Операционная система является необходимым: операционные системы

Содержание

операционные системы

Операционные системы для ПК это самые главные программы позволяющие взаимодействовать человеку с компьютером. Они является теми компонентами, которые переводят требования пользователя на язык компьютера и наоборот, результат работы машины выводят в понятном для нас виде.

Логотип ОС Ubuntu

Важнейшей функцией операционных систем для ПК является координация и управление работой всех систем компьютора. Современные ОС управляют даже питанием и системой охлаждения компьютера, что особенно важно для устройств, работающих на автономном питании, таких как ноутбук.

Кроме этого операционные системы управляют всеми подключаемыми к компьютеру устройствами при помощи специальных программ – драйверов. Именно эти программы поставляются на дисках с приобретаемым дополнительным подключаемым к компьютеру оборудованием. Да ведь ни принтер, ни сканер, ни какое-либо другое устройство работать без установленных на ПК драйверов не будет.

И еще операционная система обеспечивается так называемый графический пользовательский интерфейс, благодаря которому  человек видит не черный экран на мониторе компьютера с непонятными символами, а приятную человеческому глазу картинку.

Загрузка и работа таких всех программ на компьютере, включая как ворд и Exel (компоненты офисного пакета), проигрывателей музыки и фильмов, программ для рисования и всех остальных нужных человеку происходит также под управлением операционной системы. Таким образом, операционные системы являются необходимыми составляющими работы ПК.

Логично предположить, что операционные системы должны быть главными программами и на других устройствах (сотовые телефоны, смартфоны, планшеты, ультрабуки и т.д.). И на самом деле такими знакомыми словами как Андроид, Симбиан, Бада и др. обозначаются ОС для этих устройств

Сегодня наиболее распространенными операционными системами для ПК являются Windows от корпорации Microsoft, свободно распространяемая операционная система Linux, и Mac OS от компании Apple.

Под операционной системой мы обычно понимаем ОС Windows, поскольку ей оснащены более 90% всех компьютеров. Самой свежей разработкой выпущенной Microsoft является Windows 8. Наиболее распространенной — Windows 7,вторая по распространенности Windows XP теряет своих пользователей из-за отказа компании продолжать поддержку этой версии.

Логотип Windows

Вторым по популярности семейством операционных систем является Mac OS (Macintosh Operating System) разрабатывается для персональных компьютеров Macintosh и установка разрешена только на компьютеры от Apple.

Логотип Mac OS

Все более широкую популярность приобретают операционные системы Linux. Эта популярность, особенно в отдельных отраслях использования объясняется такими важными факторами как бесплатность, надежность, безопасность и открытый исходный код.

Благодаря этим особенностям Linux эволюционирует очень быстрыми темпами, поскольку в этот процесс вовлечены тысячи программистов во всем мире. Разрабатываются приложения для этой операционной системы.

Логотип Linux пингвин Такс

Таким образом, операционные системы для ПК являются тем координатором, который руководит всеми процессами компьютера и без которых любое устройство представляло бы «кучу железа». Выбор операционной системы для своего персонального компьютера зависит от требований самого пользователя.

Операционные системы для ПК | Компьютер плюс

Операционные системы для ПК это самые главные программы позволяющие взаимодействовать человеку с компьютером. Они является теми компонентами, которые переводят требования пользователя на язык компьютера и наоборот, результат работы машины выводят в понятном для нас виде.

Логотип ОС Ubuntu

Важнейшей функцией операционных систем для ПК является координация и управление работой всех систем компьютера. Современные ОС управляют даже питанием и системой охлаждения компьютера, что особенно важно для устройств, работающих на автономном питании, таких как ноутбук.

Кроме этого операционные системы управляют всеми подключаемыми к компьютеру устройствами при помощи специальных программ – драйверов. Именно эти программы поставляются на дисках с приобретаемым дополнительным подключаемым к компьютеру оборудованием. Да ведь ни принтер, ни сканер, ни какое-либо другое устройство работать без установленных на ПК драйверов не будет.

И еще операционная система обеспечивается так называемый графический пользовательский интерфейс, благодаря которому  человек видит не черный экран на мониторе компьютера с непонятными символами, а приятную человеческому глазу картинку.

Загрузка и работа таких всех программ на компьютере, включая как Word и Exel (компоненты офисного пакета), проигрывателей музыки и фильмов, программ для рисования и всех остальных нужных человеку происходит также под управлением операционной системы. Таким образом, операционные системы являются необходимыми составляющими работы ПК.

Логично предположить, что операционные системы должны быть главными программами и на других устройствах (сотовые телефоны, смартфоны, планшеты, ультрабуки и т.д.). И на самом деле такими знакомыми словами как Андроид, Симбиан, Бада и др. обозначаются ОС для этих устройств

Сегодня наиболее распространенными операционными системами для ПК являются Windows от корпорации Microsoft, свободно распространяемая операционная система Linux, и Mac OS от компании Apple.

Под операционной системой мы обычно понимаем ОС Windows, поскольку ей оснащены более 90% всех компьютеров. Самой свежей разработкой выпущенной Microsoft является Windows 8. Наиболее распространенной – Windows 7,вторая по распространенности Windows XP теряет своих пользователей из-за отказа компании продолжать поддержку этой версии.

Логотип Windows

Вторым по популярности семейством операционных систем является Mac OS (Macintosh Operating System) разрабатывается для персональных компьютеров Macintosh и установка разрешена только на компьютеры от Apple.

Логотип Mac OS

Все более широкую популярность приобретают операционные системы Linux. Эта популярность, особенно в отдельных отраслях использования объясняется такими важными факторами как бесплатность, надежность, безопасность и открытый исходный код.

Благодаря этим особенностям Linux эволюционирует очень быстрыми темпами, поскольку в этот процесс вовлечены тысячи программистов во всем мире. Разрабатываются приложения для этой операционной системы.

Логотип Linux пингвин Такс

Таким образом, операционные системы для ПК являются тем координатором, который руководит всеми процессами компьютера и без которых любое устройство представляло бы «кучу железа». Выбор операционной системы для своего персонального компьютера зависит от требований самого пользователя.

Лекция №1 — YZTM.RU

Занятие_1_Л1
Данная лекция открывает тему «Теоретические основы построения операционных систем». На сегодняшний день операционная система является основным элементом построения автоматизированных систем управления. Для лучшего понимания основ построения операционных систем изучим историю появления и развития операционных систем, функциональные компоненты операционной системы и требования к современным операционным системам.

Учебные вопросы (основная часть):

Вопрос 1. Эволюция операционных систем.

Впервые идея компьютера была предложена английским математиком Чарльзом Бэбиджем (Charles Babage) в середине девятнадцатого века. Его механическая «аналитическая машина» так и не смогла по-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям, необходимым для изготовления нужных деталей точной механики. Конечно, никакой речи об операционной системе (ОС) для этого «компьютера» не шло.

Настоящее рождение цифровых вычислительных машин произошло вскоре после окончания Второй мировой войны. В середине 1940-х годов в США и Европе (Англия) примерно одновременно были созданы первые ламповые вычислительные устройства. Чуть позже, в 1951 году, была создана первая электронная вычислительная машина и в СССР.

В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Не было никакого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм, которые программист мог использовать для того, чтобы не писать каждый раз коды, вычисляющие значение какой-либо математической функции или управляющие стандартным устройством ввода/вывода. Операционные системы все еще не появились, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления, представляющего собой примитивное устройство ввода/вывода, состоящее из кнопок, переключателей и индикаторов.

С середины 1950-х годов начался следующий период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы – полупроводниковых элементов. Выросло быстродействие процессоров, увеличились объемы оперативной и внешней памяти. Компьютеры стали более надежными, они могли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач.

Наряду с совершенствованием аппаратуры заметный прогресс наблюдался в области автоматизации программирования и организации вычислительных работ. В эти годы появились первые алгоритмические языки, и, таким образом, к библиотекам математических и служебных подпрограмм добавился новый тип системного программного обеспечения – трансляторы.

Выполнение каждой программы стало включать большое количество вспомогательных работ: загрузка нужного транслятора (АЛГОЛ, ФОРТРАН, КОБОЛ, и т. п.), запуск транслятора и получение результирующей программы в машинных кодах, связывание программы с библиотечными подпрограммами, загрузка программы в оперативную память, запуск программы, вывод результатов на периферийное устройство. Для организации эффективного совместного использования трансляторов, библиотечных программ и загрузчиков в штат многих вычислительных центров были введены должности операторов, профессионально выполнявших работу по организации вычислительного процесса для всех пользователей этого центра.

Но как бы быстро и надежно, ни работали операторы, они никак не могли состязаться в производительности с работой компьютера, процессор которого большую часть времени простаивал в ожидании, пока оператор запустит очередную задачу. А поскольку процессор представлял собой весьма дорогое устройство, то низкая эффективность его использования означала низкую эффективность использования компьютера в целом. Для решения этой проблемы были разработаны первые системы пакетной обработки, которые автоматизировали всю последовательность действий оператора по организации вычислительного процесса.

Ранние системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными не для обработки данных, а для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какие действия и в какой последовательности он хочет выполнить на вычислительной машине. Типовой набор директив обычно включал признак начала отдельной работы, вызов транслятора, вызов загрузчика, признаки начала и конца исходных данных.

Оператор составлял пакет заданий, которые в дальнейшем без его участия последовательно запускались на выполнение управляющей программой – монитором. Пакет обычно представлял собой набор перфокарт, но для ускорения работы он мог переноситься на более удобный и емкий носитель, например на магнитную ленту или магнитный диск.

Ранние системы пакетной обработки значительно сократили затраты времени на вспомогательные действия по организации вычислительного процесса, а значит, был сделан еще один шаг в направлении повышения эффективности использования компьютеров. Однако при этом программисты-пользователи лишились непосредственного доступа к компьютеру, что снижало эффективность их работы – внесение любого исправления требовало значительно больше времени, чем при интерактивной работе за пультом машины.

Еще одним важным событием стала разработка механизма виртуальной памяти. При этом способе организации вычислительного процесса программе, выполняемой под управлением ОС, предоставляется виртуальное адресное пространство оперативной памяти очень большого размера, который превосходит размер реальной физической оперативной памяти компьютера. Адреса виртуального адресного пространства динамически отображаются операционной системой на все виды памяти, которая имеется у компьютера, то есть помимо оперативной памяти на дисковую память, память на магнитной ленте и т. п. Это позволяет значительно смягчить ограничения на объем программ. Первая ОС с поддержкой виртуальной памяти была разработана в 1961 году компанией Burroughs для ее компьютера В5000. Позже эта функция стала для ОС стандартной.

Следующий важный период развития операционных систем относится к 1965-1975 годам. В это время в технической базе вычислительных машин произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что открыло путь к появлению следующего поколения компьютеров. Большие функциональные возможности интегральных схем сделали возможным реализацию на практике сложных компьютерных архитектур, таких, например, как IBM System/360. В этот период были реализованы практически все основные механизмы, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, поддержка многотерминального многопользовательского режима, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа.

Революционным событием данного этапа явилась промышленная реализация мультипрограммирования. В условиях резко возросших возможностей компьютера по обработке и хранению данных выполнение только одной программы в каждый момент времени оказалось крайне неэффективным. Решением стало мультипрограммирование – способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находилось одновременно несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре. Эти усовершенствования значительно повысили эффективность вычислительной системы: компьютер теперь мог использоваться почти постоянно, а не простаивать большую часть времени, как это было раньше.

Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах – в системах пакетной обработки и разделения времени.

Мультипрограммные системы пакетной обработки, так же, как и их однопрограммные предшественники, имели своей целью обеспечение максимальной загрузки аппаратуры компьютера, однако решали эту задачу более эффективно.

В мультипрограммном пакетном режиме процессор не простаивал, пока одна программа выполняла операцию ввода/вывода (как это происходило при последовательном выполнении программ в системах ранней пакетной обработки), а переключался на другую готовую к выполнению программу. В результате достигалась сбалансированная загрузка всех устройств компьютера, следовательно, увеличивалось число решаемых в единицу времени задач.

Однако в мультипрограммных системах пакетной обработки пользователь по-прежнему был лишен возможности интерактивно взаимодействовать со своими программами. Для того чтобы хотя бы частично вернуть пользователям ощущение непосредственного взаимодействия с компьютером, был разработан другой вариант мультипрограммных систем – системы разделения времени. Этот вариант рассчитан на многотерминальные системы, когда каждый пользователь работает за своим терминалом.

В числе первых операционных систем разделения времени, разработанных к середине 1960-х годов, были TSS/360 (компания IBM), CTSS и MULTICS (Bell Labs и General Electric), АИСТ-0 (СССР).

Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, был нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного владения вычислительной машиной за счет периодического выделения каждой программе своей доли процессорного времени. В системах разделения времени эффективность использования оборудования ниже, чем в системах пакетной обработки, что является платой за удобства работы пользователя.

В начале 1970-х годов появились первые сетевые операционные системы, которые позволяли рассредоточить пользователей и организовать распределенное хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров.

К середине 1970-х годов наряду с мэйнфреймами широкое распространение получили миникомпьютеры, такие как PDP-11, Nova, HP. В миникомпьютерах впервые использовались преимущества больших интегральных схем, позволившие реализовать достаточно мощные функции при сравнительно невысокой стоимости компьютера.

Архитектура миникомпьютеров была значительно упрощена по сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их операционных системах. Многие функции мультипрограммных многопользовательских ОС мэйнфреймов были усечены, учитывая ограниченность ресурсов миникомпьютеров. Операционные системы миникомпьютеров часто стали делать специализированными, например, только для управления в реальном времени (ОС RT-11 для миникомпьютеров PDP-11) или только для поддержания режима разделения времени (RSX- 11М для тех же компьютеров). Эти операционные системы не всегда были многопользовательскими, что во многих случаях оправдывалось невысокой стоимостью компьютеров.

