Aplikácia operačných systémov v manažmente

1. Aplikácia operačných systémov v manažmente Prednáška č.1 Ing Ján Liguš, PhD. KKUI FEI TU Košice

2. Úvod do predmetu ..\os1\00 - Uvod do predmetu.ppt

3. Aplikácia OS v manažmente Počítačové architektúry Prednáška č.1

4. Software

5. Architektúra PC • Hardware

6. Aplikácia OS v manažmente • • Fyzické zdroje – hardvér počítača • Logické zdroje – softvér počítača • Fyzické zdroje: • CPU • Hlavná, operačná pamäť • Vstupy/výstupy – terminály, tlačiarne a pod. • Sekundárne pamäťové média, disky, pásky • Interné zariadenia ako hodiny, časovače apod.

7. Aplikácia OS v manažmente • • Fyzické zdroje – hardvér počítača • Logické zdroje – softvér počítača • Logické zdroje: • (úlohy -Jobs, relácie - sessions), interaktívne činnosti, • Procesy – programy, ktoré sa vykonávajú • Súbory množiny informácií • Zdieľané programy a údaje • Procedúry, ktoré vytvárajú variety použiteľných služieb

8. OS - príklad autobus

9. OS - príklad autobus

10. OS - príklad autobus softvér / cestujúci OS / šofér Hardvér / autobus

11. Aplikácia OS – príklad autobus • • Fyzické zdroje – „hardvérové“ prostriedky autobusu • Logické zdroje – „softvérové“ prostriedky autobusu • Fyzické zdroje: • CPU - šofér/fyzická osoba – nie spôsob jazdy • Hlavná, pamäť - kniha pravidiel cestnej premávky, kniha jázd, zásady správania k cestujúcim • V/V zariadenia – dvere, tlačidlá vonku a vnútri, • - vydavávanie/označovač cest. lístkov • mapa jázd, aktuálna poloha, hodiny • ovládače sw - nohy, ruky, uši, oči • ovládače hw - volant, plynový pedál, brzdový pedál, rýchlostná páka, smerovky • Zariadenia - motor, prevodovka, sedadlá, • Sekundárne - kniha výkazov – denný/mesačný/ročný • pamäťové média výplatné listiny, • Interné zariadenia – časomerné hodiny jednotlivých jázd • hodiny, časovače, motohodiny, kotúče jázd

12. OS – príklad autobus • • Fyzické zdroje – „hardvér“ autobusu • Logické zdroje – „softvér“ autobusu • Logické zdroje: • úlohy -Jobs, - nastupovanie, vystupovanie • relácie - sessions, - zoznam cestujúcich, ktorí cestujú, počet • interaktívne činnosti – zvonenie, nastupovanie, vystupovanie, • usadenie, výdaj lístkov, označovanie lístkov, • usadanie, státie, otváranie a zatváranie dverí • procesy - všetky činnosti, aké v autobuse poznáme • aplikačné - prevoz z miesta A do miesta B • systémové - šoférovanie, preradenie rýchlosti, • zmena smeru jazdy, brzdenie • Súbory - obsah výkazov d/m/r, reportov, • Zdieľané programy a údaje – rádiová komunikácia s inými šoférmi • zdieľanie aktuálnej polohy, kvôli prestupom ... • Procedúry, ktoré vytvárajú variety použiteľných služieb – servis, opravy

13. Aplikácia OS – príklad firma softvér / klienti OS / manažér Hardvér / firma

14. Aplikácia OS – príklad firma • • Fyzické zdroje – „hardvérové“ prostriedky autobusu • Logické zdroje – „softvérové“ prostriedky autobusu • Fyzické zdroje: • CPU - manažér/fyzická osoba – nie spôsob riadenia • Hlavná, pamäť - normy, technologické postupy výroby • pravidlá riadenia zamestnancov, zásady správania sa ku klientom • V/V zariadenia – reklama, balenie produktov, objednávky, • Zariadenia - výrobné zariadenia, zamestnanci, aut. park • Sekundárne - archív spoločnosti, spôsob prístupu k pamäťové zar. dokumentom, spôsob uloženia, pracovné výkazy, náplne práce, účtovníctvo, výkazy • Interné zariadenia – harmonogramy jednotlivých projektových činnosti, príchod, odchod zamestnancov, ...

