Upload
lehanh
View
214
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Cursul 11Considerente hardware. Mas, ini virtuale
Utilizarea Sistemelor de Operare (USO)22 decembrie 2016
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 1/49
Citat
Software gets slower faster than hardware gets faster.
Wirth’s Law
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 2/49
Shell Scripting
filtre de text comenzi parametrizateoperatorul | (pipe) expandare: $(...)
cat, tac, rev, head, tail, nl
cut, tr, grep, sort, uniq
paste, join, fmt, column
sed, awk
zip, tar
touch, mkdir, rm, cp, mv
gcc, apt-get install
file, stat
one liners
shell scripts
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 3/49
Configurari de ret,ea (2)
http://fynnexp.com/13249-funny-cmd-scripts.html
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 4/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Suport curs
I Suport (Introducere ın sisteme de operare)I Capitolul 7 – Analiza hardware a sistemului
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 5/49
La ce folosim hardware?
I suport pentru software, pentru rulare de aplicat, iiI procesorI memorie
I interact, iunea cu utilizatorulI monitorI testaturaI mouseI joystickI cas, ti, microfon, boxe
I stocareI hard disk drive (HDD)I solid state drive (SSD)I USB flash driveI CD-ROM
I interconectareI controllere de ret,ea (wireless, Ethernet, 3G)I porturi pentru interconectare (USB, serial, paralel)
rolurile se aplica peste tot: PC, tableta, smartphoneAutomatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 7/49
De ce e important sa cunoas, tem hardware-ul sistemului?
I instalare de sistem de operare
I instalare de drivere
I depanare
I verificare hardware requirements
I performant, a, fine tuning
I monitorizarea sistemului
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 8/49
Hardware vs. Software
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 9/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Hardware vs. Software
I HardwareI partea fizica a unui sistem de calcul, incluzand circuitele
digitaleI Hardware /nm./: the part of the computer that you can kick
I SoftwareI instruct, iuni (programe) care ruleaza ın cadrul hardware-uluiI H s, i S sunt interconectate s, i inutile unul fara celalalt
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 10/49
Componentele unui PC
http://www.crossaction.net/the-anatomy-of-your-computer
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 11/49
Componentele unui PC (cont.)
I carcasa (chassis) + alimentare (PSU)I placa de baza (motherboard)
I sust, ine mai multe componente s, i comunicat, ia dintre acesteaI BIOS (Basic Input Output System)I magistrale de comunicat, ie: PCI, AGP, ISA
I procesor (central processing unit – CPU)I comanda s, i execut, ie (creierul sistemului)
I memorie RAM (Random Access Memory)I spat, iul de stocare a programelor s, i a datelor folositeI instruct, iuni (cod) s, i date
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 12/49
Componentele unui PC (cont.)
I controllere de stocare: IDE, SATA, SCSII controleaza dispozitivele de stocare externaI se gasesc pe placa de baza
I hard disk drive, CD-ROM drive, floppy disk drive, zip drive,USB flash drive
I dispozitive de stocare externa
I placa video – produce ies, irea pentru dispozitivul de afis,are
I placa de sunet – are terminale unde se vor conecta boxe
I placa de ret,ea – permite conectarea calculatorului ıntr-o ret,ealocala
I alte dispozitive: tastatura, mouse, joystick, monitor, webcam,microfon, imprimanta, boxe, etc.
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 13/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Act, iuni pe componentele hardware
I identificare
I inspectare parametri
I configurare/fine tuning
I activare/dezactivare
I ınlocuire/schimbare (ın mod fizic)
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 14/49
Placa de baza
http://computer.howstuffworks.com/motherboard1.htm
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 16/49
Placa de baza (cont.)
