1. Introduksjon til operativsystemer

Transkript

1 1. Introduksjon til operativsystemer mets plassering: Lagdeling: applikasjon, system, maskinvare Basisfunksjoner: Abstraksjon, deling, isolering Prosesser og ressurser Kjøring: sekvensiell, multitasking Instruksjonssyklus Avbrudd (interrupt) Hovedoppgaver: Administrasjon av utstyr, prosess/ressurs, minne, filer Kjernemodus og brukermodus Drivere Introduksjon 1

2 mets plass brukerprogram operativsystem maskinvare Introduksjon 2

3 Lagdeling: sett fra brukeren Introduksjon 3

4 Lagdeling i en datamaskin Introduksjon 4

5 m og utstyruavhengighet Maskin A Maskin B Maskin C Virtuelle maskiner Forskjellige maskiner Samme operativsystem Sett fra bruker og program er maskinene like samme kommandoer samme systemkall Program kan lett flyttes fra en maskin til en annen Introduksjon 5

6 Basisfunksjoner brukerprogram brukerprogram brukerprogram Ressursabstraksjon mfunksjoner (systemkall, API) operativsystem maskinvare Ressursdeling Introduksjon 6

7 Programmer og prosesser prosessbegrep sentral program - prosess, foreldre, barn avbrudds regler «interrupt» Opsys kan avbryte: pre-emptive files: hierarkisk system med root, pipes programmer bruker: systemkall (API) skall (shell): prompt Introduksjon 7

8 Sekvensiell kjøring Prosess 1 Minne m Prosess 1 Prosess 2 P1 ledig P1 ledig P1 P2 ledig P2 ledig CPU-aktivitet P2 Tid Introduksjon 8

9 Konsekvens av problemene med sekvensiell kjøring mye venting med bare et program multiprogramming utnytter ressurser bedre trenger et operativsystem som administrator Introduksjon 9

10 Multitasking Minne Prosess 1 Prosess 2 Prosess 1 Prosess 2 Prosess 3 m P1 P2 P1 P2 P1 CPU-aktivitet P2 Tid Introduksjon 10

11 Instruksjonssyklus Instruksjon hentes: plassering i IR og tolkning Utfør operasjoner: flytting av data prosessering styring Introduksjon 11

12 Instruksjonsformat Instruksjonsformat: Kode Adresse CPU-registre: IP = Instruksjonspeker - adresse til neste instruksjon IR = Instruksjonsregister - instruksjon som utføres akkurat nå AC = Akkumulatorregister - midlertidig lagringssted i CPU Operasjonskoder: 0001 = Hent til AC fra minne 0010 = Lagre fra AC til minne 0101 = Adder til AC fra minne Introduksjon 12

13 Minne CPU IP AC IR Minne CPU IP AC IR Minne CPU IP AC IR Minne CPU IP AC IR Minne CPU IP AC IR Minne CPU IP AC IR = Introduksjon 13

14 Hvorfor avbrudd? ved sen disklagring: ny prosess får lov å kjøre input skal ha prioritet: musa, tastatur, nettverk multiprogrammering gir muligheter til effektivitet og interaktivitet Introduksjon 14

15 Hovedoppgaver og ressurser m Prosess- og ressursadmini strator Minneadministrator Filadministrator Utstyrsadministrator maskinvare CPU minne utstyrsenheter Introduksjon 15

16 Brukermodus og kjernemodus Brukerprosess 4 Brukermodus 1 read 3 read Service-funksjon 2 Kjernemodus Introduksjon 16

17 Disk-kontroller primærlager cpu df sdg sdgfsd sdh sdfh sdfhd hsd fhs dfh sf dhs dfhsdfh sfdhs sdf asdf asdg asdga sdgasd g disk-kontroller R1 R2 R3 R4 write spornr sektornr Buffer df sdg sdgfsd sdh sdfh sdfhd hsd fhs dfh sf dhs dfhsdfh sfdhs sdf asdf asdg asdga sdgasd g Hard-disk df sdg sdgfsd sdh sdfh sdfhd hsd fhs dfh sf dhs dfhsdfh Introduksjon 17

18 Drivere Brukerprogram Generell del Drivere m Maskinvare Introduksjon 18

19 Fra program til i/o enhet brukerprosess write-systemkall Utstyrsadministrator opsys diskdriver skriverdriver skjermdriver musdriver buss nettverkskontroller diskkontroller skriverkontroller Introduksjon 19

20 mets oppgaver Utstyrsadministrasjon Flere brukere koordineres Prosess- og ressursadministrasjon Behandle prosesser, tildele ressurser Minneadministrasjon Tildeling av minne, sikre mot innsyn Filsystem Lagring, katalogisering og organisering Sikre ressurser, opsys privilegert Introduksjon 20

21 Fra program til fysisk utstyr brukerprogram utstyrsadministrator Utstyrs-kontroller Fysisk utstyr Introduksjon 21

22 Utstyrsuavhengighet Forskjellig maskinvare Intel 386/486/586, Pentium (II, III) serien, nå PowerPC VAX (Digital nå Compaq) RISC-prosessor Samme operativsystem UNIX Resultat Brukere kan operere forskjellige maskiner på samme måte Programmer kan flyttes mellom forskjellige maskintyper Maskin A Maskin B Maskin C ls -l gir samme resultat på alle maskinene, dvs utlisting av filnavn Introduksjon 22

23 The Four Paradigms of Computing SATSVIS TIDSDELING DESKTOP NETTVERK Tiår 60-årene 70-årene 80-årene 90-årene Lokalitet datarom terminalrom skrivebord mobilt Brukere eksperter spesialister individer grupper Data alfanumerisk tekst, linjer fonter, raster skrift, stemme Hensikt beregne data-tilgang presentere kommunisere Aktivitet punch og prøv husk og skriv se og pek spør og fortell Introduksjon

24 Klikk her for å se på en inføring i Linux Introduksjon 24