Важной вехой в истории миникомпьютеров и вообще в истории операционных систем явилось создание ОС Unix. Первоначально эта ОС предназначалась для поддержания режима разделения времени в миникомпьютере PDP-7.

С середины 1970-х годов началось массовое использование ОС Unix. К тому времени программный код для Unix был на 90 % написан на языке высокого уровня С. Широкое распространение эффективных С-компиляторов сделало Unix уникальной для того времени ОС, обладающей возможностью сравнительно легкого переноса на различные типы компьютеров: суперкомпьютеры, мэйнфреймы, миникомпьютеры, серверы и рабочие станции на базе RISC-процессоров, персональные компьютеры. Поскольку эта ОС поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала первой открытой ОС, которую могли совершенствовать простые пользователи-энтузиасты. Гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили операционной системе Unix занять прочные позиции во всех классах компьютеров.

К наиболее важным событиям 1980-х годов можно отнести создание стека TCP/IP, становление Интернета, разработку новых версий ОС Unix, стандартизацию технологий локальных сетей, появление персональных компьютеров и операционных систем для них.

Все десятилетие было отмечено появлением новых, все более совершенных версий ОС Unix. Среди них были и фирменные версии Unix: SunOS, HP- UX, Irix, AIX, QNX и многие другие, в которых производители компьютеров адаптировали код ядра и системных утилит для своей аппаратуры. Разнообразие версий породило проблему их совместимости, которую периодически пытались решить различные организации. В результате были приняты стандарты POSIX и XPG, определяющие интерфейсы ОС для приложений, а специальное подразделение компании AT&T выпустило несколько версий Unix System III и Unix System V, призванных консолидировать разработчиков на уровне кода ядра.

В 24 января 1984 года появилась новая операционная система System 1, разработанная компанией Apple для персонального компьютера Macintosh 128K. Эта ОС резко отличалась ото всех существовавших тогда ОС тем, что для взаимодействия с пользователем она использовала не обычный для того времени интерфейс командной строки, а значительно более удобный графический пользовательский интерфейс, включающий столь знакомые всем нам теперь окна, меню, значки (ярлыки) файлов и программ. Это революционное изменение позволило пользователю управлять компьютером с помощью простого и удобного нового устройства – мыши, а не набирать команды на клавиатуре.

Компания Microsoft в своих ОС Windows также сделала ставку на использование оконного графического интерфейса. Изначально Windows была всего лишь графической надстройкой-программой для операционной системы 80-х и 90-х годов MS-DOS. Первая версия Windows появилась в 1985 году и осталась практически незамеченной, но начиная с версии 3. 0, это семейство ОС оказало сильнейшее влияние на развитие индустрии персональных компьютеров. Наиболее серьезные изменения в последней версии Microsoft Windows 8, также произошли в области пользовательского интерфейса.

В 1987 году в результате совместных усилий Microsoft и IBM появилась первая мультипрограммная операционная система для персональных компьютеров с процессором Intel 80286, в полной мере использующая возможности защищенного режима – OS/2. Эта ОС с ее развитыми функциями многозадачности и файловой системой, снабженной встроенными средствами многопользовательской защиты, оказалась хорошей платформой для построения локальных сетей персональных компьютеров. В семействе ОС Windows многозадачность тоже была введена почти с первых версий. Причем долгое время существовали две реализации многозадачности. Первый вариант был характерен для тех версий Windows, которые фактически представляли собой надстройку (оболочку) над MS-DOS (то есть версии 1. 0, 2.0, 3.0, 3.1, Windows 95/98/МЕ). Эта многозадачность была невытесняющей, то есть ОС не могла прервать выполняемую задачу, пока эта задача по своей инициативе не передавала управление операционной системе. Это ограничение снижало эффективность ОС. По-другому была решена проблема многозадачности в автономной линии Windows, начатой Windows NT и продолженной Windows 2000, Windows ХР Professional, Windows Server 2003 и последующих версиях Windows.

В этих ОС, для которых используется обобщенное наименование «ОС семейства Windows NT», поддерживается эффективная вытесняющая многозадачность, полноценный многопользовательский режим, а также многопоточный режим, когда каждая задача может быть распараллелена на несколько независимо выполняющихся подзадач.

Поддержка многопользовательского и многозадачного режимов стала в современных ОС для ПК стандартом, этими свойствами обладают и две другие современных ОС для ПК стандартом, этими свойствами обладают и две другие популярные ОС, работающие на ПК, – Mac OS X и Linux.

Еще одним мощным фактором возвращения в ОС ПК многозадачности и многопользовательского режима стали локальные сети. Действительно, если компьютер подключен к локальной сети, то к его ресурсам (файлам, непосредственно подключенному принтеру и т. д.) может обращаться не только тот пользователь, который работает за клавиатурой, но и все остальные пользователи сети – если, конечно, эти ресурсы сделаны разделяемыми.

Наибольшее распространение получили сетевые оболочки LAN Manager компании Microsoft и LAN Server компании IBM, разработанные этими компаниями на основе одного базового кода.

В 1990-е годы практически все операционные системы, занимающие заметное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро ОС, являясь ее неотъемлемой частью. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) и глобальных (X. 25, frame relay, ISDN, ATM) сетей, а также средства для создания составных сетей (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP). В операционных системах используются инструменты мультиплексирования нескольких стеков протоколов, за счет чего компьютеры могут поддерживать одновременную сетевую работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные ОС, предназначенные исключительно для решения коммуникационных задач.

Во второй половине 1990-х годов все производители операционных систем резко усилили поддержку средств работы с Интернетом. Если до этого времени стек протоколов TCP/IP, на котором построен Интернет, поддерживался в основном семейством Unix, то теперь этот стек стал проникать во все популярные ОС. Помимо самого стека TCP/IP, в комплект поставки начали включать утилиты, реализующие такие популярные сервисы Интернета, как telnet, FTP, e-mail.

Особое внимание в течение 1990-х годов уделялось корпоративным сетевым операционным системам, дальнейшее развитие которых представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем. Данная система отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, которым присуща высокая степень неоднородности программных и аппаратных средств.

Вопрос 2. Функциональные компоненты операционной системы.

Функции операционной системы автономного компьютера обычно группируются либо в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС, либо в соответствии со специфическими задачами, применимыми ко всем ресурсам. Иногда такие группы функций называют подсистемами. Наиболее важными подсистемами управления ресурсами являются подсистемы управления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а подсистемами, общими для всех ресурсов, являются подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.

Управление процессами. Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами.

Для каждого вновь создаваемого процесса ОС генерирует системные информационные структуры, которые содержат данные о потребностях процесса в ресурсах вычислительной системы, а также о фактически выделенных ему ресурсах. Таким образом, процесс можно также определить, как некоторую заявку на потребление системных ресурсов. Чтобы процесс мог быть выполнен, операционная система должна назначить ему область оперативной памяти, в которой будут размещены коды и данные процесса, а также предоставить ему необходимое процессорное время. Кроме того, процессу может понадобиться доступ к таким ресурсам, как файлы и устройства ввода-вывода.

В мультипрограммной операционной системе одновременно может существовать несколько процессов. Часть процессов порождается по инициативе пользователей и их приложений, такие процессы обычно называют пользовательскими. Другие процессы, называемые системными, инициализируются самой операционной системой для выполнения своих функций. Поскольку процессы часто одновременно претендуют на одни и те же ресурсы, то в обязанности ОС входит поддержание очередей заявок процессов на ресурсы, например очереди к процессору, к принтеру, к последовательному порту.

Важной задачей операционной системы является защита ресурсов, выделенных данному процессу, от остальных процессов.

Одним из наиболее тщательно защищаемых ресурсов процесса являются области оперативной памяти, в которой хранятся коды и данные процесса. Совокупность всех областей оперативной памяти, выделенных операционной системой процессу, называется его адресным пространством. Говорят, что каждый процесс работает в своем адресном пространстве, имея в виду защиту адресных пространств, реализуемую ОС. Защищаются и другие типы ресурсов, такие как файлы, внешние устройства и т. д. Операционная система может не только защищать ресурсы, выделенные одному процессу, но и организовывать их совместное использование, например, разрешать доступ к некоторой области памяти нескольким процессам.

Операционная система берет на себя также функции синхронизации процессов, позволяющие процессу приостанавливать свое выполнение до наступления какого-либо события в системе, например завершения операции ввода- вывода, осуществляемой по его запросу операционной системой.

Для реализации сложных программных комплексов полезно бывает организовать их работу в виде нескольких параллельных процессов, которые периодически взаимодействуют друг с другом и обмениваются некоторыми данными. Так как операционная система защищает ресурсы процессов и не позволяет одному процессу писать в память или читать из памяти другого процесса, то для оперативного взаимодействия процессов ОС должна предоставлять особые средства, которые называют средствами межпроцессного взаимодействия.

Таким образом, подсистема управления процессами ОС выполняет следующие действия:

  • распределяет процессорное время между несколькими одновременно выполняемыми в системе процессами;
  • занимается созданием и уничтожением процессов;
  • обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами;
  • поддерживает синхронизацию процессов;
  • реализует взаимодействие между процессами.

Управление памятью. Память является для процесса не менее важным ресурсом, чем процессор, так как процесс может выполняться процессором только в том случае, если его коды и данные находятся в оперативной памяти.

Управление памятью включает распределение имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе в данный момент процессами, загрузку кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, настройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области, а также защиту областей памяти каждого процесса.

Одним из наиболее популярных механизмов управления памятью в современных операционных системах является механизм так называемой виртуальной памяти. Механизм виртуальной памяти позволяет программисту писать программу так, как будто в его распоряжении имеется однородная оперативная память большого объема, часто существенно превышающего объем имеющейся физической памяти.

Основными функциями ОС по управлению памятью являются:

  • отслеживание свободной и занятой памяти;
  • выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов;
  • защита памяти;
  • вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти недостаточны для размещения в ней всех процессов, и воз- вращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место;
  • настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Управление файлами и внешними устройствами. Способность ОС к

«экранированию» сложностей реальной аппаратуры очень ярко проявляется в одной из основных подсистем ОС – файловой системе.

При выполнении своих функций файловая система тесно взаимодействует с подсистемой управления внешними устройствами, которая по запросам файловой системы осуществляет передачу данных между дисками и оперативной памятью.

Подсистема управления внешними устройствами, называемая также подсистемой ввода-вывода, исполняет роль интерфейса ко всем устройствам, подключенным к компьютеру. Спектр этих устройств очень обширен. Номенклатура выпускаемых накопителей на жестких, гибких и оптических дисках, принтеров, сканеров, мониторов, плоттеров, модемов, сетевых адаптеров и более специальных устройств ввода-вывода, таких как, например, аналого-цифровые преобразователи, может насчитывать сотни моделей. Эти модели могут существенно отличаться набором и последовательностью команд, с помощью которых осуществляется обмен информацией с процессором и памятью компьютера, скоростью работы, кодировкой передаваемых данных, возможностью совместного использования и множеством других деталей.

Программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства и учитывающая все его особенности, обычно называется драйвером этого устройства (от английского drive – управлять, вести).

Поддержание высокоуровневого унифицированного интерфейса прикладного программирования к разнородным устройствам ввода-вывода является одной из наиболее важных задач ОС. Со времени появления ОС Unix такой унифицированный интерфейс в большинстве операционных систем строится на основе концепции файлового доступа. Эта концепция заключается в том, что обмен с любым внешним устройством выглядит как обмен с файлом, имеющим имя и представляющим собой неструктурированную последовательность байтов. В качестве файла может выступать, как реальный файл на диске, так и алфавитно-цифровой терминал, печатающее устройство или сетевой адаптер.

Защита данных и администрирование. Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры, ошибок программного обеспечения, а в многопользовательских ОС также средствами защиты от неcанкционированного доступа. В последнем случае ОС защищает данные от ошибочного или злонамеренного поведения пользователей системы.

Интерфейс прикладного программирования. Прикладные программисты используют в своих приложениях обращения к операционной системе, когда для выполнения тех или иных действий им требуется особый, привилегированный статус, которым обладает только операционная система.

Возможности операционной системы доступны прикладному программисту в виде набора функций, называющегося интерфейсом прикладного программирования (Application Programming Interface, API).

От конечного пользователя эти функции скрыты за оболочкой алфавитно- цифрового или графического пользовательского интерфейса. Для разработчиков приложений все особенности конкретной операционной системы представлены особенностями ее API. Поэтому операционные системы с различной внутренней организацией, но с одинаковым набором API-функций кажутся им одной и той же ОС, что упрощает стандартизацию операционных систем и обеспечивает переносимость приложений между внутренне различными ОС, соответствующими определенному стандарту на API.

Реализация системных вызовов зависит от структурной организации ОС, которая, в свою очередь, тесно связана с особенностями аппаратной платформы. Кроме того, она зависит от языка программирования. При применении языков высокого уровня функции ОС вызываются тем же способом, что и написанные пользователем подпрограммы, требуя задания определенных аргументов в определенном порядке.

Пользовательский интерфейс. Операционная система должна предоставлять удобный интерфейс не только для прикладных программ, но и для человека, работающего за терминалом.

Современные ОС поддерживают развитые функции пользовательского интерфейса для интерактивной работы за терминалами двух типов: алфавитно- цифровыми и графическими.

Как показал опыт использования ОС, оба типа интерфейса нужны пользователям. Массовый непрофессиональный пользователь в основном применяет графический оконный интерфейс, в то время как профессионалы задействуют оба в зависимости от решаемых задач: более мощный по функциональным возможностям интерфейс командной строки, когда нужно достичь достаточно специфического и тонкого эффекта, и графический интерфейс для рутинных операций.

Вопрос 3. Требования к современным операционным системам.

Главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является выполнение ею основных функций эффективного управления ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Современная ОС, как правило, должна поддерживать мультипрограммную обработку, виртуальную память, свопинг, многооконный графический интерфейс пользователя, а также выполнять многие другие необходимые функции и услуги. Кроме этих требований функциональной полноты к операционным системам предъявляются не менее важные эксплуатационные требования, которые перечислены ниже.