15. OS – príklad firma • • Fyzické zdroje – „hardvér“ autobusu • Logické zdroje – „softvér“ autobusu • Logické zdroje: • úlohy -Jobs, - príjem objednávok, obsluha zakázníkov • relácie - sessions, - zoznam firiem -objednali tovar, stav obj. • interaktívne činnosti – objednanie tovaru, reklama, dovoz tovaru, • exkurzia výroby, výdaj tovaru, fakturácia • služby zakázníkovi • procesy - všetky činnosti, aké vo firme poznáme, napr. pracovné postupy zamestnancov • aplikačné - dovoz tovaru, reklamácia tovaru, predvedenie • produktu, ... • systémové - výroba jednotlivých dielov, nákup dielov, .. • Súbory - archív, sledovanie kvality výroby, účtovníct. • Zdieľané programy a údaje –komunikácia s inými firmami, subdod. • Procedúry použiteľných služieb – servis, opravy, upratovanie, ...

16. Aplikácia OS v manažmente • - Aplikačné programy • Užívateľské rozhranie • OS • Hardvérové rozhranie • CPU, pamäť, časovače, V/V zariadenia, sekundárne pamäťové zariadenia

17. Úlohy a ciele OS • - Užívateľské rozhranie • Manažment procesov • Manažment úloh a relácií • Manažment zariadení • Manažment časovania • Manažment pamäte • Súborový manažment • Spracovanie chýb • Spoľahlivosť • Bezpečnosť • Monitorovanie • Správa účtov • Systémový manažment

18. Otázky • Prečo je OS dôležitý pre výpočtové systémy? • Aká je primárna úloha OS? • - Vymenujte dve principiálne zdroje manažmentu (správy) • Vymenujte 5 kategórií zdrojov, ktoré sú spravované? • Vymenujte niekoľko problémov spojených s OS

19. Logické operácie, funkcie logické operácie A AND B: Y=A.B logická funkcia A NAND B: Y=A.B logická funkcia – sheferova funkcia A OR B: Y=A+B logická funkcia A NOR B: Y=A+B logická funkcia – pierceova funkcia A XOR B: n Počet logických funkcií: 22, n-počet premenných Matematické operácie – sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie,... prevod do dvojkovej sústavy – zvýšky po delení 2 Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

20. Zápis logických funkcií 1. Logických funkcií: y=a.b.c.d +a.e.f 2. Pravdivostnej tabuľky počet riadkov pravdivostnej tabuľky je 2n návrh schodišťového osvetlenia 3. Karnaughovej mapy 4. Vennove diagramy Vzájomné prepisy Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

21. Prevod do dvojkovej sústavy (15) 10 15 / 2 = 7 + 1 7 / 2 = 3 + 1 (1111) 2 3 / 2 = 1 + 1 1 / 2 = 0 + 1 (10) 10 10 / 2 = 5 + 0 5 / 2 = 2 + 1 (1010) 2 2 / 2 = 1 + 0 1 / 2 = 0 + 1 Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

22. Sčítanie, odčítanie v dvojkovej sústave (15)10 =(1111)2 bez znamienka = (01111)2 so znamienkom (-15)10 =(10001)2(dvojkový doplnok) Súčet =(00000) 2výsledok po sčítaní (-5)10 =(-101)2 bez znamienka = (1011)2 so znamienkom (6)10 =(+110)2 bez znamienka = (0110)2 so znamienkom Súčet= (0001) 2výsledok po sčítaní (5)10 =(101)2 bez znamienka = (0101)2 so znamienkom (-6)10 =(-110)2 bez znamienka = (1010)2 so znamienkom = (1111) 2výsledok po sčítaní = (- 001) 2výsledok po sčítaní Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

