Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров.pdf

Введение

Актуальность исследования обусловлена потребностью модернизации операционных систем для повышения качества работы пользователя с ЭВМ, упрощая работу, распределение ресурсов, скорость работы и так же в соответствии с появлением новых архитектур систем.

Объект исследования - операционные системы.

Предмет исследования - современные технологии, глубокий анализ и результат работы высококвалифицированных программистов, применяемые пользователем в работе над операционной системой.

Цель исследования - заключается в представлении общей системы работы ОС, выбор между самыми распространенными под типовые задачи пользователя ЭВМ.

Задачи исследования:

1.  Изучить характеристики ОС.

2.  Определить задачи ОС.

3.  Проанализировать современные ОС и выявить их недостатки и достоинства.

Гипотеза исследования - постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путём включения в ОС развитых графических интерфейсов, использующих наряду с графикой звук, видео и анимацию. Пользовательский интерфейс ОС становится более интуитивным, наглядным и автономным, не требующим дополнительного обслуживания.

Основные понятия

Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему ВIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней — прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Она состоит из следующих компонентов:

• Ядро;
• Командный модуль;
• Комплекс драйверов;
• Сервисные утилиты;
• Оболочка.

Ядро - центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Командный модуль - ПО, которое запрашивает команды у пользователя и выполняет их, яркий пример тому является работа с файлами (удалить\переместить\переименовать).

---

Комплекс драйверов – данный комплекс позволяет взаимодействовать пользователю с основными (жесткий диск, процессор, монитор и т.п.) и дополнительными (МФУ, wifi-адаптер, граф. планшет и т.п.) устройствами.

Сервисные утилиты – утилиты, предназначенные для предоставления пользователю дополнительных возможностей (антивирусная защита, восстановление поврежденных файлов, архиваторы и т.п.).

Оболочка операционной системы - интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В основном оболочки используются для более удобной работы с файлами и имеют намного больше настраиваемых средств работы с файлами, чем стандартные оболочки, зашитые в ОС.

Функции ОС:

1. Обеспечение интерфейса.
2. Обеспечение автоматического самозапуска.
3. Организация файловой системы.
4. Обслуживание файловой структуры.
5. Прием указаний от пользователя
6. Управление установкой, исполнением и удалением приложений.
7. Взаимодействие с аппаратным обеспечением.
8. Обслуживание компьютера.
9. Дополнительные функции.
10. Идентификация программ и данных
11. Прием и исполнение запросов от программ
12. Обеспечение операций ввода-вывода
13. Обеспечение работы СУФ или СУБД
14. Обеспечение взаимодействия связанных компьютеров
15. Аутентификация и идентификация пользователей
16. Предоставление услуг на случай сбоя системы

Каждая ОС содержит несколько интерфейсов:

Интерфейс пользователя – интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера.

Аппаратно-программный интерфейс – интерфейс между программным и аппаратным обеспечением.

Программный интерфейс – интерфейс между различными видами программного обеспечения.

Наглядное представление ЭВМ в целом указано на рисунке 1:

Рис. 1

Функции MS OS, Mac OS и Linux

Для наглядности расширения функционала и задач операционных систем рассмотрим самые популярные из них: Windows 10, Mac OS X и Linux.

Споры о том, какая из этих операционных систем лучше, наверное, не закончится никогда, но можно выделить фаворитов для каждой сферы деятельности.

Начнем с того, что Linux принадлежит к семейству открытых и свободных систем, это значит, что можно совершенно бесплатно и законно произвести установку ОС на своем ПК или ноутбуке. В свою очередь Mac OS и Windows относятся к закрытому семейству операционных систем, для их установки требуется приобрести ключ (лицензию). Широко распространены и пиратские версии, так же можно отметить, что Win 10 возможно установить и без лицензии, но с ограниченным функционалом и маркой поверх окон о требовании активации продукта.

---

Теперь кратко о каждой из названных ОС:

Windows 10. Самая распространенная операционная система. По данным статистики она установлена на 83% устройств: ноутбуки, компьютеры, планшеты и массово используются как дома, так и на предприятиях.