Расширяемость. В то время как аппаратная часть компьютера устаревает за несколько лет, полезная жизнь операционных систем может измеряться десятилетиями. Примером может служить ОС Unix. Поэтому операционные системы всегда изменяются со временем эволюционно, и эти изменения более значимы, чем изменения аппаратных средств. Изменения ОС обычно заключаются в приобретении ею новых свойств, например поддержке новых типов внешних устройств или новых сетевых технологий. Если код ОС написан таким образом, что дополнения и изменения могут вноситься без нарушения целостности системы, то такую ОС называют расширяемой. Расширяемость достигается за счет модульной структуры ОС, при которой программы строятся из набора отдельных модулей, взаимодействующих только через функциональный интерфейс.

Переносимость. В идеале код ОС должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа. Переносимые ОС имеют несколько вариантов реализации для разных платформ, такое свойство ОС называют также многоплатформенностъю.

Совместимость. Существует несколько «долгоживущих» популярных операционных систем, для которых наработана широкая номенклатура приложений. Некоторые из них пользуются широкой популярностью. Поэтому для пользователя, переходящего по тем или иным причинам с одной ОС на другую, очень привлекательна возможность запуска в новой операционной системе привычного приложения. Если ОС имеет средства для выполнения прикладных программ, написанных для других операционных систем, то про нее говорят, что она обладает совместимостью с этими ОС. Следует различать совместимость на уровне двоичных кодов и совместимость на уровне исходных текстов. Понятие совместимости включает также поддержку пользовательских интерфейсов других ОС.

Надежность и отказоустойчивость. Система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть всегда предсказуемыми, а приложения не должны иметь возможности наносить вред ОС. Надежность и отказоустойчивость ОС прежде всего определяются архитектурными решениями, положенными в ее основу, а также качеством ее реализации (отлаженностью кода). Кроме того, важно, включает ли ОС программную поддержку аппаратных средств обеспечения отказоустойчивости, таких, например, как дисковые массивы или источники бесперебойного питания.

Безопасность. Современная ОС должна защищать данные и другие ресурсы вычислительной системы от несанкционированного доступа. Чтобы ОС обладала свойством безопасности, она должна как минимум иметь в своем составе средства аутентификации – определения легальности пользователей, авторизации – предоставления легальным пользователям дифференцированных прав доступа к ресурсам, аудита – фиксации всех «подозрительных» для безопасности системы событий. Свойство безопасности особенно важно для сетевых ОС. В таких ОС к задаче контроля доступа добавляется задача защиты данных, передаваемых по сети.

Производительность. Операционная система должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяет аппаратная платформа. На производительность ОС влияет много факторов, среди которых основными являются архитектура ОС, многообразие функций, качество программирования кода, возможность исполнения ОС на высокопроизводительной платформе.

Заключение.

На лекции рассмотрены вопросы об общей характеристике дисциплины. Выявлено, что основой автоматизированной системы является операционная система (ОС).

ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows, UNIX и UNIX-подобные системы.

 

77. Операционные системы персонального компьютера



1

К оглавлению

   

Операционная система компьютера представляет собой комплекс взаимосвязан­ных программ, который действует как интерфейс между приложениями и поль­зователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. В со­ответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций:

•   предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппарату­ры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобней рабо­тать и которую легче программировать;

•   повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием.

ОС как система управления ресурсами

Операционная система не только предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является меха­низмом, распределяющим ресурсы компьютера.

К числу основных ресурсов современных вычислительных систем могут быть отнесены такие ресурсы, как процессоры, основная память, таймеры, наборы дан­ных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Ресурсы распределяются между процессами. Процесс (задача) представляет собой базовое понятие большинства современных ОС и часто кратко определяется как программа в стадии выполнения. Программа — это ста­тический объект, представляющий собой файл с кодами и данными. Процесс — это динамический объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама операционная система решает «запустить программу на выполнение», то есть создать новую единицу вычислительной работы.

Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффектив­ного их использования является назначением операционной системы.

Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера

Функции операционной системы автономного компьютера обычно группируют­ся либо в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС, либо в соответствии со специфическими задачами, применимыми ко всем ресур­сам. Иногда такие группы функций называют подсистемами. Наиболее важными подсистемами управления ресурсами являются подсистемы управления процес­сами, памятью, файлами и внешними устройствами, а подсистемами, общими для всех ресурсов, являются подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.

Управление процессами

Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функ­ционирование вычислительной машины, является подсистема управления про­цессами.

Для каждого вновь создаваемого процесса ОС генерирует системные информа­ционные структуры, которые содержат данные о потребностях процесса в ресур­сах вычислительной системы, а также о фактически выделенных ему ресурсах. Таким образом, процесс можно также определить как некоторую заявку на по­требление системных ресурсов.

В мультипрограммной операционной системе одновременно может существо­вать несколько процессов. Часть процессов порождается по инициативе пользо­вателей и их приложений, такие процессы обычно называют пользовательскими. Другие процессы, называемые системными, инициализируются самой операци­онной системой для выполнения своих функций.

Операционная система берет на себя также функции синхронизации процессов, позволяющие процессу приостанавливать свое выполнение до наступления ка­кого-либо события в системе, например завершения операции ввода-вывода, осуществляемой по его запросу операционной системой.

Таким образом, подсистема управления процессами планирует выполнение про­цессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновре­менно существующими в системе процессами, занимается созданием и уничто­жением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает синхронизацию процессов, а также обеспечивает взаимодействие между процессами.

Управление памятью

Память является для процесса таким же важным ресурсом, как и процессор, так как процесс может выполняться процессором только в том случае, если его коды и данные (не обязательно все) находятся в оперативной памяти.

Управление памятью включает распределение имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе в данный момент процессами, загрузку кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, настройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области, а также защиту областей памяти каждого процесса.

Функциями ОС по управлению памятью являются отслежива­ние свободной и занятой памяти; выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов; защита памяти; вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти недостаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, ко­гда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на кон­кретную область физической памяти.

Управление файлами и внешними устройствами

Способность ОС к «экранированию» сложностей реальной аппаратуры очень ярко проявляется в одной из основных подсистем ОС — файловой системе. Опе­рационная система виртуализирует отдельный набор данных, хранящихся на внешнем накопителе, в виде файла — простой неструктурированной последова­тельности байтов, имеющей символьное имя. Для удобства работы с данными файлы группируются в каталоги, которые, в свою очередь, образуют группы — каталоги более высокого уровня. Пользователь может с помощью ОС выполнять над файлами и каталогами такие действия, как поиск по имени, удаление, вывод содержимого на внешнее устройство (например, на дисплей), изменение и сохра­нение содержимого.

Чтобы представить большое количество наборов данных, разбросанных случай­ным образом по цилиндрам и поверхностям дисков различных типов, в виде хо­рошо всем знакомой и удобной иерархической структуры файлов и каталогов, операционная система должна решить множество задач. Файловая система ОС выполняет преобразование символьных имен файлов, с которыми работает пользователь или прикладной программист, в физические адреса данных на диске, ор­ганизует совместный доступ к файлам, защищает их от несанкционированного доступа.

При выполнении своих функций файловая система тесно взаимодействует с под­системой управления внешними устройствами, которая по запросам файловой системы осуществляет передачу данных между дисками и оперативной памятью.

Подсистема управления внешними устройствами, называемая также подсисте­мой ввода-вывода, исполняет роль интерфейса ко всем устройствам, подключен­ным к компьютеру. Спектр этих устройств очень обширен. Номенклатура вы­пускаемых накопителей на жестких, гибких и оптических дисках, принтеров, сканеров, мониторов, плоттеров, модемов, сетевых адаптеров и более специаль­ных устройств ввода-вывода, таких как, например, аналого-цифровые преобразо­ватели, может насчитывать сотни моделей. Эти модели могут существенно отличаться набором и последовательностью команд, с помощью которых осуще­ствляется обмен информацией с процессором и памятью компьютера, скоростью работы, кодировкой передаваемых данных, возможностью совместного исполь­зования и множеством других деталей.

Программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства и учиты­вающая все его особенности, обычно называется драйвером этого устройства (от английского drive — управлять, вести).

Классификация ОС

1) Сетевая и несетевая ОС

2) Многопользовательская и однопользовательская

3) Многозадачная и однозадачная

4) С графическим интерфейсом и с командной строкой.

Требования к современным операционным системам

Главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является вы­полнение ею основных функций эффективного управления ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Совре­менная ОС, как правило, должна поддерживать мультипрограммную обработку, виртуальную память, свопинг, многооконный графический интерфейс пользова­теля, а также выполнять многие другие необходимые функции и услуги. Кроме этих требований функциональной полноты к операционным системам предъяв­ляются не менее важные эксплуатационные требования, которые перечислены ниже.

•   Расширяемость

•   Переносимость

•   Совместимость

•   Надежность и отказоустойчивость

•   Безопасность

•   Производительность

 

 

К оглавлению


Классификация и особенности операционных систем

Самостоятельное ознакомление с данным вопросом является необходимым потому, что изучение классификации] особенностей операционных систем является неотъемлемым шагом в изучении данной темы. Развернутую классификацию операционных сист тем в полном объеме изложены в учебниках. О. ЛЯременка,. А. МСумец [54,. С27-37]. Классификация операционных систем предусматривает выделение тех или иных ее разновидностей по выбранной классификационных признаковзнакою.

Проектируемые, созданы и эксплуатируемые в настоящее время операционные системы, относящиеся к различным сферам человеческой деятельности, характеризуются сложностью, растет, как в количественном, так и в качественном ном аспектах. Для облегчения изучения операционных систем необходимо иметь их развернутую классификацию, основной задачей которой является упрощение процесса исследования для выявления существующих ограничений на функционирование я и создание внутренних критериев организации операции [54, с288].

Промышленные операционные системы охватывают любые предприятия (организации) по выпуску продукции и оказанию услуг

В этой системе, созданной на основе рационального разделения труда и соотношения во времени и пространстве предметов, средств и самого труда, реализуется операционная функция, т. е. действия по конвертированию входящих м материалов в товары и услуги (табл21) [25, с6с.6].

В дальнейшем изучении и осознании основных классификационных признаков операционных систем следует ознакомиться более подробно с приведенными признаками

Основные признаки классификации операционных систем:

1. По природе (типом среды)

Техническая операционная система - это система, состоящая из комплектующих частей, соединенных между собой, предназначена для самостоятельного выполнения заданных функций: производства конкретного вида продукции (аб потому совершения конкретного вида работы) с возможным удовольствием определенных потребностей потребители.

2. За уровнем неопределенности природы (среды)

В процессе самостоятельного изучения следует обратить внимание на жесткие и многовариантные системы [54]

. Жесткие системы - это системы, которые требуют однозначного соответствия между процессами и продуктами, где перечень необходимых ресурсов является окончательным и завершенным

Такие технологии позволяют обеспечивать наиболее высокую текущую эффективность, в то же время они очень уязвимы по факторов внешней среды

. Многовариантный тип системы предполагает наличие нескольких альтернативных комбинаций исходных ресурсов и несколько альтернатив основных технологий

Следует отметить, что эти два типа операционных систем принято называть однородными и гетерогенными. Данная классификация является предельно агрегированной, а значит, и абсолютной, в то же время необходимой для решения я стабильных и инновационных задач операционного менеджмента [52,. С311].

Продолжая работу над темой, студентам следует рассмотреть методы упрощения операционных систем

Одним из методов упрощения операционной системы является метод отбрасывания вариантов. Он состоит из следующих этапов:

И. С множества ресурсных комбинаций выбирается наиболее доступна, дешевая

II. С множества технологических решений выбирается решение, привязано именно к данным ресурсам

III. Выбирается модель связи процессов и продуктов, наименее вариантной

. Определение типа системы - управленческая задача, нуждается периодического обновления

Необходимо обратить внимание на то, что главным признаком гетерогенных систем является наличие нескольких основных технологий

Изучая тему, студент должен четко осознать преимущества гетерогенных операционных систем [54]

1. Такие системы обладают более широкой нормой реакции

2. Реакция этой системы на изменения среды является специализированной и, следовательно, более адекватной

3 позволяет эффективно ассимилировать принципиально новые возможности и ресурсы

4. Гетерогенная операционная система позволяет, оставаясь в рамках операционной системы, выходить на уровень инновационных решений

5. Гетерогенные операционные системы является не допускающими просто существенные инновации, а представляют собой необходимый управленческий инструмент реальных инновационных процессов

Важно обратить внимание на следующее классификационный признак операционной системы

3. За структурой

. Структура операционной системы - это относительно постоянный порядок внутренних пространственно-временных связей системы между ее элементами и взаимодействие их с внешней средой, определяет функциональное назначения ачення последней.

Рис 25. Типы структур операционных систем

При радиальной структуре каждый из элементов. Миn любой подсистемы S'i

в) древовидная

Рис 26. Типы структур операционных систем

Приведенная структуризация операционных систем (рис 25) дает возможность исследовать эффективность функционирования подсистем и элементов в отдельности, используя простейшие двухуровневые структуры типа"систем ма - элементы"Таким образом, начиная с первого уровня вычисляются характеристики всех элементов системы. Каждый новый шаг исследования систем и является одним из элементов более высокого иерархического уровня, х арактеристика которого определена на предыдущем шаге. Например, для структуры рис25, б подсистема S", будет"системой"относительно элементов. М,. Мquot; стосовно елементів. М,. М...,. М.

