Werkzeuge der Informatik (CS102) Thema: Login, Desktop, Filesystem

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1 Werkzeuge der Informatik (CS102) Thema: Login, Desktop, Filesystem 30. Oktober 2003 Prof. Dr. Christian Tschudin Departement Informatik, Universität Basel Uebersicht Sitzung vom Betriebssystem Aufgaben und grundlegende Komponenten 2. Graphische Benutzeroberfläche 3. Filesystem 4. Ausgewählte Aspekte von Mac (OS-X), MS-Windows und Linux c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 2/21

2 Betriebssystem / Operating System (OS) In dieser Veranstaltung: Software-Sicht keine technisch/elektronischen Details eines Computers Betriebssystem: ein Stück Software App1 Betriebssystem AppN Computer Hardware vermittelt zwischen Hardware und Anwendungsprogrammen keinen direkten Nutzen (wie Anwendung), nur Steuerung Mehr dazu in CS201 (Rechnerarchitektur und Betriebssysteme) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 3/21 Betriebssystem Geschichtliche Marken 50er-Jahre: kein OS eine Maschine, ein Benutzer, ein Programm erste Automatisierung: Warteschlange nach Ende eines Prog wird automatisch das nächste gestartet 60er-Jahre: Time-Sharing (in Grossrechnern) mehrere Programme gleichzeitig im Speicher, schnell zwischen laufenden Programmen umschalten, Illusion genannt Multi-Tasking c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 4/21

3 Betriebssystem Geschichtliche Marken II 70er-Jahre: mini/micro-rechner OS wird interaktiv, aber nur 1 Programm (zb CP/M) 80er-Jahre: PC und Microsoft- Disk Operating System (MSDOS) aufgemotztes CP/M graphische Benutzeroberflächen (Mac, dann PC) 90er-Jahre Multi-Tasking auch für PCs (Linux, Windows) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 5/21 Konsole Wie den Rechner, d.h. das OS steuern? Monitor -Programm: liesst Befehle von der Tastatur (Konsole) OSführt sie aus Konsole früher aus Schalter oder elektr. Schreibmaschine Konsole heute: interaktives Steuerprogramm, textbasiert im eigenen Fenster c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 6/21

4 Login/Logon (Anmeldung) Time-Sharing (60er Jahre) erlaubte mehrere interaktive User User : Bündel von Attributen wie Benutzernummer, Name, Gruppenzugehörigkeit Zugriffsrechte auf Rechnerressourcen Accounting für Leistungsverrechnung Anmeldung durch LOGON Steuerbefehl, setzt Attribute für Rest der Sitzung (session) heute passwortgeschützt Jedem User seine eigene (virtuelle) Konsole c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 7/21 Hauptelemente eines Betriebssystems a) Kern (kernel): Ein- und Ausgabe-Routinen: Tastatur, Maus, Bildschirm, Netzwerk, Harddisk Verwaltung der laufenden Programme: Hauptspeicher, Multi-Tasking Verwaltung des externen Speichers (Dateien) b) Libraries und Dienst-Befehle, Zusatzprogramme: darunter fällt auch die graphische Oberfläche c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 8/21

5 Graphische Benutzer-Oberfläche Aufgaben: vermittelt zwischen BenutzerIn und Anwendungsprogrammen liefert Fenster -Abstraktion: Desktop mit virtuellen Konsolen überlappende Fenster, Verschieben, Grösse ändern etc ist selbst ein Program (nicht Teil des Kerns), modularisiert: window server, window manager, font server, von Xerox entwickelt, von Apple popularisiert (Mac) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 9/21 Kontrolle durch Computer-Maus Zur Erinnerung: OS erlaubt Steuerung des Rechners Graphische Steuerung : Click, Double-Click, Move, Drag Fenster schliessen Programm beenden Steuerbefehle eintippen Auswahllisten Freie Eingabe-Parameter Felder Graphischer Stil auswechselbar: Skins, Themes zum Teil zur Laufzeit zum Teil auch das Verhalten (zb Maus)! c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 10/21