Преимущества:

• отличная прямая и обратная совместимость и распространенность;
• широкий выбор ПО;
• техническая поддержка и большая база знаний;
• интуитивный интерфейс и быстрая настройка системы.

Linux Mint из семейства операционных систем Unix. Хоть и существуют различные дистрибутивы, которые имеют ядро в зависимости от версии, и заточены под определенные цели. Они подходят и для работы с повседневными задачами, и для мощных кластерных серверных систем. Более 80% серверов в Интернете работают на базе одного из дистрибутивов Linux, FreeBSD или другой Unix-подобной системы, в то время как на персональные ПК занимают 4.7%.

Преимущества:

• оперативная доработка недочетов и неточностей благодаря открытому исходному коду
• «заточка» ОС под сферу деятельности и задачи, при должном навыке программирования возможность настроить систему под себя или под сервер.

Mac OS X. Система, которая была разработана компанией Apple. Это сопутствующее ПО для выпускаемых этой корпорацией устройств. Основана на FreeBSD, исходный код закрыт. В настоящий момент занимает 12.3% рынка и считается второй по популярности.

Преимущества:

• стабильность и производительность;
• рекомендуется для использования в работе с большим объемом графических данных. 

Наглядная диаграмма, показывающая преимущество Win 10 на рынке (рис.2):

Рис.2

Системные требования

Конечно, на данный параметр сейчас обращают гораздо меньшее внимание, чем каких-нибудь 10-15 лет назад. Однако количество приложений, которым для работы необходимы серьезные ресурсы, увеличивается, и так же зависит от задач, специфики работы. Это значит, что и свободное место на ПК или другом устройстве будет не лишним. Рассмотрим последние версии:

ОС	Требования
Win 10	Процессор: 1 ГГц или выше с поддержкой PAE, NX и SSE2; ОЗУ: 1 Гб (для 32-разрядной системы) или 2 Гб (для 64-разрядной системы); Свободное место на жестком диске: 16 Гб (для 32-разрядной системы) или 20 Гб (для 64-разрядной системы); Графическая плата: Microsoft DirectX 9 с драйвером WDDM Привод CD-ROM или порт USB.
Linix Mint	Процессор: x86; ОЗУ: 512 МБ (Cinnamon, XFCE, MATE), 2 ГБ (KDE); Свободное место на жестком диске: 9 ГБ свободного места на жёстком диске; Графическая плата: любая, для которой есть драйвер; Привод CD-ROM или порт USB.
Mac OS X	(!)Компьютер Mac с процессором Intel, PowerPC G5 или PowerPC G4 («пиратскую» версию можно поставить и на другой ПК, отвечающий требованиям ниже, но не рекомендуется); ОЗУ: 512 МБ; Свободное место на жестком диске: 9 ГБ свободного пространства на диске; Графическая плата: встроенная в Mac, с «пиратской» надо тестировать самому или смотреть рекомендации других специалистов; Привод CD-ROM или порт USB.

---

Безопасность/защищенность от вирусов

Большинство пользователей хранят ПК личную информацию, документы, осуществляют денежные переводы, оплату покупок, активно используют Интернет общаются. Вся эта информация требует хорошей защиты. Хотелось бы остановиться подробнее на данном блоке, так как безопасность является одним из самых главных пунктов выбора ОС для компаний и обычных пользователей, например, система может иметь идеальный интерфейс, но серьезные дыры в защите, которые будут критичнее удобства использования.

Windows 10. Раньше считалось, что эта ОС наиболее уязвимая ввиду своей распространенности. Но Microsoft хорошо постаралась над Win 10, отчего мы получаем просто миллион плюшек к безопасности. Новейшая версия создавалась разработчиками компании для работы в информационном окружении, значительно изменившемся с точки зрения угроз для системы безопасности и конфиденциальности данных.