При необходимости упрощения схем соединения до простейших можно в общую структуру вводить дополнительные иерархические подуровни

В процессе самостоятельного изучения вопроса студенту важно понять взаимосвязи между элементами, подсистемами, системами

При радиальной структуре каждый из элементов. М любой подсистемы S2i непосредственно связан с системой

Радиально-узловая структура предполагает связь каждого элемента с системой 5через определенную подсистему S2L

Древовидная структура является наиболее общей и предполагает связь элемента с системой через множество подсистем и связей, при этом каждый элемент непосредственно связан только с одной из подсистем

При радиальной структуре каждый из элементов. М любой подсистемы Sа непосредственно связан. С системой

Радиально-узловая структура предполагает связь каждого элемента с системой 5"через определенную подсистему

Древовидная структура с наиболее общей и предполагает связь элемента с системой через множество подсистем и связей, при этом каждый элемент непосредственно связан только с одной из подсистем

4. По масштабности

зависимости от главных переменных, входящих в описание операционной системы, различают сублокальни (1-3 переменных), локальные (4-14 переменных), субглобальни (15-35 переменных), глобальные (36-100 переме инних) и суперглобальные (свыше 100 переменных) систем.

5. По степени сложности

зависимости от степени взаимосвязей переменных операционные системы делятся на простые (отсутствие взаимосвязи), простые (наличие парных взаимосвязей), сложные (наличие взаимосвязи и взаимо емовпливу) и сверхсложные (необходимость учета взаимосвязи.

6. По степени детерминированности

Операционные системы классифицируются на детерминированные, стохастические и смешанные

7. По характеру развития во временном масштабе

Различают дискретные, апериодические, периодические операционные системы

8. По информационной обеспеченностью

Рассматривают системы с полным количественным обеспечением, неполным количественным обеспечением, наличием качественной информации (и частично количественной), отсутствием ретроспективной информации

Рис 27. Типовые структуры иерархического управления

В большинстве операционные системы, которыми приходится управлять операционным менеджерам, относятся к категории сложных систем. Студентам следует рассмотреть характерные особенности операционной системы

Особенности операционных систем

1. Операционная система, особенно промышленные, финансовые, образовательные, технические, транспортные состоят из большого количества подсистем и элементов то же время любая из операционных систем представляет единую сист тему, которая состоит из технических средств, программно-вычислительного обеспечения, информационного обеспечения и персонала. Поэтому обобщенный анализ операционных систем требует учета состояния и связи ей всех составных частей системы и особенно влияния"человеческого факторачинника".

2 операционные системы решают комплекс разнообразных функциональных задач, в перечень которых могут входить:

o управления подготовкой производства;

o технико-экономическое поставки;

o оперативное управление производством;

o управления кадрами;

o управления финансами и тд

3 операционных системы в зависимости от их типа и структуры построения имеют сложную сеть передачи информации

4. Схема подчиненности звеньев операционных систем, как правило, является иерархической, т.е. в системе существуют верхние, нижние и промежуточные звенья

5 операционных системы имеют общую цель: создание продукции с одновременным предоставлением услуг на потребительском рынке

6. Существование"зоны обслуживания"или сегмента рынка для каждой операционной системы

7. Зависимость показателей функциональной эффективности и стоимости от структуры, типологии операционно?

Следует помнить, что рассмотренные особенности операционных систем вызывают необходимость особого подхода при исследовании их функционирования, проектирования и модернизации. От понимания операционной си истема в целом как внутренних, так и внешних ее функций, структуры передачи информации и управления системой зависит возможность операционного менеджера принимать"хорошие"решения, повышающие живущих ость и производительность, эффективность и рациональность последнейь останньої.

Для того, чтобы подкрепить и, так сказать, обобщить приобретенные теоретические знания практическим материалом, имеет смысл обработать информацию, помещенную в вставках (врезка) в учебниках. РЧейза,. Н. Д. Еквалай на а и. РФЯкобса, имеющих названия:"Красное, белое и бум","Последняя очередь", а также ознакомиться с ситуацией для анализа [52,. С45-47, 150-152]. Методология организации производства и особенности управлять ния функционирования операционных систем была и остается объектом пристального внимания отечественной экономической науки. С целью углубления знаний в этой сфере студенту можно обратиться к изданиям, в которых с формулируемых и изложены основополагающие законы организации операционных систем [37; 38], [114, с 13-17стем [37;38], [114, с. 13-171.

Разработка операционной стратегии (стр. 3 из 6)

ГЛАВА 2. СТРАТЕГИЧЕСКОЕ И ТАКТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ В ОПЕРАЦИОННОМ МЕНЕДЖМЕНТЕ

2.1. Стратегия и тактика – две составляющие успешного управления операционной системой

Стратегия операционной системы является одной из составных частей общей стратегии предприятия. Специфика стратегии операционной системы заключается в объекте управления, процедурах формирования стратегических приоритетов, а также в организационном построении стратегии операционной системы.

Стратегия операционной системы не может быть главным фактором выбора целей и приоритетов бизнеса. Стратегия операционной системы носит, в известном смысле слова, вспомогательный характер по отношению к общей стратегии. Такая особенность стратегии операционной системы, как привязка к внешним критериям, всегда должна соотноситься с внутренними критериями системы.

В отличие от общей стратегии, операционная стратегия не связана напрямую с факторами долгосрочных изменений внешней среды. Операционная стратегия требует, чтобы наша система была «разумно изолирована от случайных колебаний и скачков внешней среды» [8, с. 89].

Факторы внешней среды — детерминирующие долгосроч­ные тенденции развития бизнеса — воздействуют на операционную систему опосредованно через цели и механизмы общей стратегии бизнеса.

Особая роль операционной стратегии в том, что минимально необходимая долгосрочная стабильность функционирования операционной системы является необходимым условием построения общей стратегии [8, с. 89].

Стратегия операционной системы может рассматриваться как особая зона стратегических приоритетов (рыночные приоритеты, организационные приоритеты и др.).

Операционная система не может отвечать за планирова­ние и реализацию инноваций, за существенные изменения в рыночной ориентации фирмы (хотя она не отрицает такие процессы). Критерий успешной работы — не инновации, а разумная стабильность. В некоторых видах бизнеса иннова­ционная и финансовая стороны переплетены, но это не озна­чает отсутствие упомянутого выше различения критериев.

Это обстоятельство существенно усложняет критерии управления и требует от руководителя особых приемов и методов управления операционной системой.

Стабильность операционной системы как базисная стра­тегия порождает ряд частных практических различий в срав­нении с общей стратегией бизнеса.

В дополнение к операционной стратегии, тактика представляет собой способ текущей организации управленческих функций, обеспечивающей поэтапную и текущую реализацию стратегии операционной системы.

С другой стороны, тактика является непосредственным организационным выражением основной технологии операционной системы.

Если в стратегии системы мы опосредованно соприкасаемся с долгосрочными факторами изменения внешней среды, то в тактике эта связь проявляется уже как дважды опосредованная.

Тактика управления операционной системой строится, прежде всего, на четких критериях стабильности и равновесия системы. Главную роль играют критические параметры операционной системы. Кроме того, тактика еще строится и на регулярном или непрерывном отслеживании потенциально критических параметров операционной системы.

Полномочия тактического звена управления позволяют ему самостоятельно реагировать на возникающие отклонения. В случае если этих полномочий недостаточно, информация оперативно передается на вышестоящий уровень управления.

Взаимная обусловленность стратегии и тактики управления операционной системой включает в себя еще и такой существенный аспект, как разрыв и несовпадение. В общем случае, скорее всего, не существует абсолютно достаточных методик и процедур взаимного перевода стратегических целей и задач и тактических целей и задач. В противном случае не существовало бы проблемы падения текущей эффективности операционной системы.

В случае существенных изменений операционной системы задача руководителя заключается в следующем:

1) выявление неустранимого разрыва между двумя уровнями — стратегическим и тактическим;

2) его управленческой интерпретации;

3) планирование и использование минимально необходимых мер профилактики негативных последствий этого разрыва.

К негативным последствиям здесь следует отнести необоснованное распространение тактических критериев и процедур на стратегический уровень или прямое вменение стратегических обязанностей тактическому уровню управления операционной системой.

2.2. Организация стратегии операционной системы

Временной горизонт операционной стратегии всегда меньше временного горизонта обшей стратегии на величину D t (разница между минимально необходимым временем стабильности операционной системы и временем наступления существенных инноваций).

Руководитель не может обеспечить одновременно и высокую техническую эффективность операционной системы, и ее требование изменения. С точки зрения практического управления лучше всего максимально растянуть во времени процесс изменений с тем, чтобы не потерять управляемость операционной системой. Но слишком длительное затягивание этого процесса может приобрести характер необратимого ухудшения системы.

Искусство руководителя заключается в том, чтобы найти баланс между минимально необходимой стабильностью системы и ее изменением. Практически это требование реализуется путем формирования двух групп стратегических полномочий:

1) базисные полномочия операционной системы передаются первому заместителю;

2) полномочия, связанные с принятием решения на изменение ценой снижения текущей эффективности, остаются у первого руководителя.

Формулировка стратегии операционной системы подразумевает ее разбиение на две подгруппы целей: стабильные цели и изменчивые цели.

Практическая организация стратегии требует двух различных типов менеджмента.

При вертикальной системе организации полномочий преобладают контрольные, плановые и нормативные функции. Задачей организации стратегии являются условия оптимизации или минимизации данных функций.

Количество и содержание контрольных функций в рамках операционной стратегии должно быть близким к минимально необходимому, то есть таким, которое позволяет сохранять управляемость операционной системой. Главное в стратегии операционной системы не ее подконтрольность, а ее управляемость, то есть реальная достижимость целей системы. Система может быть абсолютно подконтрольной, но неуправляемой; система может быть управляемой, но включать в себя неподконтрольные процессы (например, процессы, лежащие на стороне человеческого фактора). Этот фактор практически предоставляет руководителю широкое поле для искусства управления людьми и процессами.

Выбор между четким соответствием должностного расписания реальной квалификации и профессиональной подготовки работников с одной стороны, и желательностью и полезностью включения в систему работников с творческими способностями — с другой, является прерогативой руководителя. Операционная система на первое место ставит первую часть этой задачи. Творческий компонент является необходимой предпосылкой стабильности операционных функций в условиях текущих изменений.

Стратегия операционной системы формулируется и утверждается как составная часть общего стратегического плана. Поэтому ни одна задача операционной стратегии не может вступать в прямое противоречие с хотя бы одной задачей и целью общей стратегии.

Процесс изменений включает изменение критериев и коррекцию управленческой структуры. Особая сложность данной ситуации для организации управления заключается в возникновении двух параллельных вертикалей. Вторая, вновь возникающая вертикаль — это особые полномочия первого руководителя. Чаще всего это приводит к смещению первичной вертикали на один уровень вниз.

Возникновение новой вертикали требует еще и некой горизонтальной перемычки между двумя вертикалями. В результате возникает вариант проектной или матричной структуры управления. Ее характерной особенностью является феномен двойного подчинения. Такого рода структура является едва ли не единственно приемлемой в управлении изменяющейся системой. Но в то же время такая структура порождает управленческие конфликты, поскольку отрицает принцип единоначалия. А это ведет к пересечению зон ответственности, что порождает неопределенность полномочий. Все это обязательно снижает текущую эффективность управления, поэтому инновационные управленческие структуры следует рассматривать как временные, которые обязательно демонстрируются после завершения перемен.

2.3. Стратегические и тактические решения операционного менеджмента в управлении операционной системой

Операционный менеджер по своему положению находится у истоков формирования миссии и стратегии операционной системы и эффективного регулирования ее ресурсами. И, естественно, разработка эффективной операционной стратегии зависит от «хороших» стратегических и тактических решений операционного менеджера. В данном случае стратегические решения имеют тенденцию к долгосрочным приложениям, а тактические – к краткосрочным, то есть их можно существенно изменять, трансформировать, модифицировать в довольно короткие периоды. Поэтому следует выделить отдельно решения стратегического и решения тактического уровней:

Область стратегических решений:

- Конструкция товара;

- Структура и содержание процесса;

- Выбор местоположения;

- Человеческие ресурсы;

- Поставки.

Область тактических решений:

- Запасы;

- Составление расписаний;

- Управление качеством;

Три условия существования вредоносных программ

Операционная система или приложение могут подвергнуться вирусному нападению, если они обладают возможностью запустить программу, не являющуюся частью самой системы или приложения. Данному условию удовлетворяют все популярные «настольные» операционные системы, многие офисные приложения, графические редакторы, системы проектирования и прочие программные комплексы, имеющие встроенные скриптовые языки.

Компьютерные вирусы, черви, троянские программы существуют для десятков операционных систем и приложений. В то же время имеется огромное количество других операционных систем и приложений, для которых вредоносные программы пока не обнаружены. Что является причиной существования вредных программ в одних системах и отсутствия их в других?

Причиной появления подобных программ в конкретной операционной системе или приложении является одновременное выполнение следующих условий:

  • популярность, широкое распространение данной системы;
  • документированность — наличие разнообразной и достаточно полной документации по системе;
  • незащищенность системы или существование известных уязвимостей в её безопасности и приложениях.

Каждое перечисленное условие является необходимым, а выполнение всех условий одновременно является достаточным для появления разнообразных вредоносных программ.

Условие популярности системы необходимо для того, чтобы она попалась на глаза хотя бы одному компьютерному хулигану или хакеру. Если система существует в единичных экземплярах, то вероятность её злонамеренного использования близка к нулю. Если же производитель системы добился её массового распространения, то очевидно, что рано или поздно хакеры и вирусописатели попытаются воспользоваться ей в своих интересах.

Напрашивается естественный вывод: чем популярнее операционная система или приложение, тем чаще она будет являться жертвой вирусной атаки. Практика это подтверждает — распределение количества вредоносного программного обеспечения для Windows, Linux и MacOS практически совпадает с долями рынка, которые занимают эти операционные системы.

Наличие полной документации необходимо для существования вирусов по естественной причине: создание программ (включая вирусные) невозможно без технического описания использования сервисов операционной системы и правил написания приложений. Например, у обычных мобильных телефонов конца прошлого и начала этого столетия подобная информация была закрыта — ни компании-производители программных продуктов, ни хакеры не имели возможности разрабатывать программы для данных устройств. У телефонов с поддержкой Java и у «умных» телефонов есть документация по разработке приложений — и, как следствие, появляются и вредоносные программы, разработанные специально для телефонов данных типов.

