Käyttöjärjestelmä - Luento 9

• Käyttöjärjestelmän tehtävät
• Käyttöjärjestelmän valinta
  • Windowsin vertailua
  • Muita käyttöjärjestelmiä
• Käyttöjärjestelmän asentaminen
• Käyttöjärjestelmän toiminnan optimoiminen
• Järjestelmäapuohjelmia ja niiden tehtäviä
• Sovellusohjelmien valinta, asentaminen ja poistaminen
  • Ohjelmien asentaminen ja poistaminen
• Laitteiden asentaminen
  • Laitteiden automaattinen asentuminen
  • Laitteiden asentaminen ohjatusti
  • Laitteiden asentaminen käsin
  • Laitteiden asentamiseen liittyviä ongelmia
  • Laiteajurien asentaminen tai päivittäminen
• Laitteistoresurssit
  • IRQ (Interrupt ReQuest)
  • DMA-tekniikka (Direct Memory Access)
  • I/O-osoite (Input/Output)
• Tiedostojärjestelmistä

• laitteistot0902.mp3 3.5M
• laitteistot0903.mp3 3.4M
• laitteistot0904.mp3 3.5M
• laitteistot0905.mp3 3.8M
• laitteistot0906.mp3 3.1M
• laitteistot0907.mp3 2.3M

Seuraavassa käydään yleisellä tasolla läpi erilaisia käyttöjärjestelmiin liittyviä toimia, kuten esimerkiksi ohjelmien ja laitteiden asentaminen. Lisäksi tarkastellaan käyttöjärjestelmien valinnassa huomioitavia asioita ja käyttöjärjestelmän asentamiseen liittyviä asioita.

Käyttöjärjestelmän tehtävät

• Toimii rajapintana laitteistojen ja sovellusohjelmien välissä!
  • Ohjelmien ei tarvitse välittää laitteistosta!
  • Välittää ohjelman pyynnöt laitteistolle!
• Käyttöjärjestelmä näkee laiteohjaimen (ajurit), joka ohjaa varsinaista laitetta.
• Mahdollistaa tietokoneen perustoiminnot
  • Mahdollistaa hakemistorakenteen hallinnan.
  • Mahdollistaa ohjelmien välisen kommunikoinnin.
  • Mahdollistaa ohjelmien suorittamisen.
  • Mahdollistaa muistin käyttämisen.
  • Mahdollistaa mahdollisesti graafiset palvelut

Käyttöjärjestelmän valinta

Tietokone on vain kasa rautaa ilman käyttöjärjestelmää tai ohjelmia!

Käyttöjärjestelmä täytyy valita

• Laitteiston mukaan.
  • Laitteistovaatimukset (valmistaja vs. todelliset)
  • Ei liian järeää heikkotehoiseen koneeseen.
  • Kaikille laitteille oltava toimivat ajurit kyseiseen käyttöjärjestelmään.
  • Uudemmassa käyttöjärjestelmissä yleensä parempi tuki uusille laitteille.
  • Ohjelmat ja käyttöjärjestelmä tehdään tietylle prosessoriperheelle.
• Käyttäjän ja käyttötarkoituksen mukaan.
  • Toimisiko vanhempi versio riittävän hyvin?
  • Liitetäänkö kone verkkoon?
  • Eri vaatimukset yritys- kuin yksityiskäyttöön!
  • Käyttääkö konetta useampia käyttäjiä ja tarvitaanko eri tunnuksia?
• Hinnan ja sisällön mukaan.
  • Ilmaiset nykyään erittäin kilpailukykyisiä.
  • Sovellusohjelmien määrä.
  • Laitteiden tuki.
  • Ylläpidon vaikeus.
  • Tukipalvelujen käyttäminen.

Windowsin vertailua

Muita käyttöjärjestelmiä

Seuraavassa esiteltävät käyttöjärjestelmäversiot eivät ole sellaisenaan suoraan vertailtavissa toisiinsa.

Muita unix-pohjaisia käyttöjärjestelmiä ovat esim. BSD, Sun Solaris ja HP-UX. Näitä käytetään erikoistuneissa työasemissa. Lisäksi muita kehnommin kaupallisesti menestyneitä graafisia käyttöjärjestelmiä ovat esim. BeOS, OS/2 Warp ja Workbench.

