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Betriebssysteme

Betriebssysteme. Theorie und Praxis moderner Betriebssysteme. Theorie und Praxis moderner Betriebssysteme. 1. Lehrveranstaltungen Betriebssysteme. Übersicht über die Lehrveranstaltungen. Aufbau und Funktion der Betriebssysteme. Windows NT. SCO Open Server. Installation, Systemverwaltung.

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Presentation Transcript

  1. Betriebssysteme Theorie und Praxis moderner Betriebssysteme Theorie und Praxis moderner Betriebssysteme 1

  2. Lehrveranstaltungen Betriebssysteme Übersicht über die Lehrveranstaltungen Aufbau und Funktion der Betriebssysteme Windows NT SCO Open Server Installation, Systemverwaltung Theoretische Grundlagen, Begriffe und ihre Bedeutungen, Verfahren Installation, Systemverwaltung Betriebssysteme Prof. Dr. W. Voigt 2

  3. Unix-Systeme Prof. Dr. W. Voigt

  4. Einrichtung Betriebssystem Anlage Küsters Maschinenfabrik VMS VAX (DEC) OKA Büromöbel Neugersdorf AIX, NT PC Gewerkschaft ÖTV Görlitz, Bautzen AIX RS4000 Autohäuser Opel, Ford SCO-Unix PC Autohaus Renault AIX Volkshochschule Löbau SCO-Unix PC Stadtwerke Löbau, Zittau SCO-Unix Chemische Produkte Hirschfelde (Fit) Sinix Unternehmensberatung Löbau NT Architekturbüro Löbau NT Sparkasse Löbau LAN-Manager IBM, OS/2 Ingenieurbüro Bautzen Interactive Unix Raab Karcher SYS36 IBM3253 Amt f. offene Vermögensfragen Löbau HP-UX HP9000 Betriebssysteme im Territorium (1;Stand 1995/6) Betriebssysteme Prof. Dr. W. Voigt 4

  5. Einrichtung Betriebssystem Anlage Lautex Neugersdorf VMS VAX (DEC) Ingenieurbüro Ebersbach SCO-Unix Landespolizeischule Bautzen Unix Polizeifachschule Rothenburg Unix FH Zittau VMS, HP-UX VAX, HP9000 FH Görlitz Unix RS6000 b.i.b. Görlitz HP-UX, HP-MPEX, NT HP9000, HP3000 Kreiskrankenhaus Ebersbach HP-UX HP9000 Ärzte, Apotheken Unix Betriebssysteme im Territorium (2) Betriebssysteme Prof. Dr. W. Voigt 5

  6. Computer allgemein Inhalt des allgemeinen Teils (Präsentationen) 0 Einführung 1 Computer allgemein 2 Prozesse Teil 1 3 Prioritäten 4 Prozesse Teil 2 5 Betriebsmittel 6 Dateisysteme 7 Speicherverwaltung Prof. Dr. W. Voigt

  7. Aufbau eines Computersystems Textverarbei-tung Tabellenkal-kulation Datenbank-verwaltung Kommuni-kation Scheduler CAD Flugreser-vierung Banksysteme Spiele Kommandointerpreter Editoren Compiler Betriebssystem Softwareteil Maschinencode Compilierte und gelinkte Programme Mikrocode Hardwareteil Interne Programme des Prozessors Physikalische Geräte Prof. Dr. W. Voigt

  8. „Doppelrolle“ des Betriebssystems Die zwei Rollen des Betriebssystems Erweiterte Maschine Verstecken der realen Hardware-Eigenschaften vor dem Programmierer oder Nutzer. Betriebsmittelverwalter Geordnete und kontrollierte Zuteilung von Prozessoren, Speicher, I/O-Geräten an konkurrierende Programme Das Betriebssystem ist eine „erweiterte Maschine“. Der Programmierer oder Nutzer interessiert sich nicht dafür, auf welchem Sektor welcher Festplatte welches Teil seiner Daten steht. Er benennt den Namen einer Datei und öffnet bzw. lädt sie. Außer bei den allereinfachsten Betriebssystemen ist es einem Nutzerprogramm nicht möglich, direkt auf den Hauptspeicher, den Prozessor oder einen seriellen Anschluß zuzugreifen. Es darf nur die zugehörige Schnittstelle des Betriebssystems benutzen. Prof. Dr. W. Voigt