Уязвимостями называют ошибки («дыры») в программном обеспечении, как программистские (ошибка в коде программы, позволяющая вирусу «пролезть в дыру» и захватить контроль над системой), так и логические (возможность проникновения в систему легальными, иногда даже документированными методами). Если в операционной системе или в её приложениях существуют известные уязвимости, то такая система открыта для вирусов, какой бы защищённой она ни была.

Под защищенностью системы понимаются архитектурные решения, которые не позволяют новому (неизвестному) приложению получить полный или достаточно широкий доступ к файлам на диске (включая другие приложения) и потенциально опасным сервисам системы. Подобное ограничение фактически блокирует любую вирусную активность, но при этом, естественно, накладывает существенные ограничения на возможности обычных программ.

Примеров широко известных защищенных многофункциональных и открытых операционных систем и приложений, к сожалению, нет. Частично удовлетворяет требованию защищенности Java-машина, которая запускает Java-приложение в режиме «песочницы» (строго контролирует потенциально опасные действия приложения). И действительно, «настоящих» компьютерных вирусов и троянских программ в виде Java-приложений не было достаточно долгое время (за исключением тестовых вирусов, которые были практически неработоспособны). Вредоносные программы в виде Java-приложений появились лишь тогда, когда были обнаружены способы обхода встроенной в Java-машину системы безопасности.

Примером широко используемых защищённых систем могут служить операционные системы в мобильных телефонах (не в «умных» смартфонах и без поддержки загружаемых извне Java-программ). Но в них невозможно установить новые программы, нет документации для их разработки, то есть, функционал системы серьезно ограничен, нет возможности его наращивания. Но зато нет и вирусов.

Другим примером платформы, закрытой для вирусов, является платформа BREW. В мобильные телефоны на этой платформе устанавливаются только сертифицированные приложения (используется крипто-подпись) и строго через провайдера мобильной связи. К разработке приложений для BREW привлекаются сторонние компании-разработчики, существует подробная документация по разработке. Однако для каждого приложения необходимо получить сертификат, что снижает скорость разработки, усложняет её бизнес-процессы. В результате данная система не может похвастаться большой популярностью и обилием приложений по сравнению с конкурирующими предложениями.

Сложно представить, что бы было, если бы настольные системы типа Windows или MacOS были построены на тех же принципах. Существенно бы усложнилась (или даже просто стала бы невозможной) разработка программного обеспечения независимыми компаниями, значительно бы обеднел спектр различных интернет-услуг, скорость работы бизнес-процессов была бы заметно ниже. Мир был бы другим — беднее, скучнее и медленнее. Таким образом, ущерб от вирусных атак можно рассматривать как плату за то, что мы живём в динамичном мире, в мире информации и высоких скоростей.

Операционная система

: потребности и функции

Здесь представлена ​​некоторая информация об операционной системе вашего ПК.

Определение операционной системы: -

Операционная система - важный компонент компьютерной системы. Это большой набор больших и сложных программ, которые действуют как интерфейс между аппаратным обеспечением компьютера и его пользователем. Он служит двум целям, интерпретируя инструкции пользовательской программы для оборудования, а также предоставляя услуги координации, необходимые для того, чтобы группа пользователей могла эффективно совместно использовать ресурсы компьютерной системы.

Требуется операционная система:

Раньше пользователю приходилось разрабатывать приложение в соответствии с внутренней структурой оборудования. Операционная система была необходима для того, чтобы пользователь мог разрабатывать приложение, не касаясь деталей внутренней структуры компьютера. В общем, граница между аппаратным и программным обеспечением прозрачна для пользователя.

Использование операционной системы:

  1. Простое взаимодействие между человеком и компьютером.
  2. Автоматический запуск компьютера при включении питания.
  3. Загрузка и планирование пользовательской программы.
  4. Управление вводом и выводом.
  5. Контроль выполнения программы.
  6. Управление использованием основной памяти.
  7. Обеспечение безопасности пользователей программы.

Функции операционной системы:

Основные функции, выполняемые большинством современных операционных систем, следующие: -

1. Управление процессами: - Модуль управления процессами операционной системы заботится о создании и удалении процессов, планировании различных системных ресурсов для различных процессов, которые их запрашивают, и обеспечивает механизм для синхронизации и обмена данными между процессами.

2. Управление памятью: - Модуль управления памятью операционной системы заботится о распределении и перераспределении пространства памяти для различных программ, нуждающихся в этом ресурсе.

3. Управление файлами: - компьютер использует много данных и программ, которые хранятся на вторичных запоминающих устройствах. Функции управления файлами операционной системы. Включает в себя отслеживание всех различных файлов и поддержание целостности данных, хранящихся в файлах, включая структуру файловых каталогов.

4. Безопасность: - Модули безопасности операционной системы защищают ресурсы и информацию компьютерной системы от разрушения и несанкционированного доступа.

5. Интерпретация команд: - Модуль интерпретации команд операционной системы заботится об интерпретации пользовательских команд и направляет системные ресурсы для обработки запросов. В этом режиме взаимодействия с системой пользователь обычно не слишком озабочен аппаратными деталями системы.

6. Управление вводом / выводом или устройством: - координация и управление различными устройствами ввода и вывода является важной функцией операционной системы. Это включает получение запроса на прерывания ввода-вывода и обратную связь с запрашивающим процессом.

7. Управление заданиями: - Когда пользователь хочет запустить прикладную программу, он должен связаться с операционной системой, сообщая ей, что делать. Он делает это, используя язык управления заданиями операционной системы или JCL. JCL состоит из ряда команд операционной системы, называемых системными командами, которые управляют функционированием операционной системы.

Продолжайте читать…

Зачем нужна операционная система?

  • Что такое операционная система?

    Операционные системы

    Операционная система с точки зрения вычислений - это базовое программное обеспечение, которое позволяет компьютеру работать. Для ...

  • Что такое операционная система, ядро ​​и оболочка?

    Операционные системы

    Ядро - это часть операционной системы, которая напрямую взаимодействует с аппаратным обеспечением компьютера через. ..

  • Защита файлов данных операционной системы - почему это важно?

    Операционные системы

    Защита файлов данных операционной системы посредством аутентификации очень важна. Файл может быть любым важным ...

  • Что такое операционная система? Дайте два примера

    Операционные системы

    Операционная система - это промежуточный уровень между аппаратным уровнем компьютера и высоким уровнем...

  • В чем разница между режимом ядра и режимом пользователя? Почему разница важна для операционной системы?

    Операционные системы

    Операционная система назначает некоторые привилегии и ограничения для различных типов программ, работающих на ней ....

  • Почему необходимо разрабатывать архитектуру системы до написания спецификаций?

    Компьютерные науки

    Почему необходимо разрабатывать архитектуру системы до написания спецификаций ?...

  • Объясните, почему необходимо разработать архитектуру системы до написания спецификаций. ?

    Компьютерные науки

    Архитектура должна быть разработана до написания спецификаций, потому что • предоставить средства ...

  • Зачем нужен английский?

    Литература и язык

    Потому что это международный язык....

  • Что такое перегрузка оператора и почему необходимо перегрузить оператора?

    Программирование

    Если вы хотите выполнять арифметические функции с объектами класса, то мы должны использовать оператор перегрузки ...

  • Зачем нужна транскрипция?

    Генная инженерия

    Транскрипция - это первый шаг в протеине, но также и стадия синтеза.Транскрипция ...

  • Операционные системы | Информационные системы

    Введение

    ПК конечного бизнес-пользователя довольно часто предоставляет ряд различных прикладных программ, но не имеет инструментов для разработки программ. Также возможно (хотя и маловероятно), что ПК программиста может предоставлять только инструменты разработки, а не другие коммерческие приложения. Но единственное, что обязательно будет на всех этих машинах, - это операционная система (ОС).Операционная система - это важная часть программного обеспечения, которая находится практически на каждом компьютере. Он позволяет компьютеру запускать несколько различных приложений одновременно и совместно использовать ресурсы, такие как принтеры, между несколькими разными пользователями, одновременно выполняя те функции, которые имеют решающее значение для правильной работы компьютерной системы, независимо от того, какие из них приложение запущено.

    Для разных типов компьютеров могут потребоваться разные операционные системы.Большинство мэйнфреймов имеют проприетарную операционную систему, такую ​​как IBM MVS или Siemen BS2000. На противоположном конце рынка мы обнаруживаем, что ведущей операционной системой для IBM-совместимых персональных компьютеров является Microsoft Windows (почти заменившая свою предшественницу MS-DOS), хотя Mac-OS и варианты Unix, такие как Linux, также имеют сильные последователи.

    Рисунок 5-4: Некоторые компоненты операционной системы

    Современные операционные системы - это настоящее чудо инженерной мысли, и они считаются одними из самых сложных артефактов, созданных людьми.Их сложность проистекает из растущего числа функций, которые требуется выполнять операционной системе.

    Многозадачность

    Современные компьютеры обрабатывают множество приложений одновременно: вы можете загружать файл из Интернета одновременно с обновлением электронной таблицы, встроенной в текстовый документ (в то время как ваш антивирусный сканер работает в фон). Каждое приложение должно совместно использовать ЦП, основную память и все периферийные устройства.ОС следит за тем, чтобы все конфликты были разрешены, и каждое приложение получало справедливую долю общих ресурсов, часто в соответствии с определенным графиком приоритетов. Поэтому важной задачей является правильное планирование различных задач. ОС также гарантирует, что некорректное поведение приложений не повлияет на целостность других приложений и их данных. (Кстати, когда одна прикладная программа выполняет несколько задач одновременно, это называется многопоточностью.)

    Многопользовательское управление

    За исключением персонального компьютера, компьютеры имеют более одного пользователя одновременно - типичному мэйнфрейму, возможно, придется обрабатывать многие тысячи одновременных пользователей.Каждый из пользователей может работать с другим приложением (см. Многозадачность), но не будет готов ждать, пока другие пользователи закончат свои задачи. Таким образом, ОС следит за тем, чтобы каждый пользователь получал справедливую долю ЦП мэйнфрейма, разделяя каждую секунду на крошечные доли и распределяя их между разными пользователями. Кроме того, у каждого пользователя может быть свой профиль с точки зрения доступа к определенным периферийным устройствам и данным. Это требует сложной безопасности и управления данными.

    Управление памятью

    Помимо ЦП, первичная память часто является самым дорогим и дефицитным компонентом компьютерной системы. Эффективное управление памятью - ключевой компонент любой ОС, особенно в многозадачной и многопользовательской среде. Вероятность того, что памяти достаточно для загрузки всех данных и программного обеспечения одновременно для всех пользователей, крайне мала. На практике используется технология виртуальной памяти, при которой доступный объем основной памяти расширяется за счет использования вторичных запоминающих устройств, обычно жесткого диска. Во время типичного выполнения программы не требуются сразу все программные инструкции и данные.ОС будет выгружать все неиспользуемое программное обеспечение и сегменты данных на диск, пока они действительно не потребуются.

    Управление вторичным хранилищем

    Всем приложениям требуется дисковая память - хотя бы для хранения самого программного обеспечения. ОС предоставляет стандартные процедуры доступа к вторичным дисковым устройствам хранения. Он будет отслеживать имена файлов данных и программ, их физическое расположение и выполнять общие функции, такие как копирование, стирание или резервное копирование данных. Это также делает различия в физическом оборудовании настолько прозрачными, насколько это возможно: файл данных будет одинаковым для приложения, независимо от того, загружаются ли данные с дискеты, жесткого диска или оптического CD-ROM.

    Периферийный манипулятор

    Помимо управления памятью и вторичными устройствами хранения, ОС обычно также отвечает за работу с другими периферийными устройствами. Опять же, главная цель - избавить приложение от необходимости обслуживать множество различных возможных устройств ввода и вывода. Благодаря ОС программе (разработчику) не нужно учитывать различия между трекболом, мышью или другим указывающим устройством. ОС также гарантирует, что ваш документ будет напечатан правильно, независимо от того, подключен ли у вас цветной струйный, лазерный или матричный принтер с низкой матрицей.Точно так же отдельным программам больше не нужно беспокоиться о разрешении или возможностях монитора вашего компьютера. Важным элементом снова является то, что приложениям не нужно беспокоиться о фактическом оборудовании, подключенном к компьютерной системе. Обычно это достигается с помощью драйверов устройств, небольших программных программ, которые становятся частью операционной системы и помогают ей правильно взаимодействовать с конкретными аппаратными устройствами. Драйверы для популярных или стандартных устройств обычно уже включены в операционную систему.Более эзотерические или очень новые аппаратные устройства будут поставляться с отдельным диском, содержащим соответствующие драйверы устройств. Затем они должны быть установлены как часть операционной системы одновременно с подключением оборудования.

    Управление коммуникациями

    Программное обеспечение

    Communications позволяет компьютеру распознавать присутствие других машин в сети, а также предоставлять или ограничивать доступ к локальным файлам. Он также управляет сетевым трафиком, отслеживая линии связи и диагностируя проблемы, а также отправляя и получая данные на удаленные устройства и с них.В то время как операционные системы ПК включают в себя некоторые базовые сетевые и коммуникационные средства, сетевые операционные системы (NOS), такие как Novell и Unix, предоставляют сложные инструменты управления для больших сетей.

    Пользовательский интерфейс

    До конца 1980-х годов операционные системы были ориентированы на эффективное управление ресурсами, задачами и вторичным хранилищем. Популярность персональных компьютеров привела к тому, что в мир вычислений вошел целый класс менее технических конечных пользователей. Это вынудило ИТ-отрасль разработать более удобный графический пользовательский интерфейс, и пользовательский интерфейс быстро становится важной частью операционных систем микрокомпьютеров.Различные типы пользовательского интерфейса уже обсуждались ранее в этой главе.

