Introduktion till hårdvara, mjukvara och operativsystem

Transkript

1 Introduktion till hårdvara, mjukvara och operativsystem Grundläggande operativsystem 1DV

2 Lärare Marcus Wilhelmsson Universitetsadjunkt i datavetenskap Linux, UNIX (Solaris, OpenSolaris, Mac OS X), OpenVMS Datorhårdvara, lagring Nätverks- och systemövervakning Personlig webbsida: 2 2

3 Kursplan 1DV415 Grundläggande operativsystem Länk till kursplan 3 3

4 Innehåll Introduktion till operativsystem Vad är ett operativsystem? Historia och bakgrund Operativsystemets komponenter och mål Operativsystemsarkitekturer 4 4

5 Introduktion Datorer och dess komponeneter blir billigare och snabbare Nya plattformar börjar användas Nätverkskopplade datorer används för att öka prestanda 5 5

6 Vad är ett operativsystem? Tidigare: Mjukvaran som kontrollerar hårdvaran Modernt: Ett lager mellan program och hårdvara 6 6

7 De tidigaste datorerna hade inget operativsystem Första OSet på en IBM 701 Ett job åt gången Single-stream batch processing system 7 7

8 1960-talet Liknande de tidigare systemen på 1950-talet Kunde köra flera job på en gång om de nyttjade olika delar av datorn Flera användare på en gång (timesharing) Realtidsoperativsystem UNIX Virtuellt minne 8 8

9 1970-talet Multiprogramming, batch processing, time sharing, realtid Persondatorer Mikroprocessorer Nätverk Säkerhet och kryptering 9 9

10 1980-talet Persondator och arbetsstation IBM PC och Apple Macintosh GUI , databaser Distribuerade datornätverk Klient/server-modellen 10 10

11 1990-talet Snabbare datorer Internet Objektorientering Öppen källkod GNU GPL (General Public License) OSI (Open Source Initiative) 11 11

12 2000-talet, nutid och framtid Middleware Webbtjänster Parallellbearbetning POSIX Nya plattformar 12 12

13 Plattformar IBM PC API Systemanrop Applikationsbas (kombination av hårdvaran och operativsystemet) Applikation Applikation Applikation Systemanrop 13 Operativsystemskomponenter 13

14 Olika typer av operativsystemsmiljöer Vanliga datorer Inbyggda system Realtidssystem Uppdragskritiska system Affärskritiska system Virtuella maskiner Köra mjukvara på flera plattformar 14 14

15 Virtuella maskiner Program Program Program Linux Windows UNIX Virtuell Minne CPU Hårddiskar Minne CPU Hårddiskar Minne CPU Hårddiskar hårdvara Program Virtuell maskin Program Operativsystem Mjukvara Minne CPU Hårddiskar Hårdvara 15 15

16 Operativsystemets komponenter Shell (skalet) Processhanterare Minneshanterare I/O-hanterare IPC-hanterare Filsystemshantering 16 16

17 Operativsystemets komponenter Trådar Drivrutiner Schemaläggning av disk-i/o 17 17

18 Operativsystemets mål Effektivit Välbyggt Skalbart Utbyggbart Portabelt Säkert Interaktivt Lätt att använda 18 18

19 Operativsystemsarkitekturer Monolitisk arkitektur Lagerarkitektur Mikrokärna Nätverksbaserade och distribuerade operativsystem 19 19

20 Monolitisk arkitektur Applikationer User space Systemanropsgränssnitt Kernel space Kernel MM PS IPC FS I/O Nät... MM - Minneshanterare PS - Processschemaläggare IPC - Interprocesskommunikation FS - Filsystem I/O = In- och -utmatningshanterare Nät = Nätverkshantering 20 20

21 Lagerarkitektur Användare User space Lager 4 Användarkörda applikationer Kernel space Lager 3 I/O-styrning Lager 2 Lager 1 Meddelandetolkning Minneshantering Hårdvara Lager 0 Processallokering och schemaläggning av processer 21 21

22 Mikrokärna Programvara Systemanropsgränssnitt Filsystem Processhanterare Enhetshanterare... User space Kernel Kernel space IPC Minneshantering Synkronisering 22 22

23 Nätverksbaserade och distribuerade operativsystem Server Server Server Klient Klient Klient Klient 23 23