Lisää käyttöjärjestelmien historiasta Pasi Koikkalaisen monisteessa Tietotekniikan perusteet

Käyttöjärjestelmän asentaminen

• Esivalmistelussa on tehtävä seuraavia toimia:
  • Selvitä laitteiston kokoonpano!
  • Laitteiden tyypit?
  • Tarvittaen ajurien olemassa olo? (Näytönohjain, CD-ROM ja verkkolaitteet tärkeitä!)
  • Tarvittava levytila?
  • Käynnistyslevyke vai romppukäynnistys?
  • Asennetaanko rinnakkaisia käyttöjärjestelmiä?
• Kone käyntiin käynnistävältä medialta ja varsinainen asennus alkaa.
• Asennuksessa on huomioitava seuraavia asioita:
  • Asennetaanko kovalevylle muita käyttöjärjestelmiä?
    • Ensin asennetaan Windows levyn primääriosiolle.
    • Tämän jälkeen esimerkiksi Linux.
    • MBR-ongelma.
  • Millainen asennus? (Mukautettu, normaali, kannettava vai minimoitu?)
  • Windows ja Linux tunnistavat ja asentavat laitteet itse kohtuullisen hyvin.
  • Älä asenna ylimääräisiä palveluja, jos et tarvitse niitä!
• Asennuksen jälkeen vielä asennettava seuraavat asiat:
  • Korjauspaketit (Service Pack)
  • Pienemmät korjaukset (HotFix)
  • Esim. Windows (http://windowsupdate.microsoft.com/)
  • Uudemmat laiteajurit.
  • Muiden tekemät järjestelmäapuohjelmat käyttöjärjestelmään.
  • Kytke ylimääräiset palvelut pois ja asenna palomuuriohjelmisto!
  • Muut sovellusohjelmat.

Esimerkiksi Linuxin asennuksen tietoturvaongelmia käsittelee lyhyesti Harri Tuomen artikkeli Linux - tietoturvaa projekteille (2001).

Käyttöjärjestelmän toiminnan optimoiminen

Seuraavassa on esitelty muutamia toimia, joiden avulla voidaan saada käyttöjärjestelmä toimimaan nopeammin ja luotettavammin.

• Puhdas asennus päivityksen sijaan.
• Laitteiston optimointi nopeammaksi.
• Käynnistyksestä ylimääräiset ohjelmat pois (systray, explore, virusskanneri ja palomuuri kannattaa käynnistää.)
• Väliaikaistiedostojen poistaminen.
• Järjestelmätiedostojen palautus.
• Fragmentoitumisen estäminen. (Defragment, osionjako)
• Poistataan kaikki turhat animaatiot, taustakuvat yms.
• Pois ylimääräiset palvelut.
• Hae uusimmat ajurit.
• Muuta virtuaalimuistin (SWAP) paikkaa (oma osio) ja kokoa (vakiokoko 2 kertaa muisti) (Swap file tai Page file).
• Käytä tehokkaita ohjelmia.
• Vaihda käyttöjärjestelmää :)

Suuri vaikutus on toki myös käyttäjän työskentelytavoissa ja järjestelmän optimoinnissa käyttäjän näkökulmasta.

Järjestelmäapuohjelmia ja niiden tehtäviä

Seuraavat työkalut löytyvät Control Panelista tai muualta Windowsista.

• Opasteet pulmatilanteisiin. (Help)
• Hakemistorakenteen hallinta. (Windows Explorer)
• Tiedostojärjestelmän hallinta. (Disk Management)
• Varmuuskopiointi. (Backup)
• Tietoliikenneyhteydet. (Network and Dial-up Connections)
• Käynnistyslevykkeen tekeminen. (Add/Remove Programs)
• Käyttöliittymän ja näytön asetuksien hallinta. (Display)
• Laitteen asentaminen ja poistaminen. (Add/Remove Hardware)
• Ohjelmien asentaminen ja poistaminen. (Add/Remove Programs)

Seuraavassa muutamien Windowsin mukana tulevien ohjelmien esittely. Työkalut löytyvät joko valinnalla Start | Programs | Accessories | System Tools tai ne voidaan käynnistää kirjoittamalla ohjelman nimi Start | Run ikkunaan.