    Системные утилиты

    Являясь логическим продолжением операционной системы, часто требуются дополнительные системные утилиты для обеспечения правильного и оптимального использования компьютера. Некоторые системные утилиты могут быть предоставлены вместе с операционной системой, в то время как другие продаются независимыми сторонними поставщиками. Ряд системных утилит ориентирован на улучшение функциональности операционной системы (например. грамм. лучшее управление жестким диском), в то время как другие предоставляют дополнительные функции (например, антивирусное программное обеспечение или программное обеспечение для шифрования). Другими примерами системных утилит являются редакторы, дополнительные утилиты безопасности, мониторы производительности, средства просмотра файлов, программное обеспечение для сжатия данных и т. Д.

    Обновление операционной системы и программного обеспечения: полное руководство

    Все владельцы компьютеров имеют разные предпочтения в отношении обновления своих компьютеров.

    Автоматические обновления, обновления вручную, нажимайте IGNORE каждый раз, когда появляется запрос на обновление, пока компьютер не перестанет работать - у всех есть привычка.

    Независимо от того, являются ли обновления обычными обновлениями программного обеспечения или обновлением всей операционной системы, обычно рекомендуется автоматически обновлять ваш компьютер.

    Единственные случаи, когда вы хотите, чтобы ваш компьютер не обновлялся автоматически:

    • Если вы используете периферийные устройства (например, музыкальную студию), которые могут не поддерживаться последними обновлениями немедленно
    • Обнаружена ошибка безопасности
    • Ограничивает текущее использование вашего компьютера, например, если ваши компоненты устарели и не могут поддерживать новое программное обеспечение.

    Мы рассмотрим эти и другие темы в нашем полном руководстве по обновлению операционной системы .

    Что такое операционная система?

    Что касается программного обеспечения, операционная система считается самой важной из всех работающих в любой компьютерной системе.

    В самом общем смысле операционная система или ОС - это программное обеспечение, которое позволяет пользователям запускать другое программное обеспечение или приложения на компьютере.

    ОС управляет процессами и памятью компьютерной системы, а также ее аппаратным и программным обеспечением.

    Хотя приложение может напрямую взаимодействовать с оборудованием, большое количество приложений создается для использования с ОС.

    ОС также отвечает за управление аппаратными ресурсами вычислительного устройства, включая:

    • Устройства ввода (мышь, клавиатура, веб-камера)
    • Устройства вывода (монитор, принтер, проектор)
    • Сетевые устройства (модем, роутер, сервер)
    • Устройства хранения (внутренние и внешние жесткие диски)

    Будет справедливо сказать, что компьютер был бы совершенно бесполезен без операционной системы.

    Почему обновления программного обеспечения так важны?

    Пропустить обновления программного обеспечения легко, поскольку они могут занять несколько минут вашего времени.К тому же просто кажется, что они не так уж и важны.

    Что ж, пропуск обновлений системы и программного обеспечения может быть дорогостоящей ошибкой. Вот основные причины, по которым вы должны обновлять свою ОС и программное обеспечение.

    1. Компьютерная безопасность

    По данным Microsoft, около 50% взрослых онлайн-пользователей стали жертвами киберпреступлений, и каждый пятый малый и средний бизнес стал объектом нападения.

    Если большая часть вашей жизни хранится в цифровом виде, имеет смысл только предпринять дополнительные меры для защиты вашей системы.Некоторые вирусы и вредоносные программы могут удерживать ваш компьютер с целью выкупа или уничтожить вашу систему.

    Помимо наличия хорошего антивирусного / вредоносного приложения, обновление вашей операционной системы - верный способ повысить вашу цифровую безопасность.

    Например, Microsoft хорошо обновляет Защитник Windows, антивирусный компонент Windows.

    Обновление вашей операционной системы также устраняет все дыры в безопасности и уязвимости, которые могут быть использованы для злонамеренных атак.

    В очень редких случаях обновление создает уязвимость в системе безопасности, но обычно она быстро исправляется.На таких сайтах, как Twitter и Reddit, обычно появляются самые свежие новости об уязвимостях безопасности после исправлений операционной системы.

    1. Повышенная совместимость с приложениями

    Если ваша операционная система устарела или вы просто продолжаете пропускать эти «надоедливые» предупреждения, есть большая вероятность, что установленные вами программы просто перестанут работать.

    Новые приложения создаются и обновляются для работы в современных системах.Под современными мы подразумеваем новейшие и лучшие компьютерные системы.

    Обновление операционной системы Windows гарантирует правильную работу ваших программ и отсутствие проблем с совместимостью.

    1. Не упустите новые интересные возможности

    Обновления ОС и программного обеспечения не только включают в себя скучные улучшения производительности и исправления ошибок - они также могут содержать забавные новые вещи.

    Разработчики программного обеспечения постоянно думают о способах включения новых функций, которые могут значительно улучшить взаимодействие с пользователем.

    Например, совсем недавно Microsoft добавила новые функции для обновления Windows 10 October 2018 Update, такие как возможность отправлять текстовые сообщения Android с вашего ПК, функцию Snip & Sketch и темный режим.

    1. Не забудьте драйверы устройств

    Как уже упоминалось, ОС является менеджером аппаратных ресурсов системы. Как и в случае с обновлениями ОС, важно обновлять драйверы устройств.

    Устаревшие драйверы могут привести к таким проблемам, как:

    • Нестабильная система
    • Оборудование не отвечает
    • Неэффективные / медленные устройства
    • Системные ошибки

    Самое сложное в драйверах - это знать, когда и как обновлять. ОС Windows поставляется с утилитой, которая может обновлять драйверы устройств.

    Однако те, кто пробовал его использовать, знают, что это довольно громоздко.

    Если вы ищете простой способ обновить драйверы устройств в вашей системе, вам следует загрузить поддержку драйверов.

    Эта утилита для работы с драйверами сканирует вашу систему на наличие устаревших драйверов и автоматически загружает и устанавливает последние версии.

    Попробуйте этот ярлык для экономии времени
    Начать использование поддержки драйверов | ONE сегодня и сэкономьте время и нервы, решая типичные проблемы с устройствами Windows.Программа проведет инвентаризацию вашего компьютера для всех активных типов устройств, которые мы поддерживаем при установке. После полной регистрации сервис автоматически обновит драйверы.
    Загрузить драйверы поддержки

    Обновите операционную систему компьютера

    Некоторые обновления, которые необходимо сделать, относятся к программному обеспечению ПК, а не только к операционной системе. Постоянное обновление программного обеспечения может помочь ОС работать бесперебойно.

    Пропустить уведомление об обновлении программного обеспечения может быть легко - вы думаете, что не забудете вернуться к нему, - но большинство из них не делают этого.

    Фактически, отказ от обновления вашего компьютера может замедлить его настолько же, насколько и отказ от обновления вашей операционной системы.

    Если у вас есть компания с потенциально уязвимой информацией, регулярное обновление программного обеспечения может обеспечить безопасность вашей информации.

    В некоторых случаях хакерам удавалось проникнуть в бизнес-системы и украсть личную информацию о клиентах, потому что кто-то просто игнорировал сообщение об обновлении программного обеспечения.

    Даже домашние пользователи подвергаются риску и никогда не должны оставлять свои операционные системы устаревшими надолго.

    Люди хранят на своих домашних компьютерах всевозможную информацию, которая может быть использована хакерами для нанесения серьезного вреда. Следите за тем, чтобы с вами этого не случилось, регулярно обновляя операционную систему.

    Конечно, безопасность - не единственная причина, по которой вам следует постоянно обновлять операционную систему. Кроме того, обновления операционной системы часто улучшают общую производительность вашего компьютера.

    Как обновить операционную систему Windows ПК

    с Windows имеют относительно частые обновления, и из-за соображений безопасности важно не отставать от них регулярно.

    В рамках этих мер безопасности Windows добавит новые средства защиты от вредоносных программ, исправит любые дыры в системе и добавит дополнительные функции безопасности во время обновления операционной системы.

    Однако выбора обновления вручную может быть недостаточно для обеспечения бесперебойной работы.

    Если вообще не обновлять ОС Windows, это может вызвать как краткосрочные, так и долгосрочные проблемы. Самым простым способом обеспечить безопасность работы вашего компьютера будет установка автоматических обновлений из Windows.

    С ними может быть сложно работать, потому что они будут обновляться, когда захотят.Однако, если вы рассчитываете время правильно, например, во время обеденного перерыва, компьютер может завершить обновление, когда вы вернетесь.

    Для настройки автоматического обновления в ОС вашего ПК с Windows требуется всего два простых шага:

    1. Начните с нажатия кнопки «Пуск» или «Windows» на экране компьютера и введите «Центр обновления Windows» в строке поиска. Нажмите Enter после.

    1. Щелкните параметр «Изменить настройки», выберите «Автоматическая установка обновлений» и нажмите «ОК» для завершения.После обновления ОС ПК потребуется перезагрузка.

    После настройки автоматических обновлений вам не придется каждый раз обновлять их вручную.

    Некоторые версии ОС Windows, например Windows 10, по умолчанию обновляются автоматически. Однако это не всегда работает, и вы можете проверить правильность его работы. Для этого откройте меню «Пуск» и найдите «Настройки Центра обновления Windows».

    Оттуда вы захотите выбрать дополнительные «Параметры» в нижней части экрана.Наконец, выберите параметр автоматического обновления ОС в раскрывающемся меню, если он еще не выбран. Пока он выбран, вы можете приступить к работе и вам не придется возиться с обновлением ОС самостоятельно.

    Однако имейте в виду, что более старые версии Windows требуют, чтобы вы выбирали автоматическое обновление ОС вручную, используя шаги, подобные описанным выше.

    Обновите Mac OS

    Иметь Mac - это здорово, вы получаете в свое распоряжение мощную вычислительную мощность, не говоря уже об элегантном дизайне их моделей.

    Обновление операционной системы может показаться утомительной деталью, но это важная часть поддержания вашей машины в надлежащем рабочем состоянии.

    Обновление Mac OS не только обновляет компьютер, но и обновляет стандартные приложения Apple, такие как Safari, iTunes и многие другие.

    Mac также имеет функцию, которая позволяет вам также настраивать автоматические обновления, так что в будущем вам не о чем беспокоиться. Вы можете легко настроить автоматические обновления для Mac OS, выполнив несколько быстрых шагов:

    1. Щелкните «Системные настройки» в меню Apple (или значок яблока), затем щелкните «Обновление программного обеспечения», чтобы проверить, доступны ли какие-либо.

    1. Если они доступны, нажмите «Обновить сейчас». Если доступных обновлений нет, значит, на вашем компьютере установлена ​​последняя версия. Она, вы также увидите возможность настроить автоматические обновления.

    Иногда экран, сообщающий вам, когда доступны новые обновления программного обеспечения от Apple, появляется сам по себе.

    В этом случае все, что вам нужно сделать, это установить флажки рядом с нужными обновлениями и нажать кнопку «Установить».

    Если обновление Mac OS вручную не является чем-то, что вы хотите отслеживать или повторять, вы можете изменить настройки, чтобы разрешить автоматические обновления ОС в будущем.

    Выбор автоматического выполнения обновлений ОС на Mac - отличный способ сэкономить время и позволяет продолжать использовать компьютер, не тратя время на его обновление самостоятельно.

    Чтобы выбрать автоматическое обновление ОС на Mac, установите флажок в нижней части экрана, который появляется каждый раз, когда доступно обновление программного обеспечения.

    Это позволит не только автоматически обновлять Mac OS, но и обновлять:

    • Почта
    • Сообщения
    • Календарь
    • FaceTime
    • Фото

    Что делать после обновления системы Windows

    После обновления операционной системы ваш компьютер может вести себя немного странно - программное обеспечение находится в новых местах, в вашем реестре будут новые и другие значения.

    Возможно, ваши драйверы работают некорректно, так как они были установлены в другой операционной системе.

    Первым и наиболее важным шагом после установки новой версии Windows, будь то из обновления или новой установки, является обновление всех ваших драйверов, чтобы гарантировать, что ваш Интернет, мониторы, контроль температуры и другие необходимые компоненты вашего компьютера работают правильно.

    Обновление драйверов устройств вручную

    Теперь, когда вы знаете, насколько важно обновлять драйверы вашего устройства, вам нужно знать, как поддерживать их работоспособность самостоятельно.

    Выполнение этих обновлений вручную - это рутинная работа, которая включает в себя ряд шагов, которые могут легко усыпить или, что еще хуже, расстроить вас до крика на ваше устройство.

    Драйверы

    Device можно обновить вручную на компьютере с Windows, перейдя в «Диспетчер устройств». Начните с вызова «Диспетчера устройств» из меню «Пуск».

    Отсюда вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши на компонентах оборудования, для которых установлены драйверы.

    Если щелкнуть правой кнопкой мыши драйверы устройств, появится небольшое меню.Выберите «Свойства», и вы будете перенаправлены на другой экран с возможностью обновления драйвера.

    После выбора драйверов для обновления необходимо перезагрузить компьютер, чтобы обновления вступили в силу.

    К сожалению, выполнение всего этого может стоить вам много драгоценного времени, которое вы могли бы потратить на то, что вам действительно нравится.

    Невыносимая утомительность процесса обновления драйверов вручную заставляет многих выбирать программное обеспечение, которое может выполнять эти обновления автоматически.

    Устройства автоматического обновления

    В сегодняшнем загруженном мире никто не хочет, чтобы его отвлекали такие трудоемкие процессы, как обновление драйверов устройств на своих машинах вручную.

    Во-первых, вы должны определить, какие драйверы необходимо обновить, и отслеживание их всех может раздражать.

    На самом деле выполнение обновлений вручную может вызывать разочарование и отнимать слишком много времени, которое многие люди сегодня не могут позволить себе тратить на такие простые, но необходимые задачи.

    Вместо того, чтобы проходить через все это, вы можете воспользоваться преимуществами программных решений, которые автоматически обновляют драйверы устройств.

    Автоматические обновления - это путь будущего, потому что просто нет причин делать эти обновления вручную.

    Выбор автоматического обновления программного обеспечения

    Выбор программного продукта для установки автоматических обновлений драйверов может оказаться непростым.

