Műszaki informatika

1. Műszaki informatika

2. Operációs rendszerek

3. Operációsrendszerek főbb feladatai • Az operációs rendszer egyfajta tolmácsként funkcionál a felhasználói alkalmazások és a hardver között. • Kapocs a felhasználó és a gép között • Programok betöltése, futtatása • Perifériák kezelése • Parancsok értelmezése, végrehajtása • Hibakezelés • Adatvédelem

4. Modern operációs rendszerek jellemzői • Több felhasználó támogatása • Multitasking • Egyszerű kezelőfelület • A lehető legjobban kihasználja a rendelkezésre álló hardver erőforrásokat • A számítógép erőforrásait hatékonyan osztja szét a futó alkalmazások között • Kezeli a hardver eszközöket

5. Az operációs rendszer egyfajta tolmácsként funkcionál a felhasználói alkalmazások és a hardver között. • A számítógép bekapcsolása után történik az operációs rendszer betöltése, általában valamely lemezmeghajtóról a RAM-ba. • Az operációs rendszer kódjának a számítógépes hardverrel közvetlenül kommunikáló része a rendszermag (kernel). • Az operációs rendszert az alkalmazásokkal és a felhasználóval összekapcsoló része a parancsértelmező. • A felhasználó a parancssoros kezelőfelületen (CLI: Command Line Interface) vagy a grafikus kezelőfelületen (GUI: GraphicalUserInterface) keresztül kommunikálhat a parancsértelmezővel.

6. Az operációs rendszer telepítésének módjai • Tiszta telepítésha új rendszert alakítunk ki, vagy nincs meg az új verzióra történő frissítés lehetősége a jelenlegi operációs rendszerről. Ez a módszer törli az összes adatot arról a partícióról, amelyre az operációs rendszert telepítjük, így a folyamat végén a szoftveralkalmazásokat is újra kell telepíteni. Új számítógép-rendszer esetében tiszta telepítés szükséges. Szintén tiszta telepítést kell végrehajtani, ha a meglévő operációs rendszer valamilyen módon megsérült. • FrissítésHa azonos operációs rendszer platformon maradunk, akkor általában lehetséges az újabb verzióra történő frissítés. A frissítés során a rendszerbeállítások, az alkalmazások és az adatok is megmaradnak. Tulajdonképpen csak a régi operációs rendszer fájljait írjuk felül az újakkal. • Több operációs rendszer indításának lehetősége (multi-boot)Egynél több operációs rendszer is telepíthető a számítógépre, amelyek közül a rendszerindítás során választhatunk. Mindegyik operációs rendszer külön partícióra kerül, saját fájlokkal és konfigurációs beállításokkal. A rendszerindítás során a felhasználó egy menü segítségével választhatja ki a kívánt operációs rendszert. Egyszerre csak egy operációs rendszer futhat, amely kizárólagos felügyeletet gyakorol a hardver felett. • VirtualizációA virtualizáció általában kiszolgálókon alkalmazott technika, amely virtuális gépek létrehozásával lehetővé teszi több operációs rendszer futtatását egyazon hardveren. Ebben az esetben ugyanazon a fizikai erőforráson több logikai erőforrás működik.

7. Kommunikáció

8. Forrás, Csatorna, Cél

9. Protokollok

10. Protokoll: szabály, megállapodás, mely az egymással kommunikáló felek közötti párbeszéd szabályait rögzítik. • A protokollok definiálják az üzenetküldés és a szállítás részleteit, melyek a következők: • Üzenetformátum • Üzenetméret • Időzítés • Beágyazás • Kódolás • Szabványos üzenetminta

11. Minden réteg célja, hogy szolgáltatásokat nyújtson a felette lévő rétegnek, miközben elrejti a megvalósítás tényleges megvalósításának részleteit • Az egyik gép n-edik rétege párbeszédet folytat egy másik gép n-edik rétegével • A párbeszéd írott és íratlan szabályait együttesen az n-edik réteg protokolljának nevezzük

14. ISO – OSI modell • ISO – International Standards Organization • OSI – Open System Interconnection • Nyílt rendszerek összekapcsolása • 7 rétege van • Elvek: • A rétegek különböző absztrakciós szinteket képviseljenek. • Minden réteg jól definiált feladatot hajtson végre • A rétegek feladatának definiálásakor a nemzetközileg szabványosított protokollokat kell figyelembe venni • A rétegek határait úgy kell meghatározni, hogy a rétegek közötti információcsere minimális legyen. • A rétegek számának elég nagynak kell lenni ahhoz, hogy eltérő feladatok ne kerüljenek szükségtelenül ugyanabba a rétegbe, viszont elég kicsinek kell lennie ahhoz, hogy az architektúra ne váljon kezelhetetlenné

16. Hibrid referenciamodell

17. Fizikai réteg Továbbítja a biteket a kommunikációs csatornán

18. Koaxiális kábel felépítése • Külső burkolat • Árnyékolás • Szigetelés • Belső vezeték

20. Az UTP kábel számos hálózatban használt, 4 érpárból álló réz alapú átviteli közeg. Az UTP kábeleknek mind a 8 rézvezetéke szigetelőanyaggal van körbevéve, emellett a vezetékek párosával össze vannak sodorva, így csökkentve az elektromágneses és rádiófrekvenciás interferencia jeltorzító hatását. Az árnyékolatlan érpárok közötti áthallást úgy csökkentik, hogy az egyes párokat eltérő mértékben sodorják. Maximális átviteli távolsága 100 m. Minimálisan felhasználható mérete 40 cm. Beszerelés szerint 2 fajta kábeltípust különböztetünk meg. Egyik a fali kábel, ami merevebb így könyebben törik is, ezért csak falban vagy kábelcsatornában használjuk. A fali kábelnek egy kicsivel kisebb az ellenállása, mert minden egyes ér egy tömör rézszál. Másik típus a lengő vagy patch kábel. Ezek hajlékonyabbak, jobban bírják a gyűrődést, de egy ere sok-sok vékony részszálból van összesodorva.

22. zöld / fehérzöld narancs / fehérkékkék / fehérnarancs barna / fehérbarna narancs / fehérnarancszöld / fehérkékkék / fehérzöldbarna / fehérbarna

23. Egyeneskötésű (link): Mind a két végén 568A • PC — Switch • Router — Switch • HUB — PC • Keresztkötésű (cross-link): Egyik végén 568Amásikon 568B van. • Router — PC • PC — PC • Switch — Switch

27. Adatkapcsolati réteg Megbízható adatátvitelt biztosít egy fizikai összeköttetésen keresztül. Adatkeretbe tördel és ezeked sorrendben továbbítja Nyugtázókeret Osztott csatornához való hozzáférés: közeghozzáférés-vezérlő alréteg (mediumaccesscontrol, MAC)

28. Főbb feladatok • Jól definiált szolgáltatási interfész biztosítása a hálózati rétegnek • Az átviteli hibák kezelése • Az adatforgalom szabályozása, hogy a lassú vevőket ne árasszák el a gyors adók.

29. A hálózati rétegnek nyújtott szolgáltatások Továbbítja a biteket a címzett géphez, hogy azokat át lehessen adni a hálózati rétegnek • Nyugtázatlan összeköttetés nélküli szolgáltatás • Nyugtázott összeköttetés nélküli szolgáltatás • Nyugtázott összeköttetés-alapú

30. Keretezés

31. Bájtszámmező

32. Jelzőbájt

33. Hibakezelés • Minden keret ténylegesen megérkezett-e? • Helyes a sorrend? • Válasz: nyugtázó keret • Időzítők • Számlálók • Hibajavító kód • Hibajelző kód

34. Forgalomszabályozás • Visszacsatolás-alapú forgalomszabályozás • Sebességalapú forgalomszabályozás

35. Híd (bridge) • Az adatkapcsolati rétegben működve szelektív összekapcsolást végez („csak az megy át a hídon, aki a túloldalra tart”). • Az összekapcsolt részhálózatok külön ütközési tartományt alkotnak. • Az üzenetszórást általában minden összekapcsolt részhálózat felé továbbítja.

36. Kapcsoló (switch):  • Olyan többportos eszköz, melynek bármely két portja között híd (bridge) funkcionalitás működik.

37. 2 alréteg • Logikai kapcsolatvezérlés alrétegLLC: Logical Link Control • Közeghozzáférés vezérlési alrétegMAC: Media Access Control

38. MAC Statikus csatornafelosztás • Frekvenciaosztásos multiplexelésenalapuló hozzáférés (FDMA). A csatornát (különböző frekvenciákon alapuló) alcsatornákra osztjuk, így csökkentjük a versenyhelyzetet. Ideális esetben minden adó más-más alcsatornára (frekvenciára) kerül, így az ütközés teljesen eliminálható. • Időosztásos multiplexelésenalapuló hozzáférés (TDMA). A közös csatornát előre meghatározott időszelet-használati besorolással megosztjuk a versenyhelyzetben lévő adók között, ezzel biztosítva, hogy egy időpillanatban csak egy adó küldhessen információt a csatornán. • Hullámhossz-osztásosmultiplexelés (WDM). Hasonló az FDM-hez, de ezt az optikai átvitelnél, a fény frekvenciatartományában alkalmazzuk. Dinamikuscsatornafelosztás • véletlen hozzáférés • elosztott vezérlésű • központosított vezérlésű.

39. Egyszerű ALOHA

40. Réselt ALOHA

41. Ethernet (IEEE 802.3)

44. Kapcsolók (switchek) • A kapcsolók minden portjukhoz egy táblázatban (ún. kapcsolási táblában) tárolják le az adott porton elérhető gépek Ethernet (vagy más néven MAC) címét. A kapcsolók dinamikusan töltik fel és tartják karban kapcsolási táblájukat (az érkező keretek forráscíme alapján). A kapcsolási táblát egy ún. tartalom szerint címezhető memóriában tárolják (content-addressablememory, CAM). • A CAM olyan memória, amely a hagyományos memóriákhoz képest fordítottan működik: ha valamilyen adatot táplálunk be (Ethernet cím), a hozzá tartozó memóriacímet adja kimenetként. A CAM révén a kapcsolók kereső algoritmus futtatása nélkül is meg tudják találni az adott MAC címhez tartozó portot.

45. Ethernet kapcsolásfolyamata (Ethernet switching) A kapcsoló a beérkező Ethernet keret célcímét keresi a kapcsolási táblájában: • Ha a célcím üzenetszórási cím (48 db 1-es bit érték), akkor a keretet a kapcsoló valamennyi portján továbbítja (kivéve az érkezési portot). • Ha a célcím nem található meg a kapcsolási táblában, akkor valamennyi portján továbbítja a keretet (kivéve az érkezési portot). • Ha a célcím megtalálható a kapcsolási táblában, akkor a hozzá tartozó porton továbbítja a keretet (feltéve, hogy az nem azonos a keret érkezési portjával).

46. Kapcsolási módszerek: • Tárol és továbbít: A keret továbbítása a teljes keret megérkezése után kezdődik meg. A kapcsoló újraszámítja a keretellenőrző összeget (CRC, vagy más néven FrameControlSequence, FCS), s ha a keret hibás, eldobja. • Közvetlen kapcsolás: A célcím (6 bájt) megérkezése után azonnal megkezdődik a keret továbbítása a kimeneti porton. • Töredékmentes kapcsolás: A minimális keretméret (64 bájt) megérkezése után kezdődik a keret továbbítása a kimeneti porton. (Esetlegesen ütköző keret nem kerül továbbításra.)

47. Vezérjeles gyűrű, Token ring (ISO/IEEE 802.5) • A vezérjeles gyűrű eliminálja az ütközést: van egy speciális keret (vezérjel, token), s egy állomás csak akkor adhat keretet, ha birtokolja a vezérjelet. Az állomás az adás után a vezérjelet továbbadja a soron következő állomásnak. • Az állomások logikailag gyűrű topológia alapján működnek (megelőző, rákövetkező csomópont), de fizikailag a csomópontok egy ún. TCU (TrunkCoupling Unit) egységhez csatlakoznak (fizikailag csillag topológia). A TCU reléket és működtető elektronikát tartalmaz, a logikai gyűrű szervezése a TCU feladata. Ez biztosítja, hogy egy állomás kikapcsolásakor (esetleg meghibásodásakor) a gyűrű záródjék.

48. Vezérjeles gyűrű működési elve • Ha egy állomás keretet akar továbbítani, először meg kell várnia vezérjelet (token-t). • Ha megjött a vezérjel, a továbbítandó keretet (amely tartalmazza a feladó és a célcímet) bitenként továbbítja. • Minden állomás bitenként veszi és (a rákövetkező felé) továbbküldi a keretet. • A címzett állomás a beolvasott keretet feldolgozza, s ugyanúgy továbbítja, mint a többi állomás, azzal a különbséggel, hogy a címzett a válasz biteket is beállítja a keret végén (jelezve a sikeres, vagy sikertelen átvitelt). • A keretet a feladó állomás távolítja el a gyűrűből. A feladó a válasz biteket is feldolgozza. • A feladó állomás továbbküldi a vezérjelet.

49. A vezérjel továbbadásának alternatív megoldásai • Lassú gyűrű (4 Mbps):  Egyszerre csak 1 keret van a gyűrűben. A vezérjelet a feladó állomás csak a keret visszaérkezése után továbbítja. • Gyorsabb gyűrű (16 Mbps):  Egyszerre több keret van a gyűrűben. A vezérjelet a feladó állomás a keret elküldése után azonnal továbbítja a rákövetkező állomásnak (earlytokenrelease).

50. Hálózati réteg Összeköttetést és útvonalválasztást biztosít két hálózati csomópont között. Ehhez a réteghez tartozik a hálózati címzés és az útvonalválasztás (routing). Egymástól eltérő hálózatok összekapcsolása