• Task Manager - jumiutuneen sovelluksen sammuttaminen sekä resurssien tarkkailu.
• Scandisk - levyjen kunnon tarkistaminen.
• Disk Defragmentor - tiedostojen järjestäminen kovalevyllä.
• Msconfig - käynnistyksessä käynnistettävät ohjelmat (systray ja explore) ja muut käynnistys asetukset tiedostoista (autoexec.bat, config.sys, system.ini ja win.ini).
• Winipcfg tai ipconfig /all - tietokoneen verkkotiedot.
• System Information (Msinfo32) - sisältää järjestelmän tietoja.
• System File Checker - järjestelmätiedostojen korjaamiseen tarkoitettu ohjelma.
• Backup - varmuuskopioiden ottaminen.
• Windows Disk Cleanup Utility - puhdistetaan väliaikaishakemistot.
• Registry Editor (Regedit) - voidaan muokata rekisterin (system.dat ja users.dat) asetuksia. Parempi tapa on hoitaa asia erillisten apuohjelmien avulla, kuten esimerkiksi TweakUI. Ota varmuuskopio rekisteritiedostoista (system.dat, users.dat, win.ini ja system.ini) ennen niiden muuttamista!
• Lisäksi erilaisia järjestelmän, laitteiston, ohjelmien ja tiedostojen diagnosointityökaluja.
• Lukuisa joukko muiden valmistamia käteviä apuohjelmia Windowsin säätöön.
• Lisätietoa Windows-hakemiston txt-tiedostoista ja WWW:stä.

Sovellusohjelmien valinta, asentaminen ja poistaminen

Sovellusohjelmat tekevät koneesta käytettävän!

Sovellusohjelmat täytyy valita

• Käyttöjärjestelmän mukaan.
  • Sovellusohjelmat käyttöjärjestelmäriippuvaisia.
  • MS-tuotteet käyvät eri MS-käyttöjärjestelmän versioihin.
• Käyttötarkoituksen ja käyttäjän mukaan.
  • Ei liian järeitä tai monipuolisia.
• Laitteiston mukaan.
  • Laitteistovaatimukset (valmistaja vs. todelliset)
  • Ei liian järeää heikkotehoiseen koneeseen.

Ohjelmien asentaminen ja poistaminen

• Asentaminen riippuu ohjelmasta
  • Ohjelma puretaan hakemistoon ja on suoraan toimintavalmis (esim. tekstipohjaiset apuohjelmat).
  • Ohjelma asennetaan omalla asennusohjelmalla (esim. Office-paketti).
  • Ohjelman asentamisessa päästään valitsemaan asennettavia osia (esim. Office-paketti).
  • Ohjelman asentaminen muuttaa rekisteriä ja käyttöjärjestelmän määritystiedostoja.
  • Ohjelmaan tulleet päivitykset myös asennettava asentamisen yhteydessä.
  • Ohjelman uuden version asentaminen "kannattaa" yleensä vasta, kun ensimmäiset korjauspäivitykset ovat tulleet.
• Poistaminen riippuu ohjelmasta, mutta aina kannattaa käydä läpi seuraavat vaiheet:
  • Löytyykö ohjelma käyttöjärjestelmän Add/Remove Programs-listasta?
  • Löytyykö poisto-ohjelma ohjelman asennushakemistosta? (Program Files).
  • Jos ei ole pakko poistaa, niin ei poisteta!
  • Poistetaan hakemistorakenne ja pikakuvakkeet manuaalisesti kokonaan, mutta vain jos on pakko.
  • Tarvittaessa voidaan joutua tekemään muutoksia rekisteriin :(
  • Poistaminen voi aiheuttaa, että ohjelman uutta versiota ei saada asennettua ollenkaan koneeseen.
  • Rekisterin muokkaaminen voi aiheuttaa koneen toimimattomuuden, joten varmuuskopioi rekisteri ennen muokkaamista.

Laitteiden asentaminen

• Ensin asennetaan laite fyysisesti koneeseen.
• Tämän jälkeen laite asennetaan käyttöjärjestelmään.

Laitteiden automaattinen asentuminen

Esimerkiksi Windows tunnistaa usein laitteet käynnistyksen tai asennuksen yhteydessä.

• PnP(Plug and Play)-yhteensopivuus mahdollistaa laitteiden automaattisen asentumisen.
• Resurssit määritellään automaattisesti.
• Nykyisin tunnistetaan automaattisesti hyvin paljon laitteita.
• PnP-laitteiden asentaminen vaatii:
  • Piirisarjan ja väyläohjainten tuen.
  • Asennettavan laitteen tuen.
  • Biosin tuen.
  • Käyttöjärjestelmän tuen.
• Muidenkin laitteiden hyvä olla PnP-laitteita!
• Laitteisiin kannattaa hankkia uudet ajurit, vaikka Windows löytääkin sellaiset.