Авторы вредоносных программ и создатели мошеннических сетевых ресурсов в Интернете стараются каким-либо образом завлечь пользователей с целью кражи нужной им информации. В противоположность таким действиям, целевые атаки подготовленных хакеров нацелены не только на наивность и доверчивость пользователей, но и на использование слабостей сетевой и программной инфраструктуры компаний и организаций. При этом под угрозой оказываются как предприятия в ответственных и критичных к наличию защиты данных отраслях (оборонные, энергетические, финансовые, государственные организации), так и небольшие компании других секторов, в которых не задумываются о защите данных.

В Win 10 реализована поддержка всех аппаратных функций цифровой защиты и идентификации, в том числе биометрия, шифрование данных на дисках с использованием доверенного платформенного модуля TPM и многое другое. Win 10 лучше, чем все предыдущие версии, защищена по основным областям функционирования, включая защиту процесса загрузки операционной системы на устройстве, защиту данных на пользовательском устройстве, защиту процесса идентификации пользователей, защиту от внешних угроз и защиту конфиденциальности пользователей.

Защита процесса загрузки операционной системы

Первым уровнем защиты устройства с Win 10 выступает аппаратное обеспечение, на котором запущена операционная система. Одним из самых опасных и сложно идентифицируемых типов вредоносных программ являются наборы скрытого проникновения и сокрытия следов взлома, так называемые руткиты и буткиты, которые могут загружаться до загрузки операционной системы и работать в режиме ее ядра, получая максимальный уровень доступа к ресурсам компьютера. Технологии безопасной загрузки Secure Boot и надежной загрузки Trusted Boot защищают Windows 10 с самого начала загрузки ОС, контролируя процесс запуска устройства и разрешая старт только доверенных компонентов.

---

Защита данных в локальном хранилище пользовательского устройства

Шифрование диска BitLocker — это функция защиты данных, которая интегрируется с операционной системой и борется с угрозами хищения или незащищенности данных в случае потери, кражи или неправильного списания компьютеров. BitLocker может шифровать жесткие диски полностью, включая системные диски и диски с данными.

Защита процесса идентификации пользователей

Привычная пара «имя пользователя и пароль» — популярный способ проверки подлинности при регистрации в системе или на информационном ресурсе. Win 10 включает в себя новую платформу авторизации, позволяющую внедрить более безопасную альтернативу привычным многократно повторяющимся паролям в виде двухфакторной аутентификации. Технология Windows Hello дает возможность проверять биометрические данные пользователя в качестве одного из факторов аутентификации наряду с привычным идентификатором PIN. На устройствах, оснащенных необходимым оборудованием (специальной цифровой фотокамерой или сканером отпечатков пальцев), можно выполнять регистрацию путем распознавания лица пользователя или отпечатка его пальца.

Злоумышленники нередко используют атаку, основанную на методе подбора, что позволяет получить доступ к устройству простым угадыванием пароля пользователя или его ПИН-кода. Иногда злоумышленник даже выполняет подбор биометрических данных до тех пор, пока ему не удастся взломать устройство. Windows 10 поддерживает мощную защиту от атак методом подбора: если операционная система обнаруживает, что некто пытается воздействовать на механизмы регистрации в системе Windows, то системный диск остается защищенным средствами BitLocker, а Windows может автоматически перезагрузить устройство и BitLocker будет находиться в режиме восстановления до тех пор, пока кто-нибудь не введет ключ-пароль восстановления.

Защита от внешних угроз

Для противостояния постоянно расширяющемуся набору внешних угроз, Win имеет как хорошо зарекомендовавшие себя и знакомые по предыдущим версиям улучшенные инструменты (Защитник Windows), так и новые продвинутые технологии, такие как облачная служба для выявления вредоносных кодов на основе мониторинга поведения программ Windows Defender Advanced Threat Protection, служба защиты на основе виртуализации Credential Guard, следящая за тем, чтобы только привилегированные системные компоненты могли получать доступ к системным данным, а также служба Device Guard, контролирующая оборудование и программы устройства, чтобы на нем запускались только доверенные приложения, определенные в политиках целостности кода.

---