23. Príklady • Vytvorte konverziu 0100 1001 do desiatkovej sústavy • Vytvorte konverziu 497 do dvojkovej sústavy • Konvertujte 110010110010 do osmičkovej sústavy • Konvertujte (76524)8 do dvojkovej sústavy • Ak 1001 0111 je dvojkový doplnok • napíšte v desiatkovej sústave • Konvertujte 110010110010 do hexadecimálnej • – 16tkovej sústavy • Spočítajte 34 a 27 na 8 bitoch • Odpočítajte 45 od 78 na 8 bitoch • Odpočítajte -45 od 78

24. Úvod do HW • Definícia logického systému • Počítač - Množina sekvenčných a kombinaných logických komponentov – EC1021 • Rozdiely - Sekvenčný logický stroj • kombinačná a sekvenčná logika definuje funkciu - Počítač • Program (uchované inštrukcie) definujú jednotlivé akcie

25. Von Neumann stroje • Tri kľúčové prístupy: - Dáta a inštrukcie sú uchovávané v jednej čítanie/zápis pamäti - Obsah pamäte je adresovateľný lokáciou bez ohľadu na typ dát, ktoré obsahuje - Vykonávanie inštrukcií je realizované v sekvencii n occurs in a sequential fashion, unless explicitly altered, from one instruction to the next Prednáška č.1 Architektúra počítačov 4 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

26. Bloková schéma počítača Centrálna Procesorová Jedntoka Hlavná pamäť Vstpy/výstupy Zbernicové prepojenie Bloková schéma počítača Prednáška č.1 Architektúra počítačov 5 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

27. Bloková schéma počítača (pokr.) Aritmetická a Logická jednotka Procesorová jednotka Registre Vnútorná zbernica CPU CPU Procesorové Registre a dekódery Sekvenčná logika Riadiaca pamäť Riadiaca jednotka Prednáška č.1 Architektúra počítačov 6 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

28. Bloková schéma počítača (pokr.) • Pamäť - Uchováva inštrukcie a dáta • Vstup/výstup - periférie - Využívané vstupné a výstupné inštrukciea údaje Prednáška č.1 Architektúra počítačov 7 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

29. Bloková schéma počítača (pokr.) • CPU je kombinácia: - Registre - Arithmeticko-logická jednotka • vykonáva aritmetické operácie (sčítanie, odčítanie) • Vykonáva logické operácie (AND, OR, SHIFT) - Riadiaca jednotka • Koordinuje operácie počítača • Systémové prepojenie - Zbernice Prednáška č.1 Architektúra počítačov 8 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

30. Centrálna procesorová jednotka Prednáška č.1 Architektúra počítačov 9 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

31. Centrálna procesorová jednotka (pokr.) • CPU • Organizovaná pomocou internej zbernice • Registre • Zadržiavajú dáta, inštrukcie, alebo iné položky • - rôzne veľkosti - Šírka programových čítačov a pamäťových adries musí byť rovnaká ako šírka adresnej zbernice - Registre, ktoré uchovávajú dáta musia mať rovnakú šírku (veľkosť) ako bunka pamäte Prednáška č.1 Architektúra počítačov 11 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

32. Aritmeticko-logická jednotka • ALU resp. ALJ • Vykonáva aritmeticko-logické operácie • Akumulátor je špeciálny register • Je zdrojom jedného z operandov pri matematických operáciach • Cieľom matematickej operácie - Nie vždy sa používa najmä ak ide o komplexnejšie procesory

33. Aritmeticko-logická jednotka (pokr.) • Status Flags (Stavové slovo procesora) - Jednotlivé bity pre uchovanie informácií o výsledkoch operácií - príklady • výsledok je nulový • carry bit • overflow • výsledok je nulový Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

34. Aritmeticko-logická jednotka (pokr.) • Podjednotky - Sčítavací člen - Logické testy - logické operácie - posuv - porovnanie - Násobenie a delenie Prednáška č.1 Architektúra počítačov 14 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

35. Riadiaca jednotka • generuje riadiace signály • Prepája registre na zbernicu • Riadi funkciu ALJ • Poskytuje časové signály do systému • Všetky akcie riadiacej jednotky sú spojené s dekódovaním a vykonávaním inštrukcií (fetch a vykonávacie cykly) Prednáška č.1 Architektúra počítačov 22 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