6 Graphische Benutzer-Oberflächen im Netz Fensterdarstellung von den Benutzerprogrammen trennen: X-Window als Beispiel: Maus/Tastatur/Grafikkarte (Window Server) Anwendungen, die Fenster darstellen wollen (Clients) können durch ein Netzwerk getrennt sein Prog 1 Netzwerk X Server Prog 2 Maus, Tastatur Ist bei MacOS und MS-Win nicht getrennt c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 11/21 Graphische Oberflächen von Mac, MS-Win und Linux Im wesentlich identische Grundelement, Abweichungen im Detail. Ausgewählte Spezialitäten: Apple: ein-knopf-maus MS-Windows (ab 98): Web-Browser-Metapher Linux: mehrere Desktops, mehrere Toolkits (Gnome, KDE) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 12/21

7 Filesysteme I Dateiabstraktion Auf höherer Ebene: Attribute Datei-Name Eigenschaften (ausführbar, archiviert etc) Zugriffsrechte spezielle Dateitypen: Verzeichnisse Auf unterer Ebene ( CS201): Abbildung auf Hard Disk Geometrie Abbildung auf Filesystem-Organisation (Mac, Win, Linux) Netzwerkeinbindung c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 13/21 Filesystem III Baumstruktur Zwei Elemente eines Filesystems: Datei-Inhalt (Datenblock, physikalische Abspeicherung) logische Organisation (Attribute, Verzeichnisse) Datei-Baum: Wurzel des Baums (root directory) Verzeichnisse enthalten Dateien und Unterverzeichnisse Baumstruktur: hierarchisch dynamisch erweiterbar Mac und Windows haben die UNIX-Lösung übernommen c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 14/21

8 Filesystem IV Baumstruktur Verzeichnis "root", "/" Name=file A Name=dir B Verzeichnis Name=file A Name=file B c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 15/21 UNIX File-System (vs. Mac und Windows) UNIX: Dateinamen: Klein/Gross-Schreibweise ist wichtig immer nur 1 Baum ( Linux: oberflächliche Abweichung bei Icons für CD, Floppy) einhängen von Unterbäumen: mount Mac, Windows: Windows: kleingrossschreibung nicht relevant Volumes/Disks C:, D:, d.h. mehrere Bäume (Wald) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 16/21

9 UNIX-File-System: Mehr zu Mount / / /priv /data /mnt /usr /mnt/cd /usr/bin CD Ein Filesystem wird in ein anderes eingehängt:»ñòø»»ôö Ú» Ø ºÒ Ñ Harddisk c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 17/21 File-System: Grundoperationen Anlegen, (um-)benennen, Kopieren Löschen Verzeichnis anlegen, (um-)benennen Datei/Verzeichnis verschieben Im Praktikum: jeweils auf Kommandozeile und graphische Oberfläche (Unterschiede zwischen Systemen, innerhalb des Systems) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 18/21

10 File-Manipulationsbefehle: UNIX vs. Windows Operation UNIX MS-Windows Datei kopieren Ô ÓÔÝ Datei löschen ÖÑ Ð Datei umbenennen ÑÚ Ö Ò Verzeichnis anzeigen Ð Ö Verzeichnis anlegen Ñ Ö Ñ Verzeichnis löschen ÖÑ Ö Ö Datei verschieben ÑÚ ÑÓÚ Aktueller Pfad anzeigen ÔÛ Aktueller Pfad ändern Erklärung der Parameter unter UNIX: Ñ Ò, oder Option ¹ c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 19/21 UNIX - wo ist was» Root Verzeichnis» Ò Applikationsprogramme» ÓÑ»ººº Verzeichnisse aller Benutzer» Ø Konfigurationsdaten»ØÑÔ temporäre Dateien»Ð Betriebssystem-SW-Bibliothek» Ö systemweite Daten von Applikationen (Fonts etc) c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 20/21

11 Filesysteme Schluss Entwicklung nicht abgeschlossen Früher: keine Attribute, statische Platzallokation (Reservation nötig), nur eine Verzeichnisebene, fragile Datenstrukturen Heute: dynamische Filegrösse, Netzzugriff und Browserintegration, virtuelle Filesysteme: Ausgleichen von Unterschieden, Absturzsicherheit (Journaling) In der Zukunft: Meta-Daten und Indexierung, Integration über Anwendungen hinaus, (zb -inhalt und Datenbank), Verschlüsselung c Tschudin, Departement Informatik, Universität Basel CS102 - Werkzeuge : Login, Desktop und Filesystem, , 21/21

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