Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Számítógép architektúrák I. gyakorlat Nagyváradi Anett Rókus 320.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Számítógép architektúrák I. gyakorlat Nagyváradi Anett Rókus 320."— Előadás másolata:

1 Számítógép architektúrák I. gyakorlat Nagyváradi Anett Rókus 320.

2 Operációs rendszer ismertetés, hálózati ismeretek

3 Operációs rendszer  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.” International Organization for Standardization Nemzetközi Szabványügyi Szerveze

4 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

5 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 progra- mok futásának környezetét  Alkalmazói programok  Felhasználói alkalmazások

6 Neumann elv  Neumann János 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

7 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

8 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

9 BIOS beállítások - setup  DEL / ESC billentyűkkel rendszerindításkor  Dátum  Merevlemez adatok  Floppy, billentyűzet, kijelző  Boot sorrend  Memória  Órajel frekvencia  Stb.

10 Bootolás folyamata  PC bekapcsolása  Videokártya betöltése  BIOS, POST  Tényleges rendszerindítás  Lemezmeghajtó kiválasztása  Kiválasztott lemez első szekrotának – boot sector - beolvasása

11 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

12 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

13 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

14 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

15 Partíciós tábla 4 x 16 byte  A 16 byte bejegyzései:  F [1 byte]boot flag (bootolható-e a partíció)  B [3 byte]partíció első szektora C/F/S  T [1 byte]partíció típuskódja (op.rsz. kódja)  E [3 byte]partíció utosló szektora C/F/S  R [4 byte]partíció első szektora a partíciós tábla címéhez képest, szektorban  S [4 byte]partíció mérete szektorban

16 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

17 Extended/ kiterjesztett partíció  Erre helyezhetők el a logikai/secondary partíciók  A logikai partíciókat a másodlagos partíciós táblák írják le

18 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

19 Fájlrendszerek  Olyan struktúrák, amelyek a számítógép merevlemezeken tárolt adatainak rendszere- zésére 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

20 Fájlrendszerek  FAT12 (File Allocation Table)  FAT16  FAT32  NTFS (New Technology File System)  HPFS  Ext2, Ext3  CDFS  Floppy  Általános  Win9x  WinNT  OS/2  Linux  CD

21 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

22 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

23 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

24 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 )

25 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

26 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

27 TCP/IP  A mai egyik legnagyobb hálózat a DARPA Internet (70,80-as évek)  A DARPA Internetbe kapcsolt gépek egy TCP/IP protokollcsalád segítségével kommunikálnak egymással  Transmission Control Protocol/ Internet Protocol

28 TCP/IP  a fizikai és az adatkapcsolati szintet egy Ethernet hálózati csatlakozó biztosítja  minden egyes Ethernet csatlakozó-nak van egy egyedi címe (fizikai cím, hardvercím, MAC-rétegbeli cím)  A címet 12 darab hexadecimális számjegy formájában szokták megadni. Az első hat hexadecimális számjegy kiosztását az IEEE felügyeli, ezek a gyártót vagy az eladót azonosítják.  Az egyes Ethernet csatlakozó csak azokat az csomagokat veszi le a kábelről, amelynek ő a címzettje (vagy az üzenet egy ún. broadcast üzenet volt, amit mindenkinek meg kell kapnia)  egy host akár több Ethernet csatlakozóval is rendelkezhet, amelyek más-más LAN-okon vannak  ekkor ez a host képes lesz routing-feladatokat ellátni

29 IP - Internet Protocol  TCP/IP hálózati szintű protokollja  ez végzi az csomagoknak a forráshosttól célhostig irányítását  Feladat:  Hálózat képes legyen meghatározott mennyiségű bájtot egyszerre átvinni – csomag  Képes legyen egy eszköz fizikai címét leképezni logikai - IP - címre  Az IP állapotmentes protokoll, nem garantálja a csomagok megérkezését, sem a sorrendet

30 TCP – Transmission Control Protocol  Gondoskodik a csomagok sorrendbe állításáról és  Az esetlegesen elvesző csomagok újraküldéséről  A TCP egy garantált csatornát biztosít

31 IP cím  Minden egyes Ethernet csatlakozónak van egy ún. Internet címe (IP-címe)  4 db egymástól ponttal elválasztott 1 byteos szám decimálisan megadva  Ez a cím teljesen független az Ethernet címektől  A hálózatokat is azonosítják IP címmel  Egy IP szegmenst a network címe azonosít  Host IP címe áll: network cím + host cím  A netmask adja meg, hogy a 4 byteból mennyi jelöli a hálózatot és mennyi a hostot  A címnek azon bitjei, amiken a netmask bitjei 1-et tartalmaznak, a network címet határozzák meg,a maradék a hostot jelöli