http://duartes.org/gustavo/blog/post/motherboard-chipsets-memory-map
Demo: Afis,area de informat, ii despre placa de bazaAutomatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 17/49
Microprocesor
I procesor sau CPU (Central Processing Unit)
I folosit de software/procese; executa instruct, iuni
I exemple: Intel Core i5, AMD Sempron, ARM Cortex-A9 CoreI caracteristici
I numar de core-uri (2, 4, 8 . . . core-uri)I frecvent, a (GHz)I arhitectura: x86, x86 64, ARM, MIPSI capacitatea registrelor (32 de bit, i sau 64 de bit, i)I capacitatea memoriei cache (KB, MB)
Demo: Afis,area de informat, ii despre procesor
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 18/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Memorie
I ın general memoria RAM
I folosita de software/procese pentru stocarea datelor s, iinstruct, iunilor
I datele s, i instruct, iunile sunt apoi folosite de procesorI caracteristici
I capacitate (MB, GB)I frecvent, a (MHz)I latent, a (nanosecunde)
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 19/49
Ierarhia memoriei ıntr-un sistem de calcul
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ComputerMemoryHierarchy.svg
Demo: Afis,area de informat, ii despre memorieAutomatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 20/49
Discuri
I folosite pentru stocare persistenta de informat, ii: date,programe
I spat, iul de swap: pentru stocarea temporara a unor informat, iidin memoria RAM (cand aceasta este insuficienta)
I hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), CD-ROM,USB flash drive
I ın general cont, in partit, ii, iar partit, iile sunt formatate cusisteme de fis, iere
I mai ıncete decat restul sistemuluiI caracteristici
I capacitate (GB, TB)I rata de transfer (Mbit/s)I fiabilitate
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 21/49
Informat, ii despre discuri ın Linux
I ın Linux fiecare disc are o intrare ın directorul /dev
I o intrare de tip dispozitiv block (block device)
I discurile au partit, ii
I pot fi discuri hard (hard disk drive), SSD (solid state drive),USB (USB drive), CD (CD-ROM drive)
Demo: Afis,area de informat, ii despre discuri
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 22/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Comanda dd
I folosita pentru lucrul cu fis, iere s, i dispozitive
I mod uzual de folosire: dd if=input-file out=output-file
Demo: Generarea de fis, iere folosind comanda dd
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 23/49
Sisteme ıncorporate
I embedded systems
I 98% din procesoare sunt folosite ın sisteme ıncorporate
I telefoanele mobile, ceasurile inteligente intra ın aceastacategorie
I ın general folosesc o construct, ie de tipul system on a chip(SoC)
I un SoC ıncorporeaza procesor, memorie RAM, memorie flash,controllere, magistrale, GPU
I Nexus 6 foloses, te SoC Qualcomm Snapdragon
I Samsung Galaxy S6 foloses, te SoC Exynos 7 Octa 7420
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 24/49
Nevoia de mas, ini virtuale pentru un utilizator
I rulare Windows ın Linux sau Linux ın Windows
I mediu de testare, dezvoltare
I mediu izolat pentru rularea anumitor programe
I mediu comun de lucru: acelas, i hardware (virtual), aceleas, iprograme
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 26/49
Nevoia de mas, ini virtuale pentru o organizat, ie
I consolidare: pe acelas, i hardware ruleaza mai multe mas, inivirtuale
I deploy rapid: creare rapida a unei mas, ini virtuale (fat, a deachizit, ia unui sistem nou)
I securitate: fiecare mas, ina virtuala este izolata s, i pot, i aveaacces privilegiat (root)
I scalabilitate: creare/oprire/configurare rapida de multe mas, inivirtuale
I disponibilitate: cand o mas, ina virtuala a ,,picat” esterestaurata rapid
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 27/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Mas, ini virtuale
I virtual machine
I este expusa o interfat, a hardware completa (mediu hardware)
I pe aceasta interfat, a poate rula un sistem de operare carepoate rula, la randul sau mai multe procese
