История ОС. Интерфейсы. Типы. Структуры. Безопасность. Костанайский государственный университет имени А.Байтурсынова

История создания ОС. Первые операционные системы стали появляться в 1950-ые годы. Большинство этих операционных систем были пакетными системами или отдельными мониторами для работы на больших компьютерах. Первой операционной системой считается "General Motors Operating System" - монитор обработки данных в пакетном режиме. Разработана была инженерами Исследовательского Центра "General Motors" в 1955 году для IBM 701. В 1956 году появилась версия GM-NAA I/O System (Input Output System) для IBM 704. Затет эта система развивалась общей группой пользователей - SHARE (Bell Labs, MITRE, North American Aviation, General Motors Corp. и IBM) и в 1960 году была написана операционная система SOS (Share Opating Systems).

Первые DOS'ы появились в 1960-х годах на первых IBM и, естественно, обладали весьма ограниченными функциями. Боле-менее нормальные DOS'ы, дошедшие до наших времён и обладавшие определённой известностью, начинают свой род от QDOS ой год. Выходит первая коммерческая "пингвинная" ОСь под названием UNIX System III ой год. Выпущена первая модель VM/370 (VM - аббревиатура отVirtual Machine). Данная операционная система предназначалась для поддержания сервера на определённое количество пользователей.

1985-ом году вышла Windows 1.0. Окна в нёи не перекрывались, а на 8086-ых процессорах ядро ОСи было много ошибок, так как под данный процессор отсутствовала оптимизация. Основной рабочей платформой тогда становились 286-ые компьютеры. Ноябрь 1987-ого года. Спустя всего два года выходит Windows 2.0, а ещё через полтора года выходит Windows Никаких особенностей у этих версий не было, кроме одной: окна научились перекрываться. Май 1990-ого года. Появляется Windows 3.0. В ней появляются масса возможностей. Например, DOS-приложения выполнялись в отдельном окне (и на полном экране), а Copy-Paste работал для обмена с данными DOS-приложений. 24 августа 1995-ого года - дата официального выхода Windows'95 (другие названия - Windows 4.0 и Windows Chicago). Это была не просто операционная среда, а полноценная операционная система, которой не требовалось для загрузки дисковой ОС. 32 х- битное ядро улучшало доступ к файлам, а 32 х-битные приложения были лучше защищены от ошибок друг друга. Так же имелась поддержка многопользовательского режима на одном компьютере с одной системой. Плюс имелись множественные отличия в интерфейсе и целая куча настроек и улучшений "под пользователя".

1998-ой год. Вышла Windows 98 со встроенным Internet Explorer 4.0 и Outlook. Появляется ActiveDesctop, который был "переходным" к И- натовской ОСи (как раз в то время в Microsoft уже мечтали о системе, полностью интегрированной с Сетью). Так же была улучшена поддержка универсальных драйверов и API DirectX. Была встроена поддержка нескольких мониторов. И, в добавок, можно было с помощью опций "переводить" жёсткие диски из FAT16 в FAT ый год. ВЫходит Windows Whistler, в релизе именуемая Windows XP. в 2008-мом году выходит Windows Vista.

Интерфейсы ОС. Текстовые ОС Линейные операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в них является клавиатура. Команда набирается на клавиатуре и отображается на экране дисплея. Окончанием ввода команды служит нажатие клавиши Enter. Для работы с операционными системами, имеющими текстовый интерфейс, необходимо овладеть командным языком данной среды, т.е. совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка. Первые настоящие операционные системы имели текстовый интерфейс. В настоящее время он также используется на серверах и компьютерах пользователей. Графические ОС Такие операционные системы реализуют интерфейс, основанный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных элементов управления. Устройствами управления в данном случае являются клавиатура и мышь. Активным элементом управления является указатель мыши графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. Пассивные элементы управления это графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).

Типы ОС. Операционные системы классифицируются по: базовой технологии: unix-подобные; windows-подобные. типу лицензии: проприетарные; открытые; образовательные. типу использования ресурсов: сетевые; локальные. количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские; многопользовательские. количеству решаемых задач: однозадачные; многозадачные: сне вытесняющей многозадачностью; с вытесняющей многозадачностью. количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные; многопроцессорные асимметричные; симметричные. типу интерфейса: командные (текстовые); объектно- ориентированные (графические).