32 IP cím példa IP cím: NM:  a hálózati cím  a nek az utolsó byte-ja a host cím :1  ebben az IP szegmensben 256 különböző cím szerepelhet  ig  Ebből két címet fenntart magának a protokoll:  a ez a network cím,  a ez pedig a broadcast cím

33 Network cím  az alhálózat azonosítására szolgál  az alhálózatban lévő host címek helyén a nulla szerepel  pl.:

34 Broadcast cím  ezzel címezhető az összes helyi gép  mindig az adott hálózaton megcímezhető legnagyobb cím  körüzenetet küldhetünk ide, melyet az összes állomás venni fog  pl.:

35 Címosztályok  A osztályú cím  az címeket foglalja magába és netmaszkja  tehát egy IP szegmensben 2^24 (=16 millió) hostot képes megcímezni.  B osztályú címek  terjednek, és netmaskjuk (2^16 = host).  C osztályú címek  címtartományban vannak, és netmaskjuk  A fennmaradó címtartomány foglalt későbbi fejlesztésekre

36 DNS Domain Name System/Server  A host-ok IP címekkel címzik egymást  Ezen nevek nehezen megjegyezhetőek  Ezért a host-okat általában "közönséges" nevekkel illetik  Az alkalmazás feladata, hogy megtalálja az ehhez a névhez tartozó IP címet  Ezt a folyamatot (host)névfeloldásnak nevezzük  Szerverek, melyeken nyilvántartják az egyes IP címhez tartozó számítógép neveket, biztosítják az oda-vissza konverziót

37 DNS domainek  A DNS a hostneveket domain-nek hierarchiájába szervezi  Egy domain olyan helyek gyűjteménye, amelyek valamilyen értelemben kapcsolatban vannak  Pl.: a magyar gépek nagy része a.hu domainbe vannak gyűjtve pl.: Szolgáltatás név. intézmény/szolgáltató neve.ország/intézmény azonosító

38 Névfeloldás Pl.:  Kérés a root felé, hogy adja vissza a.hu nevekért felelős szerver címét .hu neveket feloldó szervertől kérik a.pte.hu nevekért felelős szerver nevét .pte.hu feloldásáért felelős szerve visszaadja a ttk.pte.hu címért felelős name server címét  Az utolsó name server elvégzi a név feloldását

39 Címkiosztás  Statikus IP kiostás  Dinamikus IP kiosztás  DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol  Szg-ek beállítására szolgáló protokol  Kliensek legfontosabb hálózati beállításainak vezérlésére szolgál a szerver segítségével  TCP/IP hálózatokon a csomópontok hálózati önkonfigurációját lehetővé tevő protokoll

40 DHCP működése  A kliens hálózati beállításait egy központi szerveren tárolja el  Innét bekapcsolásukat követően letölthetik azokat és ezek alapján működhet tovább  Lehetővé teszi: a hálózatra kapcsolódó gépek a rendelkezésre álló címtartományból dinamikusan allokáljanak maguknak címeket  Így biztosítják az optimális címkihasználást, az ütközések elkerülése mellett  Előnye:  A rendszergazdáknak nem kell egyesével beállítani a gépeket  Megkönnyíti az IP címekkel kapcsolatos adminisztrációt

41 Kommunikáció a hálózaton  Az Internet lokális hálózatokból épül fel, amelyeket routerek kapcsolnak össze 1. Lokális hálózaton:  Koax/optikai kábellel vagy hub-okkal, vagy switch- ekkel összekapcsolt koaxra vagy UTP kábelre kapcsolódó számítógépek  Szegmens / alhálózat 2. Globális hálózat  A router (gateway, útválasztó) egy kitüntetett számítógép a szegmensen, amely egyszerre több lokális hálózathoz is kapcsolódik

42 Lokális hálózati kommunikáció  Ha valamelyik gép adni szeretne, akkor megvizsgálja, hogy szabad-e a kábel  Ha igen, akkor használni kezdi  Előfordulhat, hogy többen egyszerre kezdik használni a kábelt, ilyenkor ütközésnek lépnek fel  Ezt az interface-ek (hálózati kártyák) felismerik  Beszüntetik a forgalmazást  Véletlen ideig várnak  Újra próbálkoznak

43 Globális hálózati kommunikáció  Ha egy számítógép egy másik szegmensben lévő géppel akar kommunikálni  Ekkor nem közvetlenül a címzettel kezdeményez kapcsolatot, hanem az alapértelmezett útválasztóval  Elküldi az adat csomagot, azzal az utasítással, hogy juttassa el az XY IP címre  Ha a címzett egyik a routerhez kapcsolódó szegmenshez sem tartozik, akkor a router is egy másik routerrel veszi fel a kapcsolatot, és annak küldi tovább a csomagot

44 Hálózati topológiák  Busz, csillag, gyűrű


Letölteni ppt "Számítógép architektúrák I. gyakorlat Nagyváradi Anett Rókus 320."

Hasonló előadás


Google Hirdetések