ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА, ОС — это… Что такое ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА, ОС?

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА, ОС

Базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит (англ. operating system)

Словарь бизнес-терминов. Академик.ру. 2001.

• НОУТБУК
• ОППОЗИЗИЯ

Смотреть что такое «ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА, ОС» в других словарях:

• Операционная система OS/2 — разработанная корпорацией IBM операционная система, обеспечивающая: одновременную обработку множества прикладных программ; параллельное выполнение нескольких задач одной прикладной программы; сжатие данных при записи во внешнюю память;… …   Финансовый словарь

• ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА — (operating system) Комплекс программ, которые контролируют основные операции компьютера (computer).

  Он обычно приобретается вместе с компьютером и контролирует такие задачи, как запуск, ввод и вывод, распределение памяти, а также отвечает за… …   Словарь бизнес-терминов

• Операционная система — комплекс программ, обеспечивающий: выполнение других программ; распределение ресурсов; планирование; ввод вывод данных; управление данными; взаимодействие с оператором. Операционную систему составляют: монитор; загрузчик; супервизор; планировщик; …   Финансовый словарь

• операционная система — Совокупность системных программ, предназначенная для обеспечения определенного уровня эффективности системы обработки информации за счет автоматизированного управления ее работой и предоставляемого пользователю определенного набора услуг. [ГОСТ… …   Справочник технического переводчика

• операционная система CP/M-86 — Операционная система ЭВМ на базе 16 разрядных микропроцессоров типа 8086/8088 и других МП, частично совместимая с СР/М. Разработана американской фирмой Digital Research. [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике… …   Справочник технического переводчика

• операционная система RT-11 — Операционная система фирмы DEC для младших моделей ЭВМ, ПЭВМ, совместимых с серией PDP 11, обеспечивает эффективную обработку задач в реальном времени. [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]… …   Справочник технического переводчика

• ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА — система оперативного получения, фиксации и обработки учетно бухгалтерской информации о деятельности компании и ее подразделений, функционирующая как на документальной основе (получение и обработка документов), так и на основе сообщений,… …   Экономический словарь

• операционная система — сущ., кол во синонимов: 8 • винда (5) • