1 / 51

Információtechnológiai alapismeretek

Információtechnológiai alapismeretek. Szentiványi Imre 2012.13tanf@gmail.com. Számítógép rendszerek. 1950 katonai célok Titkosítás, visszafejtés 1960 kötegelt feldolgozás Nem interaktív 1970 Mainframe Időosztásos interaktív 1980 PC Az asztali gép felé irányult a figyelem

muhammed-femi
Download Presentation

Információtechnológiai alapismeretek

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Információtechnológiai alapismeretek Szentiványi Imre 2012.13tanf@gmail.com

  2. Számítógép rendszerek • 1950 katonai célok • Titkosítás, visszafejtés • 1960 kötegelt feldolgozás • Nem interaktív • 1970 Mainframe • Időosztásos interaktív • 1980 PC • Az asztali gép felé irányult a figyelem • Elosztott információ feldolgozás (Autonóm rendszerek) • 1990 Vállalati információs rendszerek (Enterprise Computing) • Megbízható adatátvitel (sávszélesség, válaszidő) • Központi fájl, Adatbázis, Alkalmazás szerverek + PC-k • Elosztott rendszerek

  3. Web Szolgáltatások

  4. Elosztott vs. Központosított rendszer • Központosított rendszer • A komponensek nem autonómok • Homogén technológia (hatékony kommunikáció) • Több felhasználó is használhatja egy időben • Akár egy processzben és egy szálban futó alkalmazás • Egy központi vezérlés, hiba pont (ritka a kommunikációs hiba) • Elosztott rendszer • Autonóm komponensek, nincs mester komponens • Heterogén technológia • Komponensek között eloszlik a terhelés, a komponensekhez exkluzív használati jog is tartozhat • Párhuzamos végrehajtás (komponensenként vagy ezeken belül is) • Több meghibásodási pont

  5. Rendszer példák: • Video-on-Demand (Java, C++) • Hong Kong • 90 000 előfizető • Repülő konfiguráció menedzsment(meglévő komponensekből építette fel) • Boeing • Minden gép minden alkatrésze, javításnál azonnal szükség van az adott dokumentumokra • 1,5 milliárd alkatrész évente (3 millió gépenként) • A MainFrame nem bírta a terhelést • Google • Több mint 10 000 mezei PC • Napi 200 millió keresés • Több 100 millió weboldal (tömörítve, …) • Nagyfokú redundancia

  6. Operációs rendszer International Organization for Standardization Nemzetközi Szabványügyi Szerveze • 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.”

  7. 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

  8. Operációs rendszer részei • Kernel (mag) • Közvetlenül a gépet vezérlő program • Állandóan fut • HW védelem – felhasználó nem fér hozzá • Rendszerprogramok • Szgtevékenységeit irányítja • Felügyeli az összes erőforrást • Biztosítja az alkalmazóiprogramok futásának környezetét • Alkalmazói programok • Felhasználói alkalmazások

  9. Neumann elv • Neumann János 1946-ban 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

  10. Neumann-elvek • soros utasítás végrehajtás (az utasítások végrehajtása időben egymás után történik. Ellentéte a párhuzamos utasítás végrehajtás, amikor több utasítás egyidejűleg is végrehajtható) • kettes (bináris) számrendszer használata • belső memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására • teljesen elektronikus működés • széles körű felhasználhatóság, alkalmasság bármilyen adatfeldolgozási feladatra (a számítógép univerzális Turing-gépként működik) • központi vezérlőegység alkalmazása

  11. Informatika Történeti Fórum • http://sites.google.com/site/tortenlem/ • http://www.infmuz.hu/Elerhetoseg.htm

  12. CISC architektúra • Példák • Intel x86, IBM Z-széria, idősebb CPU architektúrák • Tulajdonságai • Néhány általános célú regiszter • Több különböző címzési mód • Nagyszámú speciális, összetett utasítások • Változó méretű utasítások

  13. CISC architektúra korlátai • Az összetett utasításokat ritkán használják a programozók és fordítók • Memóriát használó utasítások (load és store) végrehajtása lassú pedig ezek teszik ki utasítások jelentős részét • Eljárás, ill. függvény hívások problémát okoznak • Hívási paraméterek átadása • Regiszterek tartalmát el kell menteni és vissza kell állítani a hívások után

  14. A RISC tulajdonságai • Példák • Power PC, Sun Sparc, Motorola 68000 • Korlátozott és egyszerű utasításkészlet • Fix hosszúságú, meghatározott formátumú utasítás szavak • Pipeline feldolgozás lehetősége, párhuzamos fetch és execution (azonos feldolgozási idő) • Korlátozott számú címzési mód • Egyszerűbbé teszi a megvalósító hardvert (CPU) • Regiszter-orientált utasításkészlet • Csökkenti a memória hozzáférések számát • Nagyszámú regiszter • Csökkenti a memória hozzáférések számát • Hatékony a szubrutin (alprogram) hívások végrehajtása

  15. CISC vs. RISC feldolgozás

  16. CISC és RISC teljesítményénekösszehasonlítása • RISC  Egyszerűbb utasítások  több utasítás  több memória hozzáférés • RISC  nagyobb a busz forgalom és nagyobb a cache „hibák” valószínűsége • Több regiszter növelhetné a CISC teljesítményét de nincs számukra hely • Modern CISC és RISC architektúrák egyre hasonlóbbak lesznek

  17. ALU

  18. ALU

  19. 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

  20. BIOS beállítások - setup • DEL / ESC billentyűkkel rendszerindításkor • Dátum • Merevlemez adatok • Floppy, billentyűzet, kijelző • Boot sorrend • Memória • Órajel frekvencia • Stb. • CMOS RAM

  21. Award BIOS CMOS Setup

  22. EFI (Extensible Firmware Interface) • UEFI, Unified Extensible Firmware Interface • Az EFI vagy UEFI a jelenlegi BIOS utódának szánt rendszer, mely egy software interface az operációs rendszer és a hardware elemekhez tartozó firmware közt. Az EFI sokkal inkább hasonlít egy operációs rendszerre és sok jelenlegi BIOS korlátot is átlép. • Az EFI interfész adattáblákból áll, melyek a platformhoz tartozó adatokat, bootszolgáltatás hívásokat, és futási idejű szolgáltatásokat hívnak meg, melyek az operációs rendszer és annak betöltő felülete számára elérhetőek. Ez egy szabványos környezetet biztosít operációs rendszerek indításához, illetve boot előtti alkalmazások indításához.

  23. Bootolás folyamata • PC bekapcsolása • Videokártya betöltése • BIOS, POST • Tényleges rendszerindítás • Lemezmeghajtó kiválasztása • Kiválasztott lemez első szektorának – boot sector- beolvasása

  24. Bootolás folyamata, Boot sector • Merevlemez esetén: MBR - masterboot record • 1 merevlemez több partíciót is tartalmazhat saját boot sectorral • A boot sectorkis programot tartalmaz, melynek feladata az aktuális operációs rendszer beolvasása, elindítása

  25. MBR felépítése (a merevlemezek szektorának mérete 512 bájt) • Bootloader (446 bájt): A bootloader kódját tartalmazza • Partíciós tábla (64 bájt): A partíciós táblát tartalmazza • Ellenőrző bájtok (2 bájt): 0x55 0xAA kell tartalmaznia.

  26. partíciós tábla • boot jelző (1 bájt): 0x80 jelenti az aktív partíciót, különben 0 • partíció kezdete (3 bájt): a partíció kezdő szektorát adja meg C/H/S módban • partíció típusa (1 bájt): a partíció típusát adja meg • partíció vége (3 bájt): a partíció utolsó szektorát adja meg C/H/S módban • partíció kezdete (4 bájt): a partíció kezdő szektorának sorszámát adja meg • partíció mérete (4 bájt): a partíció mérete szektorokban • 0-5. bitek: fej • 6-15. bitek: cilinder • 16-23- bitek: szektor

  27. Bootolás folyamata folyt. • Ha merevlemezről bootolunk: • Az MBRbeli 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

  28. 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

  29. Bootolási infromáció • Merevlemezen két helyen tárolható : • MBR • Boot sector • A fő boot sector – MBR - 0/0/1címen • 512 byte-osszektor • Gépi kódú betöltő programot és • 4 x 16 byte-os táblázatot tartalmaz – partíciós tábla

  30. 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 utolsó szektora C/F/S • R [4 byte] partíció első szektora a partíciós tábla címéhez képest, szektorban • S [4 byte] partíció mérete szektorban

  31. Partícionálás • A merevlemezek részekre - partíciókra szabdalásának folyamata • A partíció a merevlemez egy önálló logikai egysége, amely fájlrendszer tárolására alkalmas • Primary/elsődlegespartíció • Azon partíciók, melyeket az MBR partíciós táblája ír le • A partíciós tábla méretei miatt 4 partíciónak biztosít helyet • Közülük egy lehet extendedpartíció • Extended/kiterjesztettpartíció • Segítségével 4-nél több partíció hozható létre

  32. Extended/ kiterjesztett partíció • Erre helyezhetők el a logikai/secondarypartíciók • A logikai partíciókat a másodlagos partíciós táblák írják le

  33. 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

  34. Fájlrendszerek • Olyan struktúrák, amelyek a számítógép merevlemezeken tárolt adatainak rendszerezésére szolgálnak • A lemez kezelése diszkrét részekben történik – cluster(klaszter) • Egy klaszter a lemez fizikai szektorának egész számú többszöröséből állhat • Klaszter – legkisebb kezelhető lemezegység • A különböző fájlrendszerek különböző méretű indexeket használnak a klaszterek kiválasztásához

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

  36. 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

  37. 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 nagybetű érzékeny

  38. Boot folyamat NT/2000/XP • Először a Power On Self Test (POST) folyamat zajlik le. A BIOS, beállításaitól függően próbál operációs rendszert indítani. Tekintsük alapértelmezettnek, hogy a merevlemez a boot eszköz. • A Master Boot Record (MBR) indulása következik. Az MBR beolvassa a lemez partíciós tábláját és megkeresi az aktív partíció kezdetét. A Partition Boot Record (PBR) betöltődik, és ha NT/2000/XP van a gépünkön, akkor az elindítja az NT Loader, NTLDR nevű programot. • Az Intel processzorok alapértelmezetten 16 bites módban indulnak. Az NTLDR védett - 32 bites memória modellt támogató - módba állítja a processzort, és elindítja a FAT, vagy NTFS fájl rendszert. Betölti a BOOT.INI állományt.