    Сегодня на рынке так много похожих программных продуктов, которые конкурируют за ваш бизнес, поэтому выбор остается за покупателем, и это хорошая новость для вас.

    Ключевые элементы, на которые следует обратить внимание при обновлении драйверов устройств, включают надежность и простоту использования. Плата за программное обеспечение, которое не обнаруживает все устаревшие драйверы устройств, не стоит своих денег.

    Вы также хотите найти программное обеспечение, которое было бы удобным и простым в использовании. В конце концов, основная причина использования автоматического обновления программного обеспечения - избежать трудностей с обновлением драйверов вручную.

    Это означает, что программное обеспечение должно быть заметно проще в использовании, чем выполнять процесс обновления самостоятельно.

    Лучшие программные решения для этого - это те, которые предлагают автономный подход и работают в основном в фоновом режиме, без необходимости предпринимать какие-либо действия для его работы.


    Выберите решение, такое как поддержка драйверов

    Программное обеспечение для автоматического обновления драйверов должно уметь делать почти все, даже если вам не нужно пошевелить пальцем.

    Driver Support - это высоконадежное и простое в использовании программное решение, которое с 1996 года привлекает удовлетворенных клиентов.

    Программное обеспечение не только хорошо работает и выполняет свою работу, но и благодаря своей цене оно доступно для всех и превосходит конкурентов.

    Всего за 9,99 долларов в месяц вы можете наслаждаться свободой автоматического обновления драйверов устройств и спокойствием.

    Программные решения

    Slick, такие как поддержка драйверов, являются одним из самых простых и удобных способов оставаться в курсе важных обновлений драйверов устройств, которые могут повлиять на ваш компьютер независимо от операционной системы.

    Использование службы поддержки драйверов для обновления драйверов устройств на вашем ПК с Windows или Mac - это разумный и простой способ, если вы не хотите возиться с их обновлением самостоятельно.

    Попробуйте этот ярлык для экономии времени
    Начать использование поддержки драйверов | ONE сегодня и сэкономьте время и нервы, решая типичные проблемы с устройствами Windows. Программа проведет инвентаризацию вашего компьютера для всех активных типов устройств, которые мы поддерживаем при установке. После полной регистрации сервис автоматически обновит драйверы.
    Загрузить драйверы поддержки

    Установить поддержку драйверов Автоматически обновить

    Поскольку обновление вручную слишком утомительно, чтобы быть практичным для большинства людей, программные решения, такие как поддержка драйверов, являются лучшим вариантом.

    Программное обеспечение Driver Support не только экономит время, оно может помочь предотвратить проблемы с безопасностью, предотвратить раздражающие технические проблемы с вашей машиной и повысить производительность.

    Не все программы для обновления драйверов одинаковы - вы заслуживаете самого лучшего доступного программного обеспечения, обеспечивающего бесперебойную работу вашего компьютера.

    Делайте умные вещи и загрузите поддержку драйверов , ваша машина будет работать лучше, а вы сможете наслаждаться превосходной производительностью.

    Была ли эта статья полезной?

    Как программировать свои собственные операционные системы (ОС)

    На самом деле нет более сложных областей разработки, чем разработка операционных систем (ОС).Это «великая вершина программирования».

    Немногие программисты когда-либо пытаются создать ОС, и многие из тех, кто делает попытку, никогда не создают работающую систему.

    Однако, если вы дойдете до финиша и создадите функциональную операционную систему, вы попадете в элитную группу первоклассных программистов.

    Что такое операционная система?

    На самых ранних компьютерах не было операционных систем.

    Каждая программа, которая работала в этих ранних системах, должна была включать весь код, необходимый для запуска компьютера, связи с подключенным оборудованием и выполнения вычислений, для выполнения которых программа была предназначена.Эта ситуация означала, что даже простые программы были сложными.

    По мере того, как компьютерные системы диверсифицировались и становились все более сложными и мощными, писать программы, которые функционировали как операционная система и как полезное приложение, становилось все более непрактичным.

    В ответ отдельные владельцы мэйнфреймов начали разрабатывать системное программное обеспечение, упрощающее написание и выполнение программ, и родились операционные системы.

    Операционная система ( OS ) - это программное обеспечение, которое управляет аппаратным обеспечением компьютера и системными ресурсами и предоставляет инструменты, необходимые приложениям для работы.Рождение операционных систем означало, что больше не нужно было писать программы для управления всем объемом работы компьютера.

    Вместо этого компьютерные приложения могут быть написаны для запуска операционной системой, в то время как операционная система заботится о компьютерных ресурсах и подключенном периферийном оборудовании, таком как принтеры и устройства чтения перфокарт.

    Краткая история операционных систем

    Первая операционная система была создана General Motors в 1956 году для работы на одном мэйнфрейме IBM.Другие владельцы мэйнфреймов IBM последовали их примеру и создали свои собственные операционные системы.

    Как вы понимаете, самые ранние операционные системы сильно различались от одного компьютера к другому, и, хотя они действительно упрощали написание программ, они не позволяли использовать программы более чем на одном мэйнфрейме без полной перезаписи.

    В 1960-х годах IBM была первым производителем компьютеров, взявшим на себя задачу разработки операционных систем, и начала распространять операционные системы вместе со своими компьютерами.

    Однако IBM была не единственным производителем операционных систем в то время. Control Data Corporation, Computer Sciences Corporation, Burroughs Corporation, GE, Digital Equipment Corporation и Xerox также выпускали операционные системы для мэйнфреймов в 1960-х годах.

    В конце 1960-х была разработана первая версия операционной системы Unix. Написанная на C и находящаяся в свободном доступе в первые годы своего существования, Unix была легко перенесена на новые системы и быстро получила широкое распространение.

    Многие современные операционные системы, включая Apple OS X и все разновидности Linux, уходят своими корнями в Unix.

    Microsoft Windows была разработана в ответ на запрос IBM о предоставлении операционной системы для ее ряда персональных компьютеров.

    Первая ОС, созданная Microsoft, не называлась Windows, она называлась MS-DOS и была создана в 1981 году путем покупки операционной системы 86-DOS у Seattle Computer Products и модификации ее в соответствии с требованиями IBM.

    Имя Windows впервые было использовано в 1985 году, когда был создан графический интерфейс пользователя, связанный с MS-DOS.

    Apple OS X, Microsoft Windows и различные формы Linux (включая Android) сейчас занимают подавляющее большинство на рынке современных операционных систем.

    Части операционной системы

    Операционные системы состоят из двух основных частей:

    • Ядро;
    • Системные программы.

    Ядро - это сердце операционной системы. Это первая программа, загружаемая при запуске компьютера, она управляет ресурсами компьютера и обрабатывает запросы от системных программ и приложений.

    Системные программы запускают поверх ядра. Они не используются для выполнения полезной работы, вместо этого они представляют собой программы, необходимые для подключения ядра к пользовательским приложениям и периферийным устройствам. Драйверы устройств, файловые системы, сетевые программы и системные утилиты, такие как дефрагментаторы диска, - все это примеры системных программ.

    Прикладные программы не являются частью операционной системы и представляют собой программы, используемые для выполнения полезной работы. Приложения для обработки текста, браузеры и медиаплеер - это распространенные типы прикладных программ.Прикладные программы управляются и активируются ядром и используют системные программы для доступа к периферийным устройствам и оборудованию компьютера.

    Что нужно знать

    Список вещей, которые вам нужно знать перед тем, как приступить к разработке операционной системы, очень длинный. Прежде чем приступить к разработке ОС, вам необходимо усвоить три наиболее важных момента:

    • Базовые знания в области информатики;
    • Теория и передовой опыт компьютерного программирования;
    • Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования.

    Изучите информатику

    Разработка ОС

    - это не веб-разработка. Это не то, во что вы можете прыгнуть и чему-то научиться на ходу. Прежде чем переходить к другим темам, вам необходимо создать прочный фундамент в области информатики.

    Вот несколько ресурсов для начала:

    Coursera: Computer Science 101 - это курс, который вам следует пройти в первую очередь, если вы новичок в области компьютерного программирования и информатики.

    Если у вас есть немного знаний и опыта, пропустите этот курс и выберите Udacity в edX.Однако, если вы новичок в этой области, этот курс использует подход без предварительного опыта для введения тем в области информатики и программирования.

    Udacity: Intro to Computer Science использует подход веб-разработки для обучения информатике. Хотя этот курс не имеет прямого отношения к перспективе создания операционной системы, это надежный курс, который предоставляет полезную информацию и дает хорошее представление об основах компьютерного программирования.

    edX: Введение в информатику - самый полный и углубленный курс информатики в этом списке.Этот бесплатный курс для самостоятельного изучения был разработан Гарвардским университетом и отражает содержание одноименного курса, предлагаемого в кампусе Гарвардского университета.

    В этом обширном курсе вы узнаете об алгоритмах, структурах данных, управлении ресурсами, разработке программного обеспечения и познакомитесь с такими языками программирования, как C, PHP и JavaScript.

    Изучайте компьютерное программирование

    Обладая твердым знанием компьютерных наук и некоторым ограниченным опытом работы с языками программирования, следующим шагом будет научиться выполнять крупномасштабный проект по программированию.

    Udacity: процесс разработки программного обеспечения - отличный курс, который следует пройти каждому, если он никогда раньше не предпринимал крупномасштабных и сложных программных проектов. В этом курсе вы узнаете о рабочих процессах и инструментах и ​​методах управления, таких как Git, а также о том, как настроить интегрированную среду разработки.

    Изучение языков программирования

    Для разработки операционной системы вам необходимо владеть как минимум двумя языками программирования:

    • Язык ассемблера низкого уровня;
    • Язык программирования высокого уровня.

    Языки ассемблера используются для прямой связи с ЦП. Каждый тип ЦП говорит на машинном языке, и для каждого типа ЦП существует только один соответствующий язык ассемблера. Наиболее распространенной компьютерной архитектурой является x86, изначально она была разработана Intel и теперь используется широким кругом производителей компьютерных микросхем, включая AMD, VIA и многие другие. В этом руководстве мы укажем вам направление изучения ассемблера x86.

    Языки программирования высокого уровня работают с несколькими компьютерными архитектурами.C - это язык программирования, наиболее часто используемый и рекомендуемый для написания операционных систем. По этой причине мы рекомендуем изучить и использовать C для разработки ОС. Однако можно использовать и другие языки, такие как C ++ и Python.

    Язык ассемблера x86

    Руководство по сборке x86 - отличное место для начала изучения ассемблера. Этот короткий документ содержит краткий обзор ассемблера x86 и подготовит почву для более сложных ресурсов, к которым вы собираетесь перейти.

    Программирование с нуля Джонатана Бартлетта - одна из определяющих книг в области языков ассемблера. В этой книге язык ассемблера используется в качестве основы для изучения информатики и программирования. Этот ресурс также доступен в Интернет-архиве.

    Искусство языка ассемблера Рэнди Хайда - еще один знаковый текст в мире образования на языке ассемблера. Первоначально написанный специально для курсов программирования Хайда в Калифорнийском Поли и Калифорнийском университете в Риверсайде, текст был выпущен в виде электронной книги в формате HTML в середине 1990-х годов и признан определяющей работой в этой области.Текст также размещен в серии файлов PDF Yale FLINT Group.

    Если вы хотите использовать традиционный учебник для изучения ассемблера x86, два наиболее часто используемых и настоятельно рекомендуемых текста:

    С

    Есть много языков программирования высокого уровня, которые вы можете изучить, и множество различных ресурсов, которые вы можете использовать для их изучения. Наша рекомендация и рекомендация, которую чаще всего повторяют сообщество разработчиков ОС, - изучить C, и мы нашли несколько отличных ресурсов, которые превратят вас в компетентного программиста на C.

    Получите быстрый обзор языка программирования C, заполнив этот учебник C . Этот ресурс не превратит вас в эксперта, но он даст вам хорошее базовое понимание языка и подготовит к работе с более сложными темами и ресурсами.

    Learn C the Hard Way - это бесплатная электронная книга в формате HTML, которая включает в себя множество практических упражнений. Этот текст проведет вас через весь язык программирования C, и если вы поработаете, не торопитесь и выполните все упражнения, то к тому времени, когда вы завершите это руководство.

    Если вы с большей вероятностью пройдете через традиционный учебник, то эти два текста являются одними из самых популярных для овладения языком программирования C.

    Руководства по разработке ОС

    После того, как вы хорошо усвоите фундаментальные концепции информатики и программирования и освоите язык ассемблера и C, следующим шагом будет выполнение одного или двух руководств по разработке ОС, которые охватывают весь процесс разработки простой ОС с нуля. .Мы нашли три отличных ресурса, которые именно это и делают.

    Linux From Scratch проведет вас через процесс создания полной операционной системы Linux. Полностью этот учебник не создаст полноценную операционную систему, но даст вам прочную кодовую базу, на которой можно построить полную операционную систему. Изучите расширенные руководства, такие как Beyond Linux from Scratch, Automated Linux from Scratch, Cross Linux from Scratch или Hardened Linux from Scratch, чтобы превратить вашу базовую ОС в полезное программное обеспечение.

    Маленькая книжка о разработке ОС , написанная Эриком Хелином и Адамом Ренбергом, была разработана как часть продвинутого курса информатики, который авторы закончили, будучи студентами Королевского технологического института в Стокгольме. Этот курс проходит через полный процесс разработки операционной системы x86, начиная с настройки среды программирования, заканчивая программированием для многозадачности и попутно затрагивая такие темы, как управление системной памятью и разработка файловых систем.

    Разработка операционной системы Серия от Broken Thorn Entertainment - это серия из 25 руководств, которые проведут вас через процесс создания ОС с нуля. Новички, будьте осторожны: в этой серии статей предполагается, что вы уже знакомы с IDE и являетесь компетентным программистом на языке C и ассемблере.

