7) Usb (Universal Serial Bus)

-moderní rozhraní - nahrazuje dříve používaná rozhraní (paralelní, sériové, PS/2, …);

-dnes připojení prakticky všech periferních zařízení;

-Plug & Play-PC automaticky pozná, že jsme k němu něco připojili a snaží se to nainstalovat

-USB 1.1 s rychlostí 1,5 Mb/s až 12 Mb/s;

-ale … FireWire (IEEE 1394) od Apple (400 Mb/s; až 63 zařízení)-na videokamery,moc nepoužívané (vytlačilo USB)

-USB 2.0 s přenosovou rychlostí 480 Mbit/s (rok 2000)

-specifikace USB 3.0 (SuperSpeed) z roku 2008 s přenosovou rychlotsí 5 Gbit/s

Programové vybavení – operační systémy

Vztah HW – SW:

- Firmware = Software nejbližší k hardware ,řídí jeho funkci!

-Oživuje jednotlivé komponenty

-Harddisk

-Telefon

-Pračka

-Bankomat

-Lze updatovat – nové funkce

-Komunikuje s nadřízeným – operační systém zařízení

- BIOS = Software řídící základní desku

-Koordinuje funkci jednotlivých komponent (zvukovka,grafika)

-Přímá spolupráce s operačním systémem

-Možnosti nastavení hardware

-Přetaktování

-Konfigurace komponent – dle třídy desky

-Uložení základních systémových nastavení

-RAID (diskové pole)

 Operační systémy

= zabezpečuje základní chod počítače, prostředník mezi hardwarem a aplikačním softwarem

-Software -Zajišťuje vstup dat z klávesnice a myši

- Řízení a správa zdrojů – hw -Organizuje přístup a využívání zdrojů PC (do RAM,CD/DVD)

- Správa procesů -Spravuje komunikaci s externími zařízeními

- Komunikace s uživatelem -Reaguje na chybové stavy programů

- Práce se soubory, sítí, periferiemi, …

- Bezpečnost

- Koexistence aplikací

Abstrakce Hardware:

-API – aplication interface

-Jednotné rozhraní pro komunikaci s aplikacemi či vzájemnou interakci

-Operační systém se stará o vyřízení požadavků vůči hardware dle šablon

-Požadavek – otevření složky – jako programátor nemusím řešit umístění (disk, CD, DVD, flash disk, síťový disk) – zajistí OS

Rozdělení OS podle použití:

Pro zařízení - Bankomat, pračka, set-top-box, televize, ...

Mobilní OS - Telefony, tablety, netbooky, televize

Desktopové - Pracovní stanice, multimediální domácí centrum, ...

Serverové - NAS, Server, cluster, grid, superpočítače, ...

Zajímavé - Speciální či historické

Rozdělení OS podle funkcí:

• Real-time OS - Specializované systémy

-Řízení provozu, ovládání stroje

-Nutnost minimální prodlevy

-Kritické nasazení

-Pokročilý plánovač úloh

-Malá velikost

-PikeOS, Windows CE, RT Linux, VxWorks, Windows + RTX

• Multi x single user (dle uživatelského přístupu)

-Single user

-Pouze jeden uživatel může pracovat v reálném čase

-Windows – více uživatelských profilů, ale pracuje pouze jeden

-Multi user

-Více uživatelů pracuje současně

-Linux

• Multi x single tasking (dle zpracování úloh)

Single tasking

Zpracování pouze jedné úlohy v reálném čase

IPad – při přepnutí ostatní aplikace stojí (iOS 3.x)

Multitasking

Přidělování zdrojů na střídačku

Výhodou jsou více procesorové systémy

-Preemptivní – rozdělení času na sloty – Linux, Unix, Windows od NT

-Kooperativní – předání zdrojů na základě pravidel – Windows – do 98

Obtíže: Složitější návrh

Ochrana paměti před vzájemným přepsáním

Optimalizace systému

Režie – spotřeba části výkonu na řízení

Zabezpečení -Proti pádu jedné aplikace

-Chybě ovladače

-Přepisu paměti malwarem

Podpora víceprocesorů : -Single procesor –(single thread ),Starší OS ,Zvládnou pouze jedno vlákno

instrukcí

-Multicore – (multithreading) ,Podpora více jader procesorů ,Koordinace mezi vlákny výpočtů ,Omezení prostojů ,Interprocesing – výměna dat mezi vlákny

• Distribuovaný x lokální (dle umístění)

-Lokální -Systém běží na PC (serveru) ,Každý stroj má svůj

-Distribuovaný -Více počítačů tvoří jeden funkční celek ,Grid – více samostatných PC ,Cluster – virtuální počítač nad všemi dílky ,Superpočítač – soubor clusterů

