMMIK - Rendszer

Számítógép
architektúrák I.
gyakorlat
Nagyváradi Anett
[email protected]
http://morpheus.pte.hu/~anettn
Rókus 320.
Operációs rendszer
ismertetés,
hálózati ismeretek
Operációs rendszer
International Organization
for Standardization
 ISO definíciója:
„Olyan programrendszer, amely a
számítógépes rendszerben a programok
végrehajtását vezérli: így például ütemezi
a programok végrehajtását, elosztja az
erőforrásokat, biztosítja a felhasználó és
a számítógépes rendszer közötti
kommunikációt.”
Nemzetközi Szabványügyi
Szerveze
Operációs rendszer
 Program – közvetítő a felhasználó és a gép
között
 Célja:
 Egységes környezet biztosítása a felhasználó felé
 Szg. hardverjének hatékony kihasználása
 Számítási erőforrások:
 CPU
 Memória
 I/O egységek
Operációs rendszer részei
 Kernel (mag)
 Közvetlenül a gépet vezérlő program
 Állandóan fut
 HW védelem – felhasználó nem fér hozzá
 Rendszerprogramok
 Szg tevékenységeit irányítja
 Felügyeli az összes erőforrást
 Biztosítja az alkalmazói programok futásának környezetét
 Alkalmazói programok
 Felhasználói alkalmazások
Neumann elv
 Neumann János 1946. számítógépek ideális működése
 Gép 5 alapvető funkcionális egységből áll:





Bemeneti egység
Memória
Aritmetikai egység
Vezérlőegység
Kimeneti egység
 A gép működését a tárolt program elvére kell alapozni
 A gép a program utasításait az adatokkal együtt a
központi memóriában, bináris ábrázolásban tárolja,
műveleteit ezek sorrendjében hajtja végre
Neumann-elvek
1. soros utasítás végrehajtás (az utasítások végrehajtása
időben egymás után történik. Ellentéte a párhuzamos
utasítás végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg
is végrehajtható)
2. kettes (bináris) számrendszer használata
3. belső memória (operatív tár) használata a program és
az adatok tárolására
4. teljesen elektronikus működés
5. széles körű felhasználhatóság, alkalmasság bármilyen
adatfeldolgozási feladatra (a számítógép univerzális
Turing-gépként működik)
6. központi vezérlőegység alkalmazása
BIOS –




Basic Input Output System
Számítógép „idegrendszere”
EEPROM memóriába égetett programok
PC problémamentes működéséhez
Feladatai:
 Hardverek ellenőrzése (POST – Power-On Self
Test)
 Hardverek vezérlőinek betöltése
 Rendszerkonfiguráció
 Az adott operációs rendszer betöltése
 BIOS interfész biztosítása az operációs rendszer
számára
 Áramfelvétel szabályozása
BIOS beállítások - setup
 DEL / ESC billentyűkkel rendszerindításkor







Dátum
Merevlemez adatok
Floppy, billentyűzet, kijelző
Boot sorrend
Memória
Órajel frekvencia
Stb.
Bootolás folyamata






PC bekapcsolása
Videokártya betöltése
BIOS, POST
Tényleges rendszerindítás
Lemezmeghajtó kiválasztása
Kiválasztott lemez első szekrotának –
boot sector - beolvasása
Bootolás folyamata
Boot sector
 Merevlemez esetén:
MBR - master boot record
 1 merevlemez több partíciót is tartalmazhat
saját boot sectorral
 A boot sector kis programot tartalmaz,
melynek feladata az aktuális operációs
rendszer beolvasása, elindítása
Bootolás folyamata folyt.
 Ha merevlemezről bootolunk:
 Az MBR beli kód megvizsgálja a partíciós
táblát, hogy azonosítsa az aktív partíciót
 Beolvassa annak boot sectorát
 Elindítja az ottani kódot
 Ez a kód beolvassa a kernelt és elindítja
 Az op.rsz. a háttértárolóról betölti részeit –
rendszerfájlok
Merevlemez címzése
 A merevlemez címzése
 Cilinder/Fej/Szektor
 Mely cilinder / melyik fejjel írva,olvasva / a
sáv hányadik szektorában
 Számozás: C 0-tól / F 0-tól / S 1-től
 A lemezek ilyen C/F/S egységben
megadott méretét a lemez
geometriájának nevezzük
 Pl.: MBR címe
0/0/1
Bootolási infromáció
 Merevlemezen két helyen tárolható :
 MBR
 Boot sector
 A fő boot sector – MBR - 0/0/1 címen
 512 byte-os szektor
 Gépi kódú betöltőprogramot és
 4 x 16 byte-os táblázatot tartalmaz –
partíciós tábla
Partíciós tábla 4 x 16 byte
 A 16 byte bejegyzései:





