~課題1~ オペレーティングシステム2 os (operating system) •operating system とは...
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~課題1~
オペレーティングシステム
(Operating System : OS)
情報学群実験第3C
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OS (Operating System)
• Operating System とは
– Operating System = 基本ソフトウェア ハードウェア⇔ OS ⇔アプリケーションソフト
⇔ユーザ
(例)
1) キーボードからキーが押されたという信号が来るのを待つ
2) キーボードから押されたキーのキーコードを得る
3) キーコードと文字コードの対応表から文字コードを得る
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OS (Operating System)
• OSの目的
– ハードウェアの抽象化
– ハードウェアの効率的な運用
– 使いやすい環境の提供
• OSのはたらき
– 共通機能の提供 • キーボードからの文字読取・画面への文字表示
• データの入出力
– 資源の管理 • CPU、主記憶装置、ディスプレイ、プリンタ、
• 割り込み要求番号、プロセス識別子…
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OS (Operating System)
OSのインストール
多くのコンピュータはOS導入済み
(Preinstalled プレインストール)
↓
簡単なセットアップのみでそのまま使える
||
汎用的な設定
↓
サーバ等、特定の用途への利用には向かない
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コンピュータの種類
• 大型コンピュータ
– スーパーコンピュータ(科学技術研究)
– メインフレーム(大規模業務)
• 通常のコンピュータ
– パーソナルコンピュータ
– ワークステーション
• 小型コンピュータ
– 組み込み機器 (携帯電話,ゲーム機器,etc.)
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主要なOS
• 大型・小型 ⇒ ハードウェアに特化したOS
– zOS, TRON, SymbianOS, PalmOS, iPhone OS,...
• 通常のコンピュータ
– Microsoft Windows 系
– Apple Macintosh MacOS 系
– UNIX 系
OSとしての基本機能
⇒ 大きな差はない
マルチユーザ,プリエンプティブマルチタスク
差異:ユーザインタフェース (GUI),対応ハードウェア,アプリケーション
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Microsoft Windows
• 1982年の MS-DOS から発展
– MS-DOS: Microsoft Disk Operating System
• シングルユーザ・シングルタスク・CUI
– Windows
• MS-DOS の GUI プログラム (1985)
• Windows 3.1, Windows95, Windows98, WindowsME
• Windows NT (1994)
– マルチユーザ・マルチタスク・サーバ対応
– Windows2000, WindowsXP, Windows7
• Windows Server
元はIBM-PC用
OS
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Microsoft Windows
• 特長
– パーソナルコンピュータ用OSとして長い歴史
• 対応ソフトウェア,ハードウェアの多さ
– 普及率
• Net Applications 調査 (2010)
– Windows 92%, Mac 5%
– オフィス・ビジネス用途 – International Business Machines
– デファクトスタンダード – Office 製品など
世界的に標準的
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MacOS
• Apple Macintosh 専用 OS (1984~)
– 高度なGUI
• グラフィック機能
• デザイン・印刷・アート分野の標準
– System 1~ Mac OS 9
• シングルユーザ・シングルタスク
– Mac OS X
• UNIXベース(FreeBSD, NetBSD, Mach)
• マルチユーザ・マルチタスク・サーバ
芸術(写真・美術・音楽).印刷,サイエンス分野
一部分野に特化したアプリケーションが多い
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UNIX
• 起源
– ミニコン(オフコン,ワークステーション)用 OS
• 特長
– マルチタスク・マルチユーザ等 OS の基本機能
– オープンアーキテクチャ
• 仕様の標準化:IEEE POSIX, Single UNIX Specification
• フリーの UNIX 系(UNIX-like) OS
– Linux, FreeBSD, etc.