  39. Boot.ini

  40. Boot folyamat (folytatás) • A BOOT.INI sokféleképpen paraméterezhető. Segítségével választhatunk az elérhető operációs rendszerek közül, hogy melyiket kívánjuk elindítani. • Ha NT rendszer indulását választottuk, az NT Loader az NTDETECT.COM segítségével megvizsgálja, hogy milyen hardvereszközök találhatóak. • Az NT Loader ezután elindítja az NT kernelt (NTOSKRNL) és a Hardware Abstraction Layer (HAL) programot. A HAL kezeli a platformfüggő interfészeket. • A Registry betöltődik a „%systemroot%\system32\config\” mappában található SAM, SECURITY, SOFTWARE, SYSTEM backup állományokból.

  41. Boot folyamat (folytatás) • Ezen a ponton töltődnek be azok a meghajtók, amelyek boot-time driverek. Pl. merevlemez, képernyő, billentyűzet stb. • Következő lépcsőben betöltődik a többi driver. Az előzőleg felismert hardverelemek megjelennek a Registry HKEY_LOCAL_ MACHINE\HARDWARE bejegyzése alatt. • Az NT kernel elindítja a Session Manager SubSystem (SMSS) alkalmazást, és a boot-oláskor indítandó egyéb alkalmazásokat, amelyek a Registryben szerepelnek. • A kernel futtatja az AUTOCHK lemezvizsgálót, majd a memória management és a swap file indul. Ezután különféle NT alrendszerek, köztük a Win32 alrendszer indul el.

  42. Boot folyamat (folytatás) • A Win32 indítja a WINLOGON alkalmazást, ami a felhasználók beléptetését kezeli. • WINLOGON indítja a Local Security Authory Service-t (LSASS), ami a Windows biztonsági funkcióit működteti. • Végezetül a kernel futtatja a Service Controller-t (SCREG), ami elindítja az automatikusan indítandó szolgáltatásokat, serviceket • Az első belépés után a beállításokról másolat készül a Registry LastKnownGood területére.

  43. Services.exe Winmgmt.exe Svchost.exe Winlogon Lsass Services Control Manager Spooler User Application Explorer TaskManager Subsystem DLLs Windows XP Executive Kernel-mode callable interfaces I/O Manager Object Manager SecurityReference Monitor Process Manager LocalProcedure Call Facility VirtualMemoryManager Win32KWindowManager & GDI Hardware DeviceDrivers Graphics Device Drivers Kernel Hardware Abstraction Layer (HAL) Hardware Interfaces A rendszer architektúrája (XP) Serviceprocesses Systemsupportprocesses Applications Environmentsubsystems Session Manager Win32 Ntdll.dll User mode Kernel mode

  44. Windows Vista és Windows 7 boot folyamat

  45. Windows Boot Manager • MBR a boot lemeznél betölti a többi boot blokkot, ami W 7-nél a Windows Boot Manager • A Windows Boot Manager (BOOTMGR) elolvassa a rendszerindítási konfigurációs adatokat és megjeleníti az operációs rendszer kiválasztására szolgáló menüt.

  46. Boot Configuration Data • Boot ConfigurationData (BCD) egy firmware- független adatbázis boot-timekonfigurációs adatokkal. • sokféleképpen paraméterezhető. Segítségével választhatunk az elérhető operációs rendszerek közül, hogy melyiket kívánjuk elindítani • Ez helyettesíti a boot.ini-t, és NTLDR-t, használja a Microsoft új Windows Boot Managere • Boot ConfigurationData változtatható • egy parancssori eszközzel (bcdedit.exe), • a Windows Management Instrumentation-el vagy • harmadik féltől származó eszközzel, mint EasyBCD

  47. BCD • A BCD fájl alapértelmezett helye a Windows Vistában: C:\Boot\BCD a Windows 7-ben pedig egy rejtett partíción (melyet a telepítésekor hoz létre), a \boot\BCD helyen.

  48. winload.exe • A Windows Boot Manager meghívja winload.exe-t az operációs rendszer betöltéséhez, ami majd hívja az operációs rendszer kernelt (ntoskrnl.exe) és (boot-osztály) eszközillesztőket.

  49. EasyBCD 2.1

  50. Futtatás rendszergazdaként: bcdedit C:\Windows\system32>bcdedit Windows Rendszertöltés-vezérlő ------------------------------ azonosító {bootmgr} device partition=\Device\HarddiskVolume1 path \bootmgr description Windows Boot Manager locale hu-HU inherit {globalsettings} default {current} Resumeobject {99c0520d-cf64-11e0-b4f8-806e6f6e6963} Displayorder {current} Toolsdisplayorder{memdiag} timeout 30

More Related