Структура операционной системы Windows. Архитектура операционных систем Windows XP и Windows Server 2003 является модульной. Структурно ее можно разделить на две части. Первая часть работает в режиме ядра (kernel mode) и называется исполнительной системой Windows (Windows executive). Компоненты режима ядра обладают следующими функциональными возможностями: имеют доступ к оборудованию; имеют прямой доступ ко всем видам памяти компьютера; не выгружаются на жесткий диск в файл подкачки; имеют более высокий приоритет, нежели процессы режима пользователя. Вторая часть работает в режиме пользователя Эту часть составляют защищенные подсистемы ОС. Особенности процессов пользовательского режима: не имеют прямого доступа к оборудованию, все запросы на использование аппаратных ресурсов должны быть разрешены компонентом режима ядра; ограничены размерами выделенного адресного пространства, это ограничение устанавливается выделением процессу фиксированных адресов; могут быть выгружены из физической памяти в виртуальную на жестком диске; приоритет процессов данного типа ниже приоритета процессов режима ядра, это предохраняет ОС от снижения производительности или задержек, происходящих по вине приложений.

Интерфейсы API, ABI. API (Application Programming Interface) это интерфейс программирования, интерфейс создания приложений. В общем случае, API – это набор функций, к которым может обращаться SCO. В части RTE стандарта SCORM описывается то, какой API может использоваться SCO- объектами для взаимодействия с службами среды выполнения (run-time services, RTS). ABI из DSO обычно входит коллекция всех определений, которые доступны для использования во время жизни DSO. Поддержка совместимости ABI означает, что определение, которое также называется интерфейсом, не должны пропадать.

Стандарты POSIX. Задачи: содействовать облегчению переноса кода прикладных программ на иные платформы; способствовать определению и унификации интерфейсов заранее при проектировании, а не в процессе их реализации; сохранять по возможности и учитывать все главные, созданные ранее и используемые прикладные программы; определять необходимый минимум интерфейсов прикладных программ, для ускорения создания, одобрения и утверждения документов; развивать стандарты в направлении обеспечения коммуникационных сетей, распределенной обработки данных и защиты информации; рекомендовать ограничение использования бинарного (объектного) кода для приложений в простых системах.

Модель безопасности Windows. В Windows Vista введена новая модель безопасности для учетных записей пользователей. Эта модель, также применяемая в Windows 7 и Windows Server 2008, обеспечивает более высокую степень безопасности и надежности среды. В Windows XP многие пользователи работают с административными привилегиями постоянно, в том числе при выполнении повседневных неадминистративных задач, не требующих наличия административных привилегий. Результатом этого была уязвимость, которая могла использоваться потенциально опасными программами. Новая модель безопасности не предоставляет прав администратора на все время работы. Даже администраторы будут иметь стандартные привилегии при выполнении неадминистративных задач, не требующих повышенных привилегий. В результате обеспечивается повышение уровня безопасности, поскольку пользователи теперь не работают с ненужными им привилегиями, которые могли бы быть использованы во вред. Эта функциональная возможность носит название "Контроль учетных записей" (UAC).

По умолчанию теперь операционная система работает в режиме одобрения администратором. В этом режиме при каждой попытке выполнить действие, для которого требуются права администратора, независимо от того, используется учетная запись обычного пользователя или учетная запись администратора, появляется диалоговое окно UAC. При работе с учетной записью пользователя в диалоговом окне UAC предлагается ввести имя и пароль администратора, необходимые для продолжения работы. При работе с учетной записью администратора диалоговое окно UAC попросит подтвердить, что процедура должна выполняться с использованием текущих полномочий администратора. В окне также можно указать новую учетную запись администратора и пароль для продолжения работы.

Идентификатор безопасности. Идентификатор безопасности (англ. Security Identifier (SID)) структура данных переменной длины, которая идентифицирует учетную запись пользователя, группы, домена или компьютера (в Windows на базе технологии NT (NT4, 2000, XP, 2003, Vista,7,8)). SID ставится в соответствие каждой учетной записи в момент её создания. Система оперирует с SID'ами учетных записей, а не их именами. В контроле доступа пользователей к защищаемым объектам (файлам, ключам реестра и т.п.) участвуют также только SID'ы.

Идентификатор безопасности. Идентификаторы безопасности для встроенных учетных записей (таких, как например Администраторы или Гости) одинаковы в каждом экземпляре установленной Windows и не зависят от её версии (будь то Windows 2000 или Vista). Это позволяет администраторам сетей применять шаблоны безопасности и политики безопасности, а также управлять доступом удаленных пользователей в сети без доменов.