I se ofera acces la resursele hardware reale (hard disk, ret,ea,display), partajat cu alte mas, ini virtuale s, i cu sistemul fizic
I software-ul de virtualizare poarta numele de virtual machinemonitor (VMM) sau hypervisor
I exemple: VMware Workstation, VirtualBox, KVM, MicrosoftVirtual PC
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 28/49
Arhitectura unei solut, ii cu mas, ini virtuale
http://archiv.iwi.uni-hannover.de/upload/lv/wisem0910/Virtualisierung/webseite/feske/
322-full-virtualization.html
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 29/49
Componentele unei infrastructuri virtualizate
I sistemul host
I hypervisor -ul
I unul sau mai multe sisteme guest
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 30/49
Host
I sistemul de baza, sistemul fizic, cel peste care ruleaza solut, iade virtualizare
I poate fi doar hardware-ul sau hardware-ul ımpreuna cu unsistem de operare
I foloses, te direct resursele hardware ale sistemului
I hypervisorul ruleaza peste host
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 31/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Hypervisor
I componenta ce realizeaza virtualizareaI ca implementare este
I fie un sistem de operare actualizat (ruleaza peste hardware)I fie un modul de kernel care se ıncarca ın sistemul de operare
I ofera catre guest interfat,a compatibila cu cea a hardware-uluide dedesubt
I ofera componente hardware virtualizate (virtual hard disk,virtual network, virtual CPU)
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 32/49
Guest
I mas, ina virtuala ın sistem
I sistem de operare care ruleaza peste hypervisor s, i oferainterfat,a virtualizata a acestuia
I ofera impresia unui sistem complet (cu harware virtualizat)
I un utilizator nu poate sa ıs, i dea seama daca ruleaza pe unsistem fizic sau pe o mas, ina virtuala
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 33/49
Operat, ii cu mas, ini virtuale
I crearea unei mas, ini virtualeI hard disk virtual, alocare memorie, tip interfet,e de ret,ea,
alocare procesoare
I distrugerea, s, tergerea unei mas, ini virtuale
I copierea, importarea, exportarea unei mas, ini virtuale
I pornirea, oprirea, repornirea unei mas, ini virtuale
I suspendarea s, i ,,trezirea” mas, inii virtuale (pause, resume)I snapshot, checkpoint, restore
I se creeaza o imagine de mas, ina virtuala ın sistemul local defis, iere
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 34/49
Cum arata o mas, ina virtuala?
I un director cu numele mas, inii virtualeI un fis, ier reprezentand hard disk-ul virtual
I fis, ier .vdi pentru VirtualBoxI fis, ier .vmdk pentru VMware
I un fis, ier de configurareI configurat, ii de procesor, memorie, periferice, ret,eaI fis, ier .vbox pentru VirtualBox, format XMLI fis, ier .vmx pentru VMware, format cheie-valoare
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 36/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Configurarea unei mas, ini virtuale
I ın general din interfat,a grafica a VirtualBox sau VMwareWorkstation/Player
I se configureazaI numarul de core-uriI memoria RAMI hard disk-urile (tipuri, cate hard disk-uri)I ret,eauaI alte periferice
I se pot edita fis, ierele de configurareI se pot folosi comenzi specifice
I vboxmanage pentru VirtualBoxI vmware-vim-cmd, vmware-netcfg, vmware-vdiskmanager
Demo: Afis,area de informat, ii despre mas, inile virtuale VirtualBox
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 37/49
Pornirea, oprirea, suspendarea unei mas, ini virtuale
I din interfat,a graficaI din linia de comanda folosind comenzile
I vboxmanage pentru VirtualBoxI vmrun pentru VMware
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 38/49
Configurarea ret,elei ın mas, ina virtuala
I configurarea ret,elei se face, ın general, din interfat,a graficaI ın general exista trei moduri de conectare a mas, inii virtuale
I NAT (Network Address Translation): mas, ina virtuala poateaccesa Internet-ul prin intermediul sistemului host
I host-only networking: mas, ina virtuala are legatura doar cuhost-ul, nu poate accesa Internet-ul