    Есть много текстов, которые вы можете использовать, чтобы узнать о дисциплине разработки ОС. Три из наиболее часто рекомендуемых:

    Сообщества разработчиков ОС

    По мере того, как вы вступаете на путь становления разработчиком ОС, есть несколько мест, где вы можете найти других разработчиков ОС, у которых можно поучиться и посочувствовать:

    • OSDev.org - это вики с большим количеством информации о разработке ОС, а также форум, где вы можете встретиться и получить отзывы от других программистов-единомышленников.
    • Канал разработки ОС
    • на reddit - отличное сообщество, где вы можете узнать о разработке ОС и насладиться моментом легкомыслия, когда задача разработки ОС становится слишком сложной.
    • Computer Science, Programmers и StackOverflow от StackExchange - это места, где вы можете задавать технические вопросы другим программистам, когда сталкиваетесь с проблемой, которую не можете решить самостоятельно.

    Сводка

    Обучение разработке ОС - одна из самых сложных задач программирования, которые вы можете решить. Однако успешные попытки создать работающую ОС отметят вас как компетентного программиста и человека, глубоко понимающего, как процессоры, оборудование и компьютерные программы работают вместе, чтобы создать то, что остальной мир воспринимает как должное как работающий компьютер.

    Следующие шаги - Ищете веб-хостинг? См. Наше руководство по веб-хостингу и рекомендуемые нами хосты.

    См. Также другие наши руководства по языкам программирования.

    Почему важно обновление вашей операционной системы (ОС)?

    Вы знаете эти надоедливые напоминания, которые появляются на вашем мониторе? Они всегда напоминают вам, что ваши приложения и драйверы устарели. Всегда кажется, что они создают свои уродливые напоминания, когда вы занимаетесь чем-то важным. Что ж, вы должны следовать им и обновлять свой компьютер. А если вы работаете очень медленно, например, все еще путешествуете с Windows XP, возможно, пришло время перейти на более новую операционную систему.

    Что такое патчи?

    Вопреки нашему мнению, обновления не предназначены для того, чтобы разрушить нашу жизнь. Фактически, они созданы для того, чтобы сделать наши компьютеры более безопасными и не дать хакерам использовать уязвимые места. Они могут исправить код, который позволяет хакерам устанавливать вредоносные вредоносные программы на наши компьютеры или удалять важные файлы. Вещи, над которыми вы были так заняты, что думаете, что у вас нет времени на обновление программного обеспечения, - они подвергаются риску, если вы решите проигнорировать напоминание.

    Сколько времени это займет?

    Хорошая вещь в установке обновлений заключается в том, что вам просто нужно нажать кнопку, и если вы настроите ее правильно, вам даже не нужно этого делать. Независимо от того, используете ли вы ПК или Mac, вы можете настроить автоматическую установку обновлений.

    На ПК с Windows вы просто нажимаете Пуск, а затем панель управления. Перейдите в раздел «Автоматические обновления» и установите для него значение «Автоматически». На Mac зайдите в «Системные настройки» и нажмите «Обновление программного обеспечения». Внизу окна нажмите «Загружать важные обновления автоматически».

    Не пора ли обновиться?

    Если ваша ОС настолько устарела, что вам постоянно приходится исправлять ее, вы можете подумать о ее обновлении. Windows и Apple выпускают новую ОС каждые несколько лет, и поддержание ее в актуальном состоянии поможет вам. Обновляя ОС вашего устройства, вы делаете его совместимым с новейшими и наиболее инновационными программами. Не поймите нас неправильно и подумайте, что мы предлагаем стать более ранним последователем и немедленно перейти на новую ОС после первоначального выпуска, но поддержание актуальности вашей ОС также означает, что вы сможете открывать файлы, полученные от других людей. без проблем.

    Если с вашим компьютером что-то случится, наличие последней версии ОС поможет специалистам восстановить ваши файлы. По сути, поддержание актуальности ваших систем означает, что ваши файлы будут в большей безопасности, а это означает, что ваша жизнь и работа должны быть немного менее пугающими.

    Для получения дополнительной информации об обновлении вашего Mac ознакомьтесь с этой статьей ZDNet.

    Современная операционная система - обзор

    Реализация CCM

    Мы используем реализацию CCM от LibTomCrypt в качестве справочной.Это компактная и эффективная реализация CCM, которая выполняет все кодирование CCM с помощью одного вызова функции. Поскольку он принимает все параметры за один вызов, у него довольно много параметров. В таблице 7.3 имена реализации сопоставляются с именами проектных переменных.

    Таблица 7.3. Руководство по внедрению CCM

    K N Длина заголовка в октетах 9083 1 элемент 32
    Название проекта Название реализации Функция
    шифр Индекс в таблицы LTC для использования 128-битного шифра, делает CCM независимым от выбора шифра
    ключ Секретный ключ
    keylen Длина ключа в октетах
    uskey Ранее запланированный ключ, используется для экономии времени за счет отказа от расписания ключей
    нет Noncelen CCM
    noncelen Длина noncelen в октетах
    заголовок Заголовок или данные AAD
    headerlen
    Pt Обычный текст
    Q Длина открытого текста в октетах
    C ct Шифрованный текст
    T тег Тег MAC Тег MAC
    Тег MAC длина желаемого тега MAC

    Мы позволяем вызывающему абоненту планировать ключ до вызова.На практике это хорошая идея, поскольку она сокращает значительную часть циклов на вызов. Даже если вы не используете LibTomCrypt, вы должны предоставить или использовать этот стиль оптимизации в своем коде.

    Мы обеспечим оптимизацию по словам позже в этой реализации. Эта проверка представляет собой простую проверку работоспособности, чтобы убедиться, что она действительно работает.

    Мы заставляем длину тега выровняться и обрезаем ее, если она превышает 16 байт. Мы не допускаем ошибок при слишком большой длине тегов, так как вызывающая сторона могла просто передать что-то вроде

    . В этом случае MAXTAGLEN может быть больше 16, если они поддерживают более одного алгоритма.

    Согласно спецификации CCM, мы должны отклонять теги длиной менее четырех байтов. У нас нет другого выбора, кроме как исправить ошибку, поскольку вызывающий абонент не указал, что мы можем сохранить как минимум четыре байта MAC-тега.

    LibTomCrypt может «перегружать» функции - в данном случае CCM. Если указатель не равен NULL, вычисление выгружается на него автоматически. Таким образом, разработчик может воспользоваться ускорителями, не переписывая свое приложение. Технически это не является частью CCM, поэтому вы можете не смотреть на этот кусок, если хотите.

    Здесь мы вычисляем значение L ( q в проекте CCM). L было первоначальным именем этой переменной, и поэтому мы использовали его здесь. Мы убеждаемся, что L имеет значение не менее 2 в соответствии со спецификацией CCM.

    Изменяет размер одноразового номера, если он слишком большой, и параметр L по мере необходимости. Вызывающий должен знать о компромиссе. Например, если вы хотите зашифровать пакеты размером в один мегабайт, вам потребуется не менее трех байтов для кодирования длины, что означает, что одноразовый номер может иметь длину только 12 байтов.Можно добавить проверку, чтобы гарантировать, что L никогда не будет слишком маленьким для длины открытого текста.

    Если вызывающий абонент не предоставляет ключ, мы должны запланировать его. Мы избегаем размещения запланированной ключевой структуры в стеке, выделяя ее из кучи. Это важно для встроенных приложений и приложений ядра, поскольку размер стека может быть очень ограниченным.

    Этот раздел кода создает значение B 0 , которое нам нужно для фазы CBC-MAC CCM. Массив PAD содержит 16 байтов данных CBC для MAC, а CTRPAD, который мы увидим позже, содержит 16 байтов вывода CTR.

    Первый байт (строка 122) блока - это флаги. Мы устанавливаем флаг Adata на основе заголовка , кодируем длину тега путем деления taglen на два, и, наконец, длина длины открытого текста сохраняется.

    Затем одноразовый номер копируется в блок. Мы используем 16 - L + 1 байтов одноразового номера, поскольку мы должны хранить флаги и L байтов значения длины открытого текста.

    Чтобы сделать вещи более практичными, мы храним только 32 бита длины открытого текста.Если пользователь указывает короткий одноразовый номер, значение L должно быть увеличено для компенсации. В этом случае мы заполняем нулевыми байтами перед кодированием фактической длины.

    Мы эффективно используем CBC-MAC с обнуленным IV, поэтому первое, что мы должны сделать, это зашифровать PAD. Зашифрованный текст теперь является IV для CBC-MAC остальной части заголовка и данных открытого текста.

    Мы попадаем сюда и выполняем любой из следующего кода, только если есть данные заголовка для обработки.

    Кодирование длины данных заголовка зависит от размера данных заголовка.Если он меньше 65 280 байт, мы используем короткую двухбайтовую кодировку. В противном случае мы испускаем escape-последовательность OxFF FE, а затем четырехбайтовую кодировку. CCM поддерживает заголовки большего размера, но вряд ли вам когда-нибудь понадобится.

    Обратите внимание, что вместо XOR PAD (как IV) против другого буфера мы просто XOR длины в PAD. Это позволяет избежать двойной буферизации, которую в противном случае пришлось бы использовать.

    Этот цикл обрабатывает все данные заголовка. Мы не предоставляем никаких оптимизаций LTC_FAST, поскольку заголовки обычно пустые или очень короткие.Каждые 16 байтов данных заголовка мы шифруем PAD для правильной эмуляции CBC-MAC.

    Если у нас остались данные заголовка (то есть заголовок не кратен 16), мы заполняем его нулевыми байтами и шифруем. Поскольку операция XOR с нулевыми байтами не является операцией, мы просто игнорируем этот шаг и вызываем шифр.

    Этот код создает начальный счетчик для режима шифрования CTR. Флаги содержат только длину открытого текста. Одноразовый номер копируется так же, как и для CBC-MAC, а остальная часть блока обнуляется.Байты после одноразового номера увеличиваются во время шифрования.

    При шифровании мы обрабатываем все полные 16-байтовые блоки открытого текста, которые у нас есть.

    Счетчик CTR имеет обратный порядок байтов и хранится в конце массива ctr. Этот код увеличивает его на единицу.

    Мы должны зашифровать счетчик CTR, прежде чем использовать его для шифрования открытого текста.

    Этот цикл выполняет XOR 16 байтов открытого текста против панели CBC-MAC, а затем создает 16 байтов зашифрованного текста с помощью XORing CTRPAD против открытого текста.Мы выполняем шифрование вторым (после CBC-MAC), поскольку мы позволяем открытому тексту и зашифрованному тексту указывать на один и тот же буфер.

    Шифрование панели CBC-MAC выполняет необходимую операцию MAC для этого 16-байтового блока открытого текста.

    Мы обрабатываем дешифрование аналогично, но по-разному, поскольку мы позволяем открытому тексту и зашифрованному тексту указывать на одну и ту же память. Поскольку этот код, скорее всего, будет развернут, мы по возможности избегаем избыточного условного кода внутри основного цикла.

    Этот блок выполняет операцию CCM для любых байтов открытого текста, не обрабатываемых кодом LTC_FAST.Это может быть связано с тем, что открытый текст не кратен 16 байтам или что LTC_FAST не был включен. В идеале мы хотим избежать необходимости в этом коде, поскольку он медленный и при большом количестве пакетов может потреблять значительную вычислительную мощность.

    Заканчиваем CBC-MAC, если остались байты. Как и при обработке заголовка, мы неявно дополняем нулями, шифруя PAD как есть. На этом этапе PAD теперь содержит значение CBC-MAC, но не тег CCM, поскольку нам все еще нужно его зашифровать.

    Pad CTR для тега CBC-MAC вычисляется путем обнуления последних L байтов счетчика CTR и шифрования его в CTRPAD.

    Если мы запланировали собственный ключ, мы освободим все выделенные ресурсы.

    CCM позволяет использовать теги переменной длины от 4 до 16 байтов с шагом 2 байта. Мы шифруем и сохраняем тег CCM путем XOR тега CBC-MAC с последним зашифрованным счетчиком CTR.

    Этот блок обнуляет память в стеке, которая может считаться чувствительной. Мы надеемся, что стек не был переставлен на диск, но эта процедура не дает этой гарантии. При очистке памяти любые дальнейшие потенциальные утечки стека не будут передавать злоумышленнику ключи или промежуточные значения CBC-MAC.Мы выполняем эту операцию только в том случае, если пользователь запросил ее, определив макрос LTC_CLEAN_STACK.

    СОВЕТ

    В большинстве современных операционных систем память, используемая программой (или процессом), известна как виртуальная память . Память не имеет фиксированного физического адреса и может перемещаться между местоположениями и даже заменяться на диск (посредством аннулирования страницы). Это последнее действие обычно известно как подкачки памяти , поскольку оно позволяет пользователям имитировать наличие большего количества физической памяти, чем они есть на самом деле.

    Обратной стороной замены памяти является то, что память процесса может содержать конфиденциальную информацию, такую ​​как закрытые ключи, имена пользователей, пароли и другие учетные данные. Чтобы предотвратить это, приложение может заблокировать память . В операционных системах, таких как системы, основанные на ядре NT (например, Windows 2000, WinXP), блокировка является полностью добровольной, и операционная система может выбрать последующий обмен неядерными данными.

    В операционных системах, совместимых с POSIX, например, основанных на ядрах Linux и BSD, для облегчения блокировки был предоставлен набор функций, таких как mlock (), munlock (), mlockall () и т. Д.Физическая память в большинстве систем может быть дорогостоящей, поэтому вежливое и корректное приложение будет запрашивать блокировку как можно меньшего объема памяти. В большинстве случаев заблокированная память будет охватывать область, содержащую страниц памяти . В процессорах серии x86 размер страницы составляет четыре килобайта. Это означает, что вся заблокированная память фактически будет заблокирована в размере, кратном четырем килобайтам.

    В идеале приложение объединяет свои учетные данные, чтобы уменьшить количество физических страниц, необходимых для их блокировки в памяти.

    После успешного завершения этой функции у пользователя теперь есть зашифрованный текст (или открытый текст в зависимости от направления) и тег CCM.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *