3. előadás Műszaki informatika.

Az előadások a következő témára: "3. előadás Műszaki informatika."— Előadás másolata:

1 3. előadás Műszaki informatika

2 Előző órán Trendek az informatikában A számítógép hardver elemei
Adat be- és kivitel eszközei Számítógépes hálózatok kialakítása Internet, e-világ Cloud computing

3 Jegyzet Letölthető előadások ÉS saját jegyzet!
Informatika építőmérnököknek jegyzet Átdolgozott előadások

4 Motiváció Program telepítésnél miért kérdezi meg a gép, hogy 32 vagy 64 bites operációs rendszerem van? Mi az az NTFS? Miért használjak Linuxot? Tényleg jobb az Android mint az iOS? Mekkora letöltési sebesség érhető el HSDPA csomaggal?

5 A mai óra Operációs rendszerekről általában
Néhány fontosabb változat és jellemzői File-rendszerek Mobil operációs rendszerek Az infokommunikáció alapjai Infokommunikációs megoldások és tulajdonságaik

6 Miért „operációs”? Mérnöki megközelítés Operating system (OS)
Operáció – művelet Platform, rendszer Oprendszer, OS „Min fut?” Számítógép, tablet, telefon, célgép

7

8 Az operációs rendszerek helye
Hardver: a számítógép működéséhez szükséges technikai berendezések összessége Szoftver: a hardvert működtető programok összessége Alapszoftver Rendszerszoftver Alkalmazói szoftver (alkalmazás) Operációs rendszer Erőforrásokat (!) kezelő alapprogram

9 Operációs rendszerek fejlődése, történeti áttekintés I.
Minden korszaknak meg volt a saját problémája Nincs oprendszer Elektroncsövek, HW építő/operátor/programozó Kihasználatlan gépidő Kötegelt (batch) feldolgozás Tranzisztorok, Programozó + operátor (gépkezelő) + futtatási utasítás Lyukkártyák -> mágnesszalagok Nehézkes hibakeresés

10 Operációs rendszerek fejlődése, történeti áttekintés II.
Monitor Automatikusan beolvassa a következő feladatot („első oprendszer”) Jobb gépidő kihasználtság Operátor csak a perifériákat kezeli Multiprogramozás Integrált áramkörök ( ) Ütemezés Véletlen elérésű (random access) tárak; particionált memória Új feladat: tárgazdálkodás Cél: CPU maximális kihasználtsága

11 Operációs rendszerek fejlődése, történeti áttekintés III.
Időosztás (time-sharing) Közvetlen, interaktív kommunikáció a felhasználó és program/oprendszer között Felhasználók terminálokon MIT&Bell&GE fejlesztése: MULTICS PC (1980-as évektől) felhasználó-gép struktúra biztonság, programnyelvek, egyszerűsítés Jelenkor kihívásai Hálózatkezelés Mobil eszközök Cloud computing

12 OS 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.

13 Az OS feladatai Erőforrások vezérlése
Hardver elemek CPU, memória, merevlemez, perifériák stb. Szoftverek Állományok, adatok Felhasználó(k) Alap (egységes környezet) a programoknak Hatékony, biztonságos, igazságos működés „Kényelmes” működés

14 OS szolgáltatások, feladatok
Folyamatok kezelése Memória kezelés Adattárak kezelése I/O menedzsment (pl. nyomtatók, meghajtók) Biztonság Hálózati menedzsment Felhasználói felület

15 Az OS és környezete

16 Folyamatok és szálak Process (folyamat) Thread (szál)
Végrehajtás alatt álló program (<>program) Párhuzamosan több folyamat futhat Thread (szál) Közös memóriát használó programrészek egy folyamaton belül Szekvenciálisan végrehajtható utasítás-sorozat Multitasking, multi/hyperthreading Több folyamat, több szálon Több processzor/mag kihasználása

17 Felhasználói felületek
Parancssoros, Menüvezérelt, Grafikus (GUI)

18 File Fájlnak a felhasználó, vagy a rendszer szempontjából összetartozó információk perzisztens, a létrehozó programot „túlélő” gyűjteményét nevezzük. A fájlokat a rendszer többnyire valamilyen háttértáron tárolja, amely tartalmát megőrzi még akkor is, amikor a rendszer áramellátását kikapcsolták (hik.hu).

19 Állományok (file-ok) Programok: futtatható kódok (alkalmazások)
Dokumentumok: ember számára érthető információ gyűjteménye Konténer (könyvtár, directory, folder) Jogok, jogosultság Unix példa: tulajdonos/csoport/mindenki 754: rwx/rw/r

20 File-rendszerek Szektorokból file, katalógus Szótár: file-nevek
File-rendszerek feladatai File-ok tárolása, hierarchikus rendezése, kezelése, file-műveletek File-méret, file-ok száma, max. lemezterület, hozzáférés, kapcsolat más rendszerekkel, jogosultságok FAT16/32, NTFS, EXT2/3/4, XFS, ZFS, CDFS

21 Fontosabb OS-ok MS DOS MacOS UNIX Windows Linux
HP-UX, AIX, SunOS, Solaris Windows 3.x, NT, 9x, 2000, XP, Vista, 7, 8 Linux Debian (Ubuntu), SuSe, ArchLinux, Fedora Enterprise Linux: SuSe/SLES, RedHat

22 OS statisztika (eladások alapján)
2011 2010

23 DOS Disc Operating System Első DOS: 1980 (IBM)
Saját file-rendszer: FAT File-nevek: 8.3 Meghajtók: A:, B:, C:, D:… config.sys, autoexec.bat

24 Néhány DOS parancs Képernyőtörlés: cls File-ok listázása: dir
Könyvtárváltás: cd .. File-ok másolása: copy futtat.exe a: File-ok törlése: del meres.dat Jokerek: *, ? Be/ki irányítás: futtat.exe > lista.txt Piping: type lista.txt | sort

25 UNIX Uniplexed Operating and Computing System GE&Bell&MIT: Multics
Kezdet: 1969 (AT&T Bell Lab)[Ken Thomson & Dennis Ritchie] Eleinte assembly-ben íródott, majd C-ben („hordozható”) Kernel + segédprogramok Alapvetően alfanumerikus, de van GUI is (X) „Nyelvjárások” UNIX-változatok -> Linux

26 Néhány UNIX parancs File-ok listázása: ls, ls -la…
Könyvtárváltás: cd ~/gps File-ok másolása: cp ./meres.dat ../ File-ok törlése: rm file.txt Jogkiosztás: „chmod (ugoa) (+-=) (rwx) név” Jokerek: *, ? Be/ki irányítás: futtat > lista.txt Piping: type lista.txt | sort

27 Windows Eleinte DOS alatt fut: pl. Windows 3.0, 3.1
Önálló OS: Windows NT Változatok: 95, 98, NT3.51, NT4.0, 2000, ME, XP, Vista, 7, 8 Alapvetően grafikus felület File-kezelés: Explorer File-rendszer: FAT32, NTFS Registry

28 Registry Rendszerleíró adatbázis Konfiguráció leírása pl.
Telepített és indítandó programok listája Hardverösszetevők, portok Felhasználói profilok Shell (rendszerhéj) elemei Ikonok Üzenetek Stb.

29 Windows jellemzők Grafikus felület: ablakok, ikon, menü,…
Szerver/workstation változatok Multi tasking Multi user

30 32 bit / 64 bit? Megfelelő hardver Driverek Szoftverek
Sebesség (pl. file műveletek) 64 bites rendszerek létjogosultsága 3GB feletti memória címzése 64 bites rendszerre optimalizált programok

31 Nyílt forráskódú programok
Mi az „open”? Open source Elérhető, szabadon fejleszthető kód Folyamatos tesztelés (hibajavítás) Naprakész Biztonságos Ingyenes Licenszelés Hátrányok?

32 Foto Tsz. és a nyílt világ
QGIS (BSc., MSc.) PostgreSQL (MSc.) OSM (MSc.) Arduino (MSc.) Fiji (BSc.) Octave (PhD. KK)

33 Linux Kezdetek: Linus Torvalds, 1991; Minix Eredetileg C-ben íródott
UNIX-hasonlóság Számos (>40) disztribúció Grafikus felületek (pl. Gnome, KDE, XFCE) Szabad forráskód „Terméktámogatás”

34 Linux-felület

35 Több OS használata Több számítógép Egy számítógép, több partíció
Egy számítógép, emulátor v. virtuális gép Virtuális gép: pl. Vmware, VirtualBox

36 Különleges operációs rendszerek
Szerverek, nagy teljesítményű számítógépek PDA, PNA Mobil telefonok Táblagépek Beágyazott rendszerek Speciális (automata, riasztó, stb.)

