Rozdělení operačních systémů - eAMOS

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
Skripty shellu
Knihovny
Jádro (privilegovaný režim)
Kernel
HAL
Démoni

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
Souborové systémy
Správce
paměti
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