Operációs rendszerek - Tankönyvi szám: 55011.

Jegyzet azonosító: 55011 ELŐSZÓ Bevezetés A jegyzet a Budapesti Műszaki Egyetem Villamosmérnöki Karának Informatika szakán 1991 őszi félévében elhangzott Rendszerprogramozás című tárgy előadásainak alapján készült. A jegyzet már így is elég nagy terjedelme miatt nem törekedhetett teljességre, nem közlünk mindenhol részletes magyarázatokat. Inkább előadásvázlatnak szánjuk, az előadásokon szóban elhangzottak kiegészíthetik az itt leírtakat, értelmezhetik, magyarázhatják a gyakran szűkszavú vázlatpontokat. Ennek ellenére reméljük, hogy hasznos és hiánypótló jegyzetet adhatunk a hallgatóság kezébe, amely nem csak a jegyzet megszületését inspiráló Rendszerprogramozás, hanem a Villamosmérnöki karon oktatott egyéb tárgyak anyagához is kapcsolódik. Vissza TARTALOM Bevezetés 6 1. Az operációs rendszerekről általában 7 2. Az operációs rendszerek története 9 2.1. Korai rendszerek 9 2.2. A perifériás műveletek gyorsítása 10 2.3. Multiprogramozás 12 2.4. Napjaink rendszerei 12 2.4.1. Korszerű kötegelt rendszerek 12 2.4.2. Időosztásos rendszerek 13 2.4.3. Elosztott operációs rendszerek 13 2.4.4. Valósidejű rendszerek 14 3. Az operációs rendszerek feladata, szerkezetük 15 3.1. Rétegszerkezet 15 3.2. Rendszerhívások 16 3.3. Fontosabb rendszermodulok 16 3.4. Szolgáltatások 18 3.5. Rendszerprogramok 19 4. Folyamatok 20 4.1. Folyamatkezelés multiprogramozott rendszerekben 20 4.2. Átkapcsolás egyik folyamatról a másikra (környezetváltás) 24 4.3. Folyamatleírók 25 4.4. Szálak 25 4.5. A megszakítások kezelése 26 5. Folyamatokból álló rendszerek 28 5.1. Az együttműködő folyamatok használatának indokai 28 5.2. Szinkronizáció 29 5.3. Kölcsönös kizárás 29 5.4. Információcsere 34 5.4.1. A folyamatok megnevezése 34 5.4.2. Implicit szinkronizáció 35 5.4.3. Átviteli hibák kezelése 36 5.5. Példa a Mach operációs rendszerből 37 6. Holtpont 39 6.1. A holtpont kialakulásának feltételei 39 6.2. A holtpont kezelése 41 6.2.1. A holtpont megelőzése 41 6.2.2. A holtpont elkerülése 42 6.2.3. A holtpont felismerése 45 6.2.4. A holtpont felszámolása 46 6.3. Kombinált stratégiák 46 7. Ütemezés 48 7.1. CPU ütemezés 48 7.2. Az ütemezési algoritmusok alapjai 49 7.3. Ütemezési algoritmusok 7.3.1. Egyszerű algoritmusok 7.3.2. Prioritásos algoritmusok 52 7.3.3. Többszintű algoritmusok 7.4. Többprocesszoros ütemezés 7.5. Az algoritmusok értékelésének módszerei 55 8. Tárkezelés 56 8.1. A program címeinek kötése 56 8.2. Társzervezési elvek 59 8.2.1. Egy partíciós rendszer 59 8.2.2. Több partíciós rendszer 60 8.2.3. Tárcsere 61 8.2.4. Szegmensszervezés 63 8.2.5. Lapszervezés 64 8.2.6. Kombinált szegmens- és lapszervezés 66 9. Virtuális tárkezelés 68 9.1. Általános elvek 68 9.2. A betöltendő lap kiválasztása 69 9.3. Lapcsere stratégiák 70 9.4. A folyamatok lapigénye 72 9.5. Egyéb tényezők 74 10. Háttértár kezelés 76 10.1. A lemezegység fizikai szervezése 76 10.2. A lemezműveletek ütemezése 78 10.2.1. A fejmozgás optimalizálása 78 10.2.2. Az elfordulási idő optimalizálása 79 10.2.3. Egyéb szervezési elvek a teljesítmény növelésére 79 10.3. Az adattárolás megbízhatósága 80 10.4. A számítógéprendszerek tárhierarchiája 81 11. Állományok 82 11.1. Alapfogalmak 82 11.2. Az állományok tárolása a lemezen 83 11.2.1. A szabad blokkok nyilvántartása 83 11.2.2. A lemez blokkjainak allokációja 84 11.3. Állományok 86 11.3.1. Az állományok belső szerkezete 86 11.3.2. Hozzáférési módok 87 11.4. Könyvtárak 88 11.4. í. Nyilvántartás bejegyzések 88 11.4.2. A könyvtárak hierarchiája 89 11.5. Műveletek 91 11.5.1. Műveletek állományokon 91 11.5.2. Műveletek könyvtárakon 92 11.6. Oszlott állománykezelés 93 11.7. A hozzáférés szabályozása 94 12. Az operációs rendszerek biztonsági kérdései 95 12.1. Belső biztonság 96 12.1.1. Statikus védelmi tartomány 96 12.1.2. Dinamikus védelmi tartomány 98 12.1.3. A hozzáférés vezérlésének problémája 99 12.1.4. A hozzáférési jogok visszavonása 100 12.2. Külső biztonság 101 12.2.1. A felhasználók azonosítása 101 12.2.2. A veszélyeztetett pontok figyelése 101 12.2.3. Aktivitás naplózás 102 12.2.4. Rejtjelezés 102 12.3. A rosszindulatú programok jellemrajza 102 13. Elosztott rendszerek 104 13.1. Motivációk 104 13.2. Kommunikációs hálózatok 104 13.2.1. A hálózatok topológiája 104 13.2.2. A hálózatok típusai 107 13.2.3. Forgalomirányítás 107 13.2.4. Az állomások kapcsolódásának módjai 108 13.2.5. Osztott csatornahasználat, versengés 109 13.2.6. A hálózati rendszerek szerkezete 109 13.3. Az elosztott operációs rendszerek típusai 110 13.3.1. Hálózati operációs rendszerek 110 13.3.2. Elosztott operációs rendszerek 110 13.4. Az elosztott rendszerek tervezésének szempontjai 111 14. Elosztott állománykezelés 113 14.1. Az állományokra hivatkozás 114 14.1.1. Az állományok nevei 115 14.1.2. Megnevezési módszerek 114 14.1.3. Elosztott állománynévrendszer implementációja 115 14.2. Az ügyfelek kéréseinek kielégítése 116 14.2.1. Távoli szolgáltatások igénybevétele 116 14.2.2. Műveletek helyi átmeneti tárban 117 14.2.3. A két módszer összehasonlítása 118 14.3. A szolgáltató implementációja 119 14.4. Az állományok többszörözése 120 15. Az operációs rendszerek kezelői felülete 121 15.1. A kommunikáció eszközei 121 15.2. Különböző felhasználói igények 121 15.3. Az X Window ablakozó rendszer 122 15.3.1. Az ügyfél-szolgáltató modell 122 15.3.2. Egymást fedő ablakok hierarchikus rendszere 124 15.3.3. Eszközíuggetlenség 125 15.3.4. Az X programozása 127 15.3.5. A kezelői felület szintjei 128 Irodalomjegyzék 130