36. Pamäť • Každá pamäťová bunka má unikátnu adresu • zápis, podľa adresy zapíše požadované dáta • čítanie, podľa adresy vyčíta údaje a poskytne na zbernicu • Signály • addresy • údaje, dáta -riadenie Prednáška č.1 Architektúra počítačov 23 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

37. Zbernice • používajú sa na komunikáciu medzi jednotlivými časťami počítača • iba jeden vysielač v danom čase • iba adresované zariadenie môže odpovedať • 2 úrovne • Interná • extérna • Skupiny signálov - Adresné vodiče - Dátové vodiče - Riadiace signály Prednáška č.1 Architektúra počítačov 24 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

38. Zbernice (pokr.) Prednáška č.1 Architektúra počítačov 25 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

39. Zbernice (pokr.) Prednáška č.1 Architektúra počítačov 26 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

40. Operácie v počítači Start Fetch the Fetch Cycle Next Instruction Execute the Execute Cycle Instruction Halt Základný inštrukčný cyklus Prednáška č.1 Architektúra počítačov 27 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

41. Operácie v počítači (pokr.) • Základné kroky - inštrukčný cyklus – cyklus načítavania • Vyčítanie nasledujúcej inštrukcie z pamäte do riadiacej jednotky • Dekódovanie načítanej inštrukcie - Vykonávací cyklus • Vykonanie aktuálnej inštrukcie - Začatie nového načítavania Prednáška č.1 Architektúra počítačov 28 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

42. Inštrukcie • Inštrukcie sú bitové vzory • Môžu byť rozdelené do bitových subpolí • Jedno pole špecifikuje operáciu, ktorá má byť vykonaná • Ostatné polia špecifikujú adresu v pamäti (alebo registre) operandov a pole, kde sa má umiestniť výsledom operácie - Počet a typ operandových polí závisia od použitej inštrukcie Prednáška č.1 Architektúra počítačov 29 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

43. Vykonávanie inštrukcií • inštrukčný cyklusje zásadne rovnaký pre všetky inštrukcie • Vykonávací cyklus závisí na type inštrukcii - Je unikátny pre každú inštrukciu • vnútorné kroky sú riadené riadiacou jednotkou Prednáška č.1 Architektúra počítačov 33 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

44. Inštrukčný cyklus 1 • Nahráva obsah programového čítača PC do adresného registra pamäte- MAR • prepája MAR na externú zbernicu • vykonáva čítanie, pričom dáta sú umiestnené na dátovú zbernicu Prednáška č.1 Architektúra počítačov 34 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

45. Inštrukčný cyklus 2 • uchováva hodnotu na dátovej zbernici do pamäťového zásobníkového registra - MBR • Presúva hodnotu MBR do inštrukčného registra- IR • Inkrementuje obsah programového čítača PC na bunku v pamäti, kde je ďalšia inštrukcia Prednáška č.1 Architektúra počítačov 35 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

46. Vykonávací cyklus • je rôzny a závisí od inštrukcie • je rôzny a každý typ počítača má iný • príklad ADD (ACC <- Register + ACC) - Presúva obsah akumulátora do ALJ cez internú zbernicu • Presúva obsah adresovaného registra do ALJ cez vnútornú zbernicu • Aktivuje signal ALJ pre operáciu ščítania • a výsledok ukladá do akumulátora Prednáška č.1 Architektúra počítačov 36 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

47. Centrálna procesorová jednotka (pokr.) Prednáška č.1 Architektúra počítačov 13 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

48. Prednáška č.1 Architektúra počítačov 36 Aplikácia operačných systémov v manažmente 2008

49. Druhy HW platforiem / OS • MainFrame systémy • Server systémy • Multiprocesorové systémy • PC systémy • Real-Time systémy (PLC, PAC) • Embedded systémy • Smart Card systémy

50. Aplikácia OS v manažmente Štruktúra systému a procesy Prednáška č.2