I bridged: mas, ina virtuala este conectata direct la ret,eaua dincare face parte host-ul; este accesibila direct din ret,eauahost-ului (de pe alte host-uri)
I ın VMware se creeaza interfet,e virtuale pentru fiecare dintrecele trei tipuri de conectare: vmnet0 (bridged), vmnet1(host-only), vmnet8 (NAT)
I ın VirtualBox, ın mod implicit se creeaza interfat,a virtualavboxnet0 pentru host-only
I ın VirtualBox mas, ina virtuala poate fi accesata de pe sistemulfizic (de exemplu prin SSH) doar prin intermediul conexiuniihost-only
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 39/49
Virtualizarea ret,elelei ın VirtualBox
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 40/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Crearea unei mas, ini virtuale
I din interfat,a grafica
I se precizeaza hardware-ul virtual
I se alege capacitate memorie, dimensiune hard disc, tip deconexiune de ret,ea
I se poate alege un hard disk existentI daca avem doar un fis, ier .vdi sau .vmdk putem porni de la
acesta ın crearea mas, inii virtuale
I ın general se foloses, te un fis, ier .iso cont, inand CD-ROMdrive-ul virtual
I se instaleaza sistemul de operare ın mas, ina virtuala folosindCD-ROM-ul drive-ul virtual
Demo: Crearea unei mas, ini virtuale ın VirtualBox
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 41/49
Copierea unei mas, ini virtuale
I se face prin exportare s, i importare
I Export/Import Virtual Appliance
I se foloses, te format OVF (Open Virtualization Format) →rezulta un fis, ier .ova
I formatul este interoperabil: se pot exporta mas, ini ınVirtualBox s, i importa ın VMware
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 42/49
Computer Systems: A Programmer’s Perspective
I CS:APP
I Bryan, O’Hallaron – CMU
I baza unui un curs de la CMU
I carte de ,,sisteme” (systems)
I utila pentru a s, ti “what is under the hood”
I trei part, i, prima parte detaliaza arhitectura sistemulu de calculs, i cum poate fi folosita pentru construirea de aplicat, ii
I 2nd Edition 2010
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 44/49
Federico Faggin
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Federico_Faggin_(cropped).jpg
I proiectantul primului procesor comercial (Intel 4004)
I fondator Zilog (Z80 – HC – Home Computer)
I a activat ın mai multe companii precum Synaptics, Foveon
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 45/49
Notes
Notes
Notes
Notes
Intel
I Integrated Electronics
I cel mai mare producator de chip-uri
I inventatorul arhitecturii de procesoare x86
I gama larga de produse hardware: motherboard chips, placi deret,ea, GPU, CPU, embedded CPU
I companie fondata de Gordon Moore (Moore’s Law) s, i RobertNoyce
I competit, ie din partea AMD, Texas Instruments, Nvidia
I pe piat,a mobile, competit, ie din partea arhitecturii ARM (IntelAtom)
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 46/49
PandaBoard
I http://pandaboard.org/
I placut, a de dezvoltare pentru platforme embedded s, i mobile
I ın jur de 150-170 USD
I ARM Dual Core 1.2 GHz, 1GB RAM
I ruleaza Android, Ubuntu, distribut, ii Linux embedded
I se pot conecta monitor, dispozitive pe USB, expansion board
I similar: Raspberry Pi, Beagle Board, Cubie Board
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 47/49
Cuvinte cheie
I hardware
I placa de baza
I magistrala (bus)
I procesor
I memorie (RAM)
I hard disk
I dd
I system on a chip
I mas, ina virtuala
I host
I guest
I hypervisor
I VMware, VirtualBox
I .vmdk, .vmx
I .vdi, .vbox
I vboxmanage
I NAT, host-only, bridged
I Open Virtualization Format
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 48/49
Resurse utile
I Hardware booksI Randal Bryant, David O’Hallaron – Computer Systems: A
Programmer’s PerspectiveI Hennessy & Patterson – Computer Architecture: A
Quantitative ApproachI Hennessy & Patterson – Computer Organization and Design:
The Hardware/Software InterfaceI Andrew S. Tanenbaum – Structured Computer Organization
I Link-uriI http://computer.howstuffworks.com/hardware-channel.htmI http://www.linuxhardware.org/
Automatica si Calculatoare Cursul 1, Considerente hardware. Mas,ini virtuale 49/49
Notes
Notes
Notes
Notes