37 Szerverek, mainframe gépek, szuperszámítógépek
Unix, Unix-alapú: >60% Windows: <40% Mainframe gépek Egyedi, pl. IBM z/OS Unix, Linux Szuperszámítógépek Linux ~92%, Unix ~5%, Windows ~1%

38 Mobil telefon (smart phone)
Android Windows Phone iOS Blacberry, Bada, Symbian…

39 Korábbi kísérletek, WAP
Wireless Application Protocol Nemzetközi szabvány „Mobil-böngésző”

40 Android Linux alapú Google Android Market

41 iOS Apple iPhone, iPad, iPod touch Home gomb – multitasking
Gyári alkalmazások Appstore

42 Windows Phone Microsoft Zárt rendszer MS alkalmazások Más alkalmazások
OneDrive, Office, Bing… Más alkalmazások Facebook, Google Elsősorban Nokia telefonokra

43 Mobil OS statisztika 2011 2010

44 Adatforgalom - mobil OS

45 Tablet iPad, Galaxy Tab, Microsoft Surface, Kindle Fire stb.

46 Mobilkommunikáció, közösségi hálózatok (Hassan Charaf – Ekler Péter BME AUT)
•  Havonta 850 millió aktív felhasználó a Facebookon és 270 millió a Twitteren •  Twittert használók 78%-a mobil eszközön •  A prezentációm alatt „tweet” kerül ki •  3,5 milliárd telefon van a világban, a fele okostelefon •  6,7 milliárd mobil előfizető, 2014-ben több mint 7 mrd •  Az első szöveges üzenet 1992-ben volt, 2013-ban naponta több mint 7 mrd szöveges üzenet •  2007-ben 1,2 mrd keresés a Google-on naponta 2012-ben 5,2 mrd •  Exponenciális időben élünk!

47 Mobil alkalmazás és szolgáltatás statisztikák
iPhone Android Blackberry Windows Alkalmazás letöltések száma Felhasználók aránya, akik maximum 1$-os alkalmazást vásároltak 45% 62% 63% 58% Telefonokra letöltött átlagos alkalmazás számok 88 68 49 57 Store-ban levő alkalmazások száma Teljes bevétel 2013-ban $6,400,000,000 $1,200,000,000 $550,000,000 $950,000,000

48 Szolgáltatások időszaka
Óriási befektetések, pl. WhatsApp Hely információk, pl. Foursquare Hektikus piac, pl. Flappy birds Perszonalizálás SEO

49 Mobil szoftver fejlesztés az oktatásban BME Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

50 Jövő? Fragmentáltság Android platform is egyre zártabb
Android esetén komolyabb probléma iOS, WP esetén még nem, de kérdéses a jövő Android platform is egyre zártabb Google Play Serivces Mobil fizetés terjedése (NFC) Új típusú eszközök (watch, glass, stb.) Hektikus és kiszámíthatatlan piac (pl. Flappy Birds)

51 Beágyazott rendszerek
Windows Embedded (CE) Linux (WRT) FreeNAS

52 Info-kommunikáció Sávszélesség (definíció): a csatornán átvihető maximális adatmennyiség A.S.Tannenbaum Átviteli sebesség (baud rate): bit/s (b/s), kilobit/s (kb/s), megabit/s (Mb/s)

53 Hagyományos és modern kommunikációs eszközök
GSM GPRS EDGE UMTS HSDPA Távíró Telex Telefon Rádió Fax Modem Bérelt vonal Optikai kábel ISDN ADSL/ADSL2 SDSL

54 Átviteli sebességek

55 Mobil kommunikáció Analóg celluláris rendszer (1G)
150 és 450 MHz közötti frekvencia Digitális celluláris rendszer 900, 1800 és 1900 MHz Gyorsítások…

56 Építőmérnöki alkalmazás
Helymeghatározás Cellainformáció Handover térképezés További lehetőségek Mozgásminták vizsgálata Emberek Járművek Kereskedelmi alkalmazások LBS

57 Mobil előfizetések, EU

58 Gyors mobil rendszerek
GSM (2G), (sms) GPRS EDGE (2.5G): 236 kbit/s UMTS (3G, 2005-): 348 kbit/s HSDPA (3G+): 7.2 (14.4) Mbit/s 4G/LTE

59 Generációk összehasonlítása (hvg)
Hazai adatok Rendszerek Alkalmazás ideje Adatletöltési sebesség 1G NMT Nem digitális 2G GSM 1994- 14 kbit/sec 2.5G GPRS 2001- 58 kbit/sec 2.75G EDGE 2003- 236 kbit/sec 3G UMTS 2005- 384 kbit/sec G HSDPA, HSUPA 2006- 14/5.76 Mbit/sec 3.8G HSPA+, HSPA+MC 2010- 28/11 Mbit/sec 3.9G LTE 2006 (kísérlet) 300 Mbit/sec 4G LTE-Advanced 1 Gbit/ec

60 Letöltési sebesség függ:
Hardver, antenna Bázisállomástól való távolság Felhasználók száma Utazási sebesség Szoftver Bázisállomás kapacitása Bázisállomás környezete (interferencia, jel-zaj viszony) (teszt)

61 Gyors vezetékes rendszerek I.
(ISDN) letöltés/feltöltés: 128 kb/s ADSL (Assymmetric Digital Subscriber Line) Aszimmetrikus (ált. 8:1 arány) letöltés: kb/s (max: 8096 kb/s) („speed cap”) feltöltés: 512 kb/s ADSL2 letöltés/feltöltés: 24 (ADSL2+)/12 Mb/s; 1 Mbit/s területi korlátok

62 Gyors vezetékes rendszerek II.
SDSL VDSL Elméletileg 100 Mbit/s 1.5 km-ig ADSL2-nél gyorsabb VDSL2 Elméleti 250 Mbit/s Bérelt vonal

63 WiFi - WiMax WiFi WiMax (802.16) IEEE szabvány (802.11) 11-54 Mbit/s
802.11n: 300 Mbit/s WEP, WPA, WPA2 10-100m hatótáv WiMax (802.16) WiFi-től eltérő azonosítás Elméleti sávszélesség: 70 Mbit/s / 100km

64 Alkalmazások SIP – Session Initation Protocol
Tetszés szerinti kapcsolat egy vagy több felhasználóhoz Hang és fax az interneten VoIP – Voice over Internet Protocol FoIP – Fax over Internet Protocol Skype, MSN, Wengo, Viber stb. kisalkalmazások

65 Összefoglalás Operációs rendszerek Infokommunikáció
Feladatai, összehasonlításuk, változatok, Mobil operációs rendszerek, trendek Infokommunikáció Alapfogalmak, paraméterek Megoldások, eszközök Alkalmazások

66 Irodalomjegyzék Wikipedia www.ketif.hu www.hik.hu
Tannenbaum: Informatika

67 Rövidítések ISDN – Integrated Service Digital Network
ADSL – Assymmetric Digital Subscriber Line SDSL - Symmetric Digital Subscriber Line VDSL – Very high bit-rate DSL WAP – Wireless Application Protocol SIP – Session Initation Protocol VoIP – Voice over Internet Protocol FoIP – Fax over Internet Protocol LBS – Location Based Services SEO – Search Engine Optimization OS – Operating System DOS – Disk Operating System GUI – Graphical User Interface API – Application Programming Interface FAT – File Allocation Table NTFS – New Technology File System PDA – Personal Digital Assistant GSM - Global System for Mobile communication GPRS – General Packet Radio Service EDGE – Enhanced Data rates for GSM Evolution UMTS – Universal Mobile Telecommunication System HSDPA – High Speed Downlink Packet Access LTE – Long Term Evolution

68 Ellenőrző kérdések Mik az operációs rendszerek feladatai?
Mik a Linux előnyei? Mik a fájlrendszerek feladatai? Mi az a 3G-s infokommunikáció? Milyen szélessávú vezeték nélküli rendszereket ismer? Milyen infokommunikációs megoldásokat alkalmazna építőmérnöki kisvállalkozásában?

69 Köszönöm a figyelmet!