Laitteiden asentaminen ohjatusti

• Laitteet asennetaan käyttöjärjestelmän mukana tulevilla apuohjelmilla. (Esim. Windowsissa Control Panel | Add/Remove Hardware)
  • Ohjelma tunnistaa laitteen.
  • Ohjelma määritelee tarvittavat resurssit.

Laitteiden asentaminen käsin

• Joissakin tapauksissa laitteiden resurssit joudutaan määrittelemään käsin.
• Täytyy tietää mitä on tekemässä!
• Ei PnP-laite joudutaan usein asentamaan käsin muiden PnP-laitteiden sekaan!

Laitteiden asentamiseen liittyviä ongelmia

• Resurssiristiriidat, jonka korjaamiseksi tehdään seuraavia toimia:
  • Paikallistetaan ristiriitaiset laitteet.
  • Poistetaan ei PnP tai muuten "helpompi" laite.
  • Yritetään asentaa pienemmällä kokoonpanolla.
  • Lisätään ristiriitalaite ja annetaan Windowsin asentaa se automaattisesti.
  • Jos ei auta, niin laite asennetaan käsin.
  • Laitteella voi olla useampia resurssivaihtoehtoja.
• Laitteet eivät lupauksista huolimatta tue joitakin resursseja.
• Vastauksia kannattaa etsiä FAQ-palstoilta, valmistajan kotisivulta ja uutisryhmistä.

Laiteajurien asentaminen tai päivittäminen

• Poistetaan vanhat ajurit ja niiden määritykset.
• Lisätään uudet ajurit tai päivitykset.
• Tarvittaessa käytetään oletusajureita.
• Jotkin ajurit vaativat manuaalisia toimia ja windowsin asetustiedostojen muokkaamista.
• Tarkat ohjeet yleensä asennuspaketin mukana (Lue README.TXT!).

Laitteistoresurssit

Seuraavassa esiteltäviä laitteistoresursseja tarvitaan laitteiden keskusteluun toistensa kanssa!

IRQ (Interrupt ReQuest)

• Laitteen käyttämä tapa saada prosessorin huomio osakseen.
• Keskeytyksiä on yleensä 16 kappaletta, joille on määritelty tärkeysjärjestys.
• Joissakin tapauksissa keskeytys voidaan myös jakaa (COM2 ja COM4).
• Windows 2000 ja XP:ssä voidaan jakaa PCI-väylän laitteiden resursseja.
• Kaksi laitetta samalla IRQ:lla aiheuttaa ristiriidan!

DMA-tekniikka (Direct Memory Access)

• Muistin käyttökanava ilman prosessorin apua.
• "Säästetään prosessoria"
• Kaksi laitetta samalla DMA-kanavalla aiheuttaa ristiriidan!
• Nykyisin DMA-tekniikkaa (Busmaster DMA) käytetään paljon kovalevyjen kanssa.

I/O-osoite (Input/Output)

• Laitteiden välisen keskustelun mahdollistama muistialue.
• Laite voi laittaa dataa tiettyyn muistipaikkaan, josta esim. prosessori osaa hakea datan.
• Päällekkain menevät muistialueet aiheuttavat ristiriidan!

Tiedostojärjestelmistä

Tiedostojärjestelmä on yleisnimitys loogisille rakenteille ja käyttöjärjestelmän rutiineille, joiden avulla ladataan ja tallennetaan tietoja massamuistiin. Tiedostojärjestelmä on siis tapa, miten tietoja järjestetään esimerkiksi kovalevylle. Käytännössä siis fyysisen median rakenne ei ratkaise mitä tiedostojärjestelmää siihen käytetään vaan tiedostojärjestelmä on käyttöjärjestelmäkohtainen. Yhden levyn tai massamuistilaitteen eri osilla voi toki olla erilaisten tiedostojärjestelmät.

Tiedostojärjestelmään liittyviä käsitteitä:

• Varausyksikkö (koko)
• Tilanvaraustaulu
• Tiedosto ja hakemisto
• Pitkät tiedostonnimet
• Pirstoutuminen

Lisäksi lähes kaikki käyttöjärjestelmät osaavat lukea (kirjoittaa) CDFS-tiedostojärjestelmää, mutta ongelmaksi muodostuvat erilaiset laajennukset.