F [1 byte]
B [3 byte]
T [1 byte]
E [3 byte]
R [4 byte]
 S [4 byte]
boot flag (bootolható-e a partíció)
partíció első szektora C/F/S
partíció típuskódja (op.rsz. kódja)
partíció utosló szektora C/F/S
partíció első szektora a partíciós
tábla címéhez képest, szektorban
partíció mérete szektorban
Partícionálás
 A merevlemezek részekre - partíciókra
szabdalásának folyamata
 A partíció a merevlemez egy önálló logikai
egysége, amely fájlrendszer tárolására
alkalmas
 Primary/elsődleges partíció
 Azon partíciók, melyeket az MBR partíciós táblája ír
le
 A partíciós tábla méretei miatt 4 partíciónak biztosít
helyet
 Közülük egy lehet extended partíció
 Extended/kiterjesztett partíció
 Segítségével 4-nél több partíció hozható létre
Extended/ kiterjesztett
partíció
 Erre helyezhetők el a logikai/secondary
partíciók
 A logikai partíciókat a másodlagos
partíciós táblák írják le
Partícionálás
 Partícionáláskor meg kell adni az aktív (boot)
partíciót - hogy a rendszer bootolásra képes
legyen
 Partícionáló programok







Fdisk
Cfdisk
PartitionMagic
QtParted
GParted
GNU Parted
Ghost
Fájlrendszerek
 Olyan struktúrák, amelyek a számítógép
merevlemezeken tárolt adatainak rendszerezésére szolgálnak
 A lemez kezelése diszkrét részekben történik –
cluster (klaszter)
 Egy klaszter a lemez fizikai szektorának egész
számú töbszöröséből állhat
 Klaszter – legkisebb kezelhető lemezegység
 A különböző fájlrendszerek különböző méretű
indexeket használnak a klaszterek
kiválasztásához
Fájlrendszerek







FAT12 (File Allocation Table)
FAT16
FAT32
NTFS (New Technology File System)
HPFS
Ext2, Ext3
CDFS







Floppy
Általános
Win9x
WinNT
OS/2
Linux
CD
FAT12, FAT16, FAt32
 12, 16, 32 bites indexeket használ a klaszterek
kiválasztásához - helypazarlás
 Fájlkiosztási tábla (FAT), amely a kötet legfelső szintjén
elhelyezkedő adattáblázat
 Lemezek fürtökre vannak felosztva, amelyek mérete a
kötet méretének függvénye
 Fájlrendszer adatai egyetlen szektorban
 Vele létrehozható max. logikai lemez 2GB/ 4GB
 Gyökérkönyvtár max bejegyzés száma 512
 Nincs hibatűrés
 FAT-partíciót képező fájlokhoz jogosultságokat nem lehet
beállítani
 Adminisztrációs célokra kevés helyet foglal
NTFS
 Fő irányvonal:
 Helyreállíthatóság - rögzíti a fájlrendszerben végrehajtott
tranzakciókat - naplófájl
 Súlyos szektorhibák eltávolíthatósága - nem használ speciális
objektumokat a lemezen, a tárolt összes objektumot nyomon
követi és védi
 A gyorsjavítás támogatása
 Felhasználók saját maguk által definiált attribútumokat
rendelhetnek a fájlokhoz
 Egyedi hozzáférési jogok
 Hosszú fájlnevek támogatása
 Nagyobb partíciók kezelése – 64 bites index – 256 TB
 Kis és nagybetűérzékeny
Hálózati tudnivalók
 Több egymáshoz kapcsolt számítógépből áll,
amelyek között lehetőség van információcserére és
erőforrásmegosztásra
 Hálózatba kapcsolt gépek hostok
 Hálózattípusok:
 LAN - helyi hálózat (átviteli sebessége nagy, több
megabit/sec)
 WAN - nagytávolságú hálózatokat (9600 bit/sec)
 Az internet (vagy internetwork) több ilyen
egymással összekapcsolt LAN-ból illetve WAN-ból
áll
Hálózati kommunikáció
 A számítógépek közötti kommunikáció
szigorú szabályok – protokollok - szerint
zajlik
 Rétegek – a kommunikációs rendszer
egymástól jól elkülöníthető, független
részei, melyek szabványos interfésszel
kapcsolódnak egymáshoz
 ISO OSI (International Standard Organisation,
Open System Interconnect )
ISO OSI rétegei
 Az OSI modell hét
réteget határoz
meg
 az alsó három
réteg jellemzően a
számítógép
hardverével
kapcsolatos,
 a felsőbb négy
réteg
megvalósítása
szoftver feladat
Adatátvitel
 Ha egy küldő folyamat a vevő folyamatnak
adatokat akar küldeni :
 az adatokat az alatta lévő rétegnek átadja, amely az
adatok elé un. fejrészt (headert) illeszt
 az így kapott egységet továbbadja a következő
rétegnek
 folyamat egészen addig ismétlődik, amíg az adatok
el nem jutnak a fizikai rétegig, ahol aztán valóban
továbbítódnak a vevő géphez
 vevő oldali gépen, ahogy az üzenet az egyre
magasabb rétegekhez kerül, az egyes rétegekben a
különböző fejrészek leválasztódnak róla
 végül megérkezik az üzenet a vevő folyamathoz