• Vestavěný x samostatný: Embedded -Nedílná součást zařízení ,Specializovaný HW pro specifické úkoly ,Omezené schopnosti ,Windows CE, Minix

Samostatný -Lze instalovat dle podporovaných platforem Windows, MacOS, Linux, Unix, …

Distribuce – opensource, box, OEM

Komponenty OS: Zavaděč: -Subsystém OS,Po startu zařízení natahuje a spouští jednotlivé součásti OS,Uložen v MBR (master boot record) pevného disku, nebo ve specifikované oblasti,LILO, Grub – Linux,NTLDR - Windows

Kernel: Jádro systému ,Po nastartování systému je umístěno v paměti,Řízení všeho (procesy, zdroje, paměti, periferie, ...),Privilegovaný a uživatelský režim,Bezpečnostní opatření před škodlivým kódem,Liší se svým pojetím (Mikrojádro,Monolit,Hybridní)

Jakýkoliv spuštěný program se stane procesem

Jeden program může mít i více procesů – vícevláknové zpracování

Kernel každému vláknu přidělí paměťový prostor a případně další zdroje

Vše dle potřeb procesu a systému – multitasking

Strom procesů – rodič – potomek – potomek -Obtížné ukončit chybný proces

-Rodič jej může obnovovat

Řízení paměti: -Dnes se využívá virtuální paměť

-HW – 2GB RAM, celková paměť systému např. 10GB

-Odkládací soubor na disku

-Umožňuje běh i v případě, že by fyzická paměť nestačila

-Kernel řídí odkládání dat z RAM na HDD a jejich zpětné načítání

-Čím méně fyzické paměti, tím více se využívá HDD - „chroustání“ při zátěži

Souborové systémy: (přístup, charakteristika, výmaz, přístup uživatelů)

FAT Windows

NTFS Windows

Linux, Unix (Btrfs,XFS)

HFS+

Textové rozhraní: Příkazová řádka -Primitivní, jednoduchá ,MS-DOS

Shell -Pro profesionála rychlejší než klikací aplikace ,Linux, UNIX, Windows

Nadstavba: aplikace nad textovým rozhraním

GUI: grafické rozhraní,uživatel používá hlavně myš

Rozdělení: Lightweight –lehké rozhraní pro slabší PC

Professional-jednoduchý vzhled,stabilní uživatel.schéma (Windows XP,2000)

Eye Candy-důraz spíše na dojem,vše co se hýbe průhledné (KDE , Aero)

Tablet,Smartphone

OS pro zařízení: Windows – většina v bankomatech – 2000 a XP, nebezpečí malware

Linux – většina zařízení v domácnosti – set-top-box, router, ...

GoogleTV – systém pro televize, prozatím v USA, integrace se službami Google

Mobilní OS: OS na přenosná zařízení, s dotykovým displejem, nízká spotřeba, mobilní procesory

Android – základem Linux,instalace z PC

Přelomová aliance: Google, HTC, Intel, LG, Motorola, NVidia, Qualcomm, Samsung…

iOS – mobilní verze Mac OS X ( iPhone,iPad,iPod touch, Apple TV)

Symbian – pro Nokie, dnes ústup, Real time OS

Blackberry-poštovní server,HW klávesnice,vytlačení v Anglii SMS,Twitteru a FB

Windows mobile –zaostávání,zastaralé rozhraní, verze6.xx není prakticky ve smartphone

Windows mobile 7- obdoba moderních OS,spojení s Nokií,podíl Windows OS na deskopu

GUI metro

Desktop-majoritní podíl firmy Windows

Windows XP –po W.2000, největší změna GUI,

Windows Vista –uspěchané vydání,zrychlení pomocí USB disku

Windows 7 -nejnovější operační systém o Microsoftu,“Dotažené Visty“,zrychlení systému

Windows 8 -avizovaná revoluce,změna GUI,Pronájem aplikací na urč.období,masivní podpora

Cloud procesorů,část dat a systémů bude přístupná na servrech

Editace systému: Starter – 3 aplikace a spousta restrikcí

Home Premium – základní systém

Professional – firmy, vzdálená plocha

Enterprise – firmy, kooperace s UNIX aplikacemi

Ultimate – extra funkce pro uživatele, Eye Candy

Mac OS X, Linux

Virtualizace: -vytváření virtuálních PC,výkonný server,slouží k vytvoření prostředí pro hostovaný OS,ovlivňuje výkonnost celého řešení a také bezpečnost

Výhody: omezení bezpečnostních rizik,využitý výkonu serverů pro nízkozátěžové aplikační servery

Nevýhody: vyšší náročnost na hardware,dobrá bezpečnostní strategie je nezbytná,zvýšení škody při

Výpadku hardware, lze řešit ale jak???