  9. Betriebssystem nach DIN 44300 Das Betriebssystem wird gebildet von den Programmen eines digitalen Rechensystems, die zusammen mit den Eigenschaften dieser Rechenanlage die Basis der möglichen Betriebsarten des digitalen Rechensystems bilden, und die insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern und überwachen. Abbildung der Benutzerwelt in die Maschinenwelt Die Steuerung der Teile einer elektronischen DVA ist ein rein technisches Problem (Schaltkreise, Impulse, Spannungen). Das Betriebssystem stellt das Hilfsmittel dar, um die Anliegen des Menschen in physikalische Daten zu übersetzen. 1 Organisation und Koordination des Betriebsablaufs Sowohl im technischen Bereich der Maschine als auch als Auftrag des Menschen werden viele Aufgaben gleichzeitig gelöst. Die erforderliche hohe Arbeitsgeschwindigkeit würde den Menschen überfordern. 2 Steuerung und Protokollierung des Programmablaufs Die Maschine erhält Aufgaben zusammen mit einer Beschreibung des gewünschten Ablaufs. Nach dem Ablauf muß sie darüber berichten, Abweichungen vermerken und bei mehreren Nutzern die Leistung für den einzelnen festhalten. 3 Prof. Dr. W. Voigt

  10. Geschichte (1) Erste Generation (1945 - 1955): Röhren und Steckkarten Absolute Maschinensprache, kein Betriebssystem. • Betrieb mittels Elektronenröhren. • Die Maschinenbefehle wurden in vorgedruckte Formulare eingetragen und von dort abgelesen und in einen Lochkartenstanzer übertragen. • Hauptarbeit: Berechnung von Tabellen mittels selbst programmierter numerischer Funktionen • Beispiel: Carl Zeiss Jena, Berechnung der Abkühlungszeiten und Kühlverteilung für ein riesiges Spiegelteleskop Prof. Dr. W. Voigt

  11. Geschichte (2) Zweite Generation (1956 - 1965): Transistoren und Stapelverarbeitung • Programm = Job • Job ausarbeiten, in Lochkarten stanzen, einlesen lassen (z.B. auf Bänder). Operateur läßt Band (Jobs) abarbeiten. • Trennung in Einlesecomputer (z.B. IBM 1401) und Berechnungscomputer (z.B. IBM 7094). • Betriebssysteme: • FMS (FORTRAN Monitor System) • IBSYS (IBM-Betriebssystem für die 7094) Personal: Unterscheidung zwischen Programmierern, Operatoren, Wartungspersonal. Ablauf: Programm auf Papier und in Lochkarte. Kartenstapel an Operator. Dieser holt die zusätzlich für die Abarbeitung benötigten Jobs. Alles wird in die Maschine eingelesen und abgearbeitet. Das Ergebnis wird ausgedruckt. Der Programmierer holt den Ausdruck ab, korrigiert und locht neu ... Später: Jobs auf Magnetband gespeichert (kleiner Rechner), gesammelt. Volles Band in Rechnerraum eingelesen. Vorläufer des Betriebssystems lädt Job und schreibt Ausgabe auf anderes Band. Nach Beendigung aller Jobs erfolgt Ausgabe an kleinem Rechner und Ausdruck der Ergebnisse. Prof. Dr. W. Voigt

  12. Geschichte (3) Dritte Generation (1965 - 1980): ICs und Mehrprogrammbetrieb • Versuch, die Trennung zwischen wissenschaflichen und kommerziellen Computern durch Universalcomputer zu überwinden (System /360 von IBM). • Betriebssystem sollte einheitlich auf allen Modellen arbeiten (Riesensystem mit vielen Fehlern). • Kennzeichen: • Multiprogramming: Mehrere Jobs gleichzeitig im Arbeitsspeicher • Parallele Abarbeitung je nach Anforderungen an den Prozessor • Spooling: Jobs auf Platten abgespeichert, Abarbeitung entsprechend Warteschlangen. • Im Laufe der Zeit Timesharing Timesharing über Terminals: Einführung der direkten Arbeit am Computer wie in der ersten Generation --> interaktive Arbeit (Compilieren, Fehlerliste lesen, korrigieren, ...) Multiprogramming Der Hauptspeicher wurde in mehrere Teile zerlegt. Jeder Job besitzt einen eigenen Teil. Während ein Job auf E/A wartet, kann ein anderer Rechenarbeit durchführen. Einführung von Hardwareschutz: Verhinderung des Ausspionieren eines Jobs durch einen anderen. Minicomputer der dritten Generation: Erstmalig besitzt eine Abteilung oder Fakultät einen eigenen Computer! PDP-1 von DEC 1961 Prof. Dr. W. Voigt

  13. Geschichte (4) Vierte Generation (1980 - 1990): Personal Computer • Architektur wie Minicomputer der dritten Generation, aber wesentlich billiger. • Besonders leistungsfähig: Workstations. Besonders billig: Mikrocomputer. • Dominierende Betriebssysteme: MS-DOS und Unix. • Einführung von Netzwerkbetriebssystemen: • Auf jedem Rechner läuft ein eigenes Betriebssystem. • Der Nutzer kennt die Existenz anderer Rechner. Er kann Dateien auf entfernten Rechnern kopieren oder starten. • Beginn der Entwicklung von verteilten Betriebssystemen: • Das System sieht dem Nutzer gegenüber wie ein Einplatzsystem aus. • Der Nutzer weiß nicht, auf welchem Prozessor welchen Rechners sein Programm ausgeführt wird und wo seine Daten liegen. • Entwicklung eines eigenen Industriezweiges, der Software-Industrie. • Die Programme sind so beschaffen, daß der Nutzer zu ihrer Bedienung nicht viel über Computer wissen muß. Weiterentwicklung und Verkauf von Großrechnern (Mainframes) wurde in dieser Zeit weiter betrieben, allerdings mit rückläufigen Zahlen. Prof. Dr. W. Voigt

  14. Zeittafel bis 1975 Zeitraum Technik Programmierung Kennzeichen Betriebssysteme bis 1955 Elektronenröhren, Dezimalsystem, Trommelspeicher Maschinensprache keins 1955 - 1960 Dualsystem, Kernspeicher 32 KB Assembler, höhere Programmier-sprachen Bibliotheken, E/A-Standardisierung, Stapelverarbeitung 1960 - 1965 Transistor, selbständige E/A-Einheiten, Speicherschutz Mehrprozeßbetrieb OS/360 von IBM 1965 - 1970 Integrierte Schaltungen, Rechnerfamilien, Plattenspeicher, virtueller Speicher Universalsprache, Dateien Datenhaltung, -auffindung, Seitentausch, Teilnehmer-systeme 1970 - 1975 Kernspeicher 256 KB Datenbanken, Informationssysteme Zuverlässigkeit Unix von AT & T, CP/M (1974) von Digital Research Prof. Dr. W. Voigt

  15. Zeittafel bis ... Zeitraum Technik Programmierung Kennzeichen Betriebssysteme 1975 - 1980 Preisverfall, Kernspeicher 1 MB, Mikroprozessoren, Bildschirm Texterfassung, Rechnerverbund Dialogtechnik, Vernetzung 1980 - 1985 Arbeitsplatzrechner, Farbbild, Grafik Menütechnik Beherrschung der Komplexität, Leistungsoptimie-rung MS-DOS (1981), MS Windows (1983) 1985 - 1990 Intel 386, 486 OS/2 von IBM ab 1992 Intel Pentium Windows NT, Linux 1996 Intel Pentium Pro Hier merkt man deutlich: Es gibt kaum neue Betriebssysteme. Eventuelle neue Systeme sind meist Anpassungen alter Systeme mit neuen Namen (UnixWare, SCO-Unix, SCO Open Server) Prof. Dr. W. Voigt

  16. Komponenten der Betriebssysteme,nach Aufgaben geordnet Komponenten Standardteile Besondere Teile Prozeßverwaltung Kommunikation zwischen Prozessen Speicherverwaltung Prozeß-Scheduling Dateiverwaltung Swapping und Paging Verwaltung I/O-Geräte Deadlocks Sicherheits-verwaltung Prof. Dr. W. Voigt

  17. Strukturen von Betriebssystemen Mögliche Strukturen Monolithische Systeme Geschichtete Systeme Betriebssystem = Menge von Prozeduren Jede Prozedur kann jede andere aufrufen. Kein Verbergen von Informationen. Einzige Strukturierung: Unterscheidung von Benutzermodus und Kernmodus (Unterstützung durch viele Prozessoren) Die objektorientierte Programmierung hat eine neue Form der Strukturierung und Leistungsfähigkeit gebracht (Windows NT). Betriebssystem = Menge von Schichten Jede Schicht ist auf Basis der darunterliegenden Schicht konstruiert. Modell von 1968 (Eindhoven, Dijkstra): Schicht Charakterisierung 5 Operator 4 Benutzerprogramme 3 Ein- und Ausgabeverwaltung 2 Operator-zu-Prozeß-Kommunikation 1 Speicher- und Trommelverwaltung 0 Prozessorvergabe und Multiprogramming Objektorientierte Programmierung: Neue Form der Strukturierung und Verschmelzung der beiden Strukturen (Windows NT). Prof. Dr. W. Voigt

  18. Einige Betriebssysteme mit Herstellern System Hersteller AIX IBM (International Business Machines Corp.) Banyan Vines BS2000 IBM (International Business Machines Corp.) Bull-Unix Bull Corp. Coherent Mark Williams HP-UX HP (Hewlett Packard) Interactive SunSoft Linux Linux Group MPE XL HP (Hewlett Packard) MS-DOS Microsoft NetWare Novell Nextstep Next Onsite-Unix Onsite OS/2 IBM OS/400 IBM QNX QNX SCO-UNIX SCO (Santa Cruz Operation) Sinix Siemens Solaris SunSoft Theos Theos Ultrix DEC (Digital Equipment Corp.) UnixWare Novell VMS DEC (Digital Equipment Corp.) Prof. Dr. W. Voigt

  19. Programme als Bestandteile von Betriebssystemen Das wichtigste Programm ist der Kern (Kernel). Er erledigt alle Arbeiten, die laufend anfallen. Für Arbeiten, die nur selten und auf externe Anforderung zu erledigen sind, werden einzelne Programme mitgeliefert. Ihre Namen unterscheiden sich etwas von System zu System. Programm Funktion fdisk Partitionierung von Festplatten format Formatieren von Disketten, Einrichten von Dateisysstemen mkfs Einrichten von Dateisystemen chkdsk Prüfen von Dateisystemen vi, edit Texte editieren find Suche nach Dateien grep Suche nach Zeichenketten sort Sortieren von Dateien • Die Shells oder Kommandointer-preter haben sehr verschiedene Namen, z.B. • command.com • cmd.exe • progman.exe • sh, csh, ksh (Unix) Für den „Antrieb“ einzelner Teile des Computers (der Betriebsmittel) werden spezielle Dateien mitgeliefert, die Treiber (Driver). Sie werden einzeln geladen oder zum Kern gelinkt. Prof. Dr. W. Voigt

  20. Der Bootprozess beim PC Der Computer wird eingeschaltet Hardwareerkennung wird durchgeführt Lesen des Sektors 0 auf physikalisch erster Festplatte Lesen der Partitionstabelle, Lesen der Lage der aktiven Partition Lesen des Sektors 0 der aktiven (logischen) Partition Sprungbefehl zu bestimmter Stelle in Sektor 0. Dort befindet sich ein kurzes, BS-abhängiges Ladeprogramm Fest enthaltenes Maschinenprogramm wird gestartet Das Ladeprogramm wird gestartet Das Ladeprogramm lädt das Betriebssystem (MS-DOS) oder ein weiteres Ladeprogramm Das letzte Ladeprogramm lädt Treiber und den Kern des Betriebssystems Das Betriebssystem startet ein Programm zur Kommunikation zwischen BS und Nutzer (Shell, Kommandointerpreter oder GUI) Die Shell nimmt Befehle des Nutzers entgegen und übermittelt sie dem Betriebssystem zur Erledigung. Prof. Dr. W. Voigt

  21. Literatur allgemein, NT, OS/2 Theorie der Betriebssysteme • Wettstein, H.: Architektur von Betriebsystemen, Carl Hanser Verlag, 1987, München Wien. • Laun, W., Konzepte der Betriebsysteme, Springer-Verlag, 1989, Wien New York. • Siegert, H.-J.: Betriebssysteme: Eine Einführung, Oldenbourg-Verlag, 1989, München Wien. • Schnupp, P.: Standard-Betriebssysteme, Oldenbourg-Verlag, 1990, München Wien. • Tanenbaum, A. S.: Moderne Betriebssysteme, Carl Hanser und Prentice Hall International, München, Wien, London, 1995 Windows NT und OS/2 • Bär, J., Bauder, I.: Windows NT Das Kompendium, Markt & Technik, 1993, Haar. • Koch, O.G.: Windows NT Server & Workstation Das Kompendium, Markt & Technik, 1996. • Frater, H.: Windows NT, BHV Verlag, 1993, Korschenbroich. • Blake, R.: Microsoft Windows NT optimal einsetzen, Microsoft Press Deutschland, 1993, Unterschleißheim. • Koch, O., Meder, N., Scheuber, P.: OS/2 Das Kompendium, Markt & Technik, 1992/93, Haar. Prof. Dr. W. Voigt

  22. Literatur Unix Unix Bücher • Gulbins, J.: UNIX, Springer-Verlag, 1988, Berlin Heidelberg, New York. • Thienen, W.v.: Unix Schnellübersicht, Markt&Technik, 1993, Haar b. München. • Boes,R., Reimann,B.: Einsteigerseminar Unix, BHV mbH, 1990, Korschenbroich. • Foxley, E.: UNIX für Superuser, Addison-Wesley, 1988, Bonn usw. • Trommer, I.: UNIX - System V Ein praktisches Arbeitsbuch, Franzis-Verlag. • Kofler, M.: Linux - Installation, Konfiguration, Anwendung, Addison-Wesley, 1995. • Boes, R. und Reimann, B.: UNIX System V, bhv, Korschenbroich, 1994. • Wende/Reetz: SCO-Unix und Open Desktop optimal nutzen; Franzis‘ 1993, 98,- DM.Veraltet. Unix Zeitschriften • ix Multiuser Multitasking Magazin, Heise-Verlag (wie c‘t), 7,50 DM/Monat. • UNIX open, AWi Verlagsgesellschaft, 6,80 DM/Monat. Prof. Dr. W. Voigt

  23. Fragen ... Wieso ist ein BS eine „erweiterte Maschine“? Was ist ein Kommando- oder Befehlsinterpreter? Mit welchem Programm lassen sich Dateisysteme prüfen? Wie heißt der erste „offizielle“ Minicomputer und wer hat ihn hergestellt? Zu welchem BS gehört der Kommandointerpreter „CMD.EXE“? Was ist Timesharing? Was ist Multiprogramming? Wie wird das wichtigste Programm des BS genannt? Was ist ein Driver? Welche „Standardteile“ gehören zu einem BS? Unterschied in der Arbeit der Programmierer, Operatoren, des Wartungspersonals? Welche BS waren und sind auf Workstations besonders verbreitet? Was ist Spooling? Welche DIN legt fest, was ein BS ist??? Welche BS waren auf Workstations besonders verbreitet? Die bekanntesten Shells unter Unix sind ...? Wie kommt es zum Start des Ladeprogramms? Prof. Dr. W. Voigt

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