1Security Technology PICT les 1 ICT Techniek - les 7 - onderwerpen Operating Systems n Waarom een OS? n Soorten n Taken n Opbouw n Processen / threads n Time management n Memory management n Communicatie en synchronisatie  Osiris

2Security Technology PICT les 1 Applicatie 1: spelletje Applicatie 2: browser Applicatie 3: word PC 1PC 2PC 3 print Waarom een OS?

3Security Technology PICT les 1 Gebruik van computersystemen Informatie verwerking Kantoor automatisering Wetenschap …… Elektronische bouwsteen industriële automatisering data communicatie apparaten ….. Generieke systemen Specifieke systemen (vaak real time, vaak embedded) Generiek en specifiek

4Security Technology PICT les 1 Soorten OS naar multi-user / multi-taking eigenschappen single user / single tasking(CP/M, DOS) single user / multi tasking(Windows) multi user / multi tasking(UNIX) real time (multi tasking)(RTOS) Wanneer gebruikt men real time operating systemen ?

5Security Technology PICT les 1 Soorten O.S. naar taken Desk top (tekstverwerking, spreadsheet, database.. ) Workstation (ontwerpsysteem) Server (bestand beheer) Proces besturing (fabrieken) Embedded (elektronische apparaten) { Onderscheid vervaagt

6Security Technology PICT les 1 Taken van een operating systeem n Systeem initialisatie (Boot, SysInit, etc.) n Resource management en coordinatie: n Geheugenbeheer (space management) n CPU-beheer (time management) n Communicatie en synchronisatie (transpute management) n Abstractie n Isolatie n Algemene functies

7Security Technology PICT les 1 Bevoorrechte instructies De CPU kent t.b.v. OS meestal minimaal twee toestanden, te weten:  supervisor-mode(kernel mode)  gebruikers-mode (protected mode) Met de system call roep je het OS aan en wordt er naar supervisor mode geschakeld.

8Security Technology PICT les 1 Opbouw van het O.S. Monolithisch(spaghetti) Gelaagd(lasagne) Modulair(ravioli)

9Security Technology PICT les 1 Monolithic Application System services (API) Hardware User mode Kernel mode

10Security Technology PICT les 1 Layered Hardware ROM BIOS device drivers Resident system program Application program MS-DOS system architecture

11Security Technology PICT les 1 Client/server (Modulair, microkernel) User mode Kernel mode Microkernel Hardware Client application Process server Memory server Fileserver Network server Display server HAL & device drivers

12Security Technology PICT les 1 Proces Een proces is een unieke uitvoering van een programma (incarnatie). Een proces heeft zijn eigen context: –registers; –Memory; –Proces administratie t.b.v. OS.

13Security Technology PICT les 1 Wat is de context Programma teller registers CPU memory programma data I/O files

14Security Technology PICT les 1 Thread Thread = lichtgewicht proces:  Het deelt geheugenruimte met andere threads  Het is parallel of simultaan uitgevoerde code van een programma.

15Security Technology PICT les 1 Proces toestanden Running (Current): het proces heeft de processor Ready to Run (Active): het proces wacht op de processor Waiting (Suspended): het proces wordt opgehouden Dormant: potentieel proces De toestand van de processen staat in de proces table

16Security Technology PICT les 1 Process states Run Ready Suspended Dormant terminate incarnate scheduler Context switch

17Security Technology PICT les 1 Time management –Co-operative scheduling proces loopt door totdat het klaar is Gevaar van een eindeloze lus => systeem hangt Bijvoorbeeld :Windows 3.x –Pre-emptive scheduling Onderbreekbaar doormiddel van prioriteiten tijdverdeling (time-slicing). Voordeel : een fout proces kan niet het hele systeem “ophangen” Bijvoorbeeld : Windows NT and higher 95, 98? : gedeeltelijk…

18Security Technology PICT les 1 Real-Time Klok vooraf ingestelde teller die het systeem interrumpeert (10 msec) bijhouden van de tijd, datum etc. communicatie en synchronisatie starten van de scheduler administratieve taken

19Security Technology PICT les 1 Timeslicing O.S. Proces 1 Proces 2 Proces 3 Proces 4 timeslice proces 1 timeslice proces 2 timeslice proces 3 timeslice proces 4 $ $FFFFFF Context switch O.S.

20Security Technology PICT les 1 Virtueel geheugen n het geheugen heeft een lineaire adresruimte (van 0 tot n) n voor de programmeur lijkt het of de ruimte vanaf 0 geheel of gedeeltelijk lineair beschikbaar is

21Security Technology PICT les 1 MMU (logisch fysiek)

22Security Technology PICT les 1 Geheugenbeheer n Locatie van code en data (statisch) n Toewijzing data (dynamisch) n Protectie n Gemeenschappelijk gebruik n Logische organisatie fysieke organisatie

23Security Technology PICT les 1 Drie typen namelijk : n Partionering (vaste afmeting) n Segmentering (lengte is variabel) n Paginering (vaste relatief kleine afmeting) Geheugenbeheer

24Security Technology PICT les 1 Partitionering n een proces krijgt een vastgesteld deel van het geheugen ter beschikking n de inhoud van een basisregister wordt opgeteld bij het adres n het totaal wordt vergeleken met een limietregister

25Security Technology PICT les 1 Segmentering n code-, data-, deelbare segmenten n geen vaste lengte n segment register + adres = fysiek adres n vergelijk het fysiek adres met limietwaarde

26Security Technology PICT les 1 Paginering n het geheugen wordt verdeeld in pagina’s; dit zijn delen met een gelijke grootte n een deel van het adres wijst naar een tabel waarin de verwijzing naar de pagina staat n een pagina hoeft niet in het geheugen aanwezig te zijn

27Security Technology PICT les 1 Geheugenprotectie n processen mogen elkaar niet hinderen n processen moeten data-geheugen kunnen delen n programma-codes moet kunnen worden gedeeld

28Security Technology PICT les 1 Doen n bestudeer …