– Character User Interface (CUI)
• Command Line Interface (CLI)
• GUI : OSの機能としては無い
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UNIXの特徴
• マルチタスク
– 同時に複数の仕事(タスク)をこなす
– タイムシェアリング
– あるプロセスが他のものに与える影響を最小限に
⇒ 安定したOS
• マルチユーザ
– 同時に複数のユーザからの要求に応える
– ネットワークを介して利用
– ログイン
• 階層型ファイルシステム
– 階層的なディレクトリ構造=木構造
• ソースコードの配布
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UNIX ファイルシステム
• UNIX のファイルシステム
ファイル - 階層的ディレクトリ構造
– ファイル • データを保存する単位 (データ ⇒ バイナリ列)
– ディレクトリ • ファイルや他のディレクトリを保持する場所
– 階層的ディレクトリ構造 • /(root) → 木構造
• 1つのディレクトリ ・ ツリー
• マウント
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UNIX ファイルシステム root (/)
bin etc usr var
lib bin home
cdrom
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UNIXの歴史
• UNIXの起源 – 1969 AT&Tベル研究所,Ken Thompson
– DEC PDP-7
– 低価格で扱いやすいプログラミング環境のため
• UNIXの由来 – MULTICS : 開発がつまづいた非常に複雑なOS
(MULtiplexed Information and Computing System)
⇔ UNICS (UNiplexed Information and Computing System)
ベル研究所で開発 ⇒ 米国の大学のコンピュータ
(カリフォルニア大学バークレイ校 (UCB) ⇒ BSD)
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UNIX系の流れ
UNICS System III, IV
BSD
System V 商用UNIX
IBM AIX
HP-UX
Sun Solaris...
BSD 4.4 FreeBSD
NetBSD
OpenBSD
Mac OS X Minix
Linux
過去 UNIX を名乗る
ことを許されたOS
現在 UNIX を名乗る
ことを許されているOS
Windows NT
(+ Services for UNIX) IEEE POSIX 規格 OS
SVR 4.2
(System V
Release 4
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現在のUNIX
• UNIX ⇒ 登録商標 (TradeMark)
– The Open Group
– Single Unix Specification
• UNIX 03
– IBM AIX 5, 6, HP-UX 11, Sun Solaris 10, Mac OS X 10.5, 10.6
• UNIX 系
– Linux, FreeBSD ⇒ デファクトスタンダード
– Windows NT ⇒ POSIX
– AT & T UNICS 由来 OS ⇒ オリジナル
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FreeBSD
• BSD
– UCB が開発 ⇒ TCP/IP の実装
– ソケット通信機能
– インターネットの基礎
• ネットワーク機能の安定性,先進性
• ライセンスの問題,訴訟,etc.
• 古くからのインターネットサーバ • www.yahoo.co.jp, www.2ch.net, etc.
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FreeBSD の特長
• 周辺プログラムも含めて OS として
RELEASE を管理
• 本来の OS以外の部分は,アプリケーションとして分離
• サーバ用途に向く
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Linux
• Finland の Linux Torvard が開発
– ヘルシンキ大学の大学院生の時
• スクラッチからの開発
– ライセンス(著作権,特許)がクリーン
• PC-UNIX
– Sys V と BSD の拡張機能
– GNI一般公有使用許諾書にしたがって配布 (General Public License: GPL)
Linux(カーネル) + X Window System (GUI) x.org
+ フリーソフトウェア
多くの個人,企業が開発に参加
組み込みからスパコンまで
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参考文献
• 山口 和紀 著,「ASCII UNIX Super Text」(アスキー 2003)
• Frisch著,谷川監訳「UNIXシステム管理改訂版」(オライリージャパン 1998)
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今回の内容
• OS のインストール
– FreeBSD (1U ラックサーバ)
– Linux (Dellパーソナルコンピュータ)
– Windows 7 (パーソナルコンピュータ)
– Windows 7 (ラップトップ)
– Mac OS X
• OS の初期設定
• ユーザアカウントの作成
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serverX linuxX winX macX
Hub
グループX .X1~.X9
.X2
192.168.0.0/24
メインサーバ 192.168.0.1
A360 ネットワーク図
noteX
.X3 .X4 .X5 .X6
インターネット
インターネット
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レポートについて
• キーワード – パーティション
– ファイルシステム
– イーサネット
– TCP/IP
• レポート提出期限 – 4月18日 (水) 18:00
(情報学群レポート提出箱(A棟4階秘書室前)
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Operating System
Device Driver
Hardware
Device Driver
Hardware
Device Driver
Hardware
Application Program Application Program
CPU
Memory file system
共通機能の提供 (common inteface)
ファイル・ディレクトリの入出力
画面への出力
キーボードやマウスの入力
CPU・メモリ・デバイス使用の調停 (arbitration)
ハードウェアの差異の吸収
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CPU
L3 Cache
L2 Cache
Bus
Chipset Bus Memory
(DRAM) PCI-express
Bus
Graphic
Ethernet
Universal
Serial
Bus
Keyboard
Mouse
Sound
ATA
Hard Disk Drive
(Solid State Disk)