Operační systémy cvičení 1 © Milan Keršláger Obsah: náplň předmětu, základní pojmy (OS, víceúlohový a víceuživatelský systém), vývoj OS, aktualizace, diskové oddíly, start počítače z disku, inicializace jádra, zavaděč).

Předmět NTI/OPS ● operační systémy ● přednášející: Lenka Kosková ● cvičící: Milan Keršláger, Jiří Hnídek ● zápočet dle cvičícího (testy, docházka, sem. práce) ● ve cvičení převážně unixový systém Linux ● dobře zdokumentovaný, zdrojové kódy ● klikat ve Windows „umí každý“ ● seznámení s příkazovým řádkem (předchůdce GUI) ● aktuální PR Microsoftu: – Windows Server 2008 může být spravován jen pomocí příkazového řádku

Základní pojmy ● hardware ● software ● včetně firmware a dat ● víceúlohový systém ● více spuštěných úloh najednou ● nejen běžné aplikace, ale i servisní démoni (služby) ● víceuživatelský systém ● práce více uživatelů zároveň ● někdo to všechno musí řídit ● je to operační systém

Operační systém ● specifický software určený pro snadnější používání počítače ● pomáhá programátorovi ● jednotné API – funkce otevři soubor je stejné na HDD i CD ● řídí a spravuje technické prostředky ● pomáhá uživateli ● umožní spuštění programu a komunikaci s ním ● textové a grafické uživatelské rozhraní – obvykle není součástí OS (až na MS Windows)

Víceúlohové systémy ● 1966 – IBM OS/360 a MFT ● ještě jen konfigurace kontrolního programu ● 1967 – MVT ● subsystémy: správa a ochrana paměti, scheduler ● 60. léta – Multics (neúspěšný projekt) ● 1969 – Unix (Ken Thompson ● Jednoduchý – „programátoři sobě“ ● další OS těží typicky z Unixů

Další vývoj ● novější systémy překvapivě krok zpět ● důvodem nevýkonný HW (osobní počítače, PC) ● 8bitový CPU a OS ● CP/M, ZX Spectrum, Didaktik Gama, IQ151, Ondra ● 16bitový CPU a OS ● fenomén PC – DOS ● 16bitové Windows (nadstavba DOSu) ● 32bitový CPU a OS ● Windows (řada NT), Apple OS X ● 64bitové CPU a OS

Víceuživatelské systémy ● původně snaha o efektivní využití sálového počítače ● nutnost oddělení uživatelů ● práva na soubory, adresáře ● administrátor ● dnes běžné ● MS Windows – Terminal Services – desktop: omezení na 1 uživatele ● Unixové systémy – běžná součást

Bezpečnost – základ práce s OS ● programátorské chyby ● zranitelnost, exploit ● malware: viry, červy, spyware, rootkit, … ● aktualizace ● typicky pozdě, ale přece... ● audity kódu – open source software – může kdokoliv – téměř nemožné pro komerční – certifikace na nižší úrovni pouze formální nebo omezená ● antiviry (a další anti) → pouze řešení následků ● navíc typicky až v okamžiku přítomnosti infekce

Diskové oddíly ● logické rozčlenění pevného disku ● zaznamenáno v tabulce (na začátku disku) ● MBR – Master Boot Record (512 bajtů) – max velikost oddílu je 2 TiB ● GPT – součást EFI standardu od Intelu ● „dynamické disky“ ve Windows ● v MS Windows písmenka (C:, D:,...) ● unixové systémy → připojování do adresářů

Start počítače ( IBM PC a kompatibilní ) - I. ● reset (signál propojující všechny obvody) ● CPU do 16bitového režimu (jako Intel 8086) ● interpretace kódu od adresy 0xFFFF0, kde je: ● BIOS (Basic Input-Output System) ● v paměti ROM (dnes Flash) ● plně na něj spoléhal DOS, dnešní OS už ne ● POST testy – detekce a inicializace hardware – uvedení I/O zařízení do známého výchozího stavu ● zavede MBR do RAM a předá mu řízení

Start počítače – II. ● MBR (512 bajtů) ● najde „aktivní“ oddíl ● z něj zavede boot sektor do RAM ● předá mu řízení ● Boot sektor (512 bajtů) ● závislý na operačním systému ● umí zavést jádro OS do RAM ● spustí jádro

Start počítače – III. ● jádro operačního systému ● převezme evidenci I/O zařízení od BIOSu (ACPI) – speciální tabulky v paměti, jen nové počítače – často chybně vytvořené ● detekuje a inicializuje I/O zařízení ● připojí si souborový systém – root filesystem v unixových OS – disk C: v Microsoft Windows (typicky) ● spustí startovací sekvenci – Unixové OS → startovací skripty – MS Windows → dle záznamů v registrech – spuštění démonů (tzv. services ve Windows)

Alternativní zavaděč ● MBR je hloupý ● GRUB – oblíbený v Linuxu ● v menu lze vybrat různé OS ● ale i různé verze jádra (Linux) ● též ruční konfigurace ● jádru Linuxu lze předat doplňující parametry – buď zpracovány přímo jádrem (např. chybný HW) – nebo předány startovacím skriptům (viz /proc/cmdline) ● LILO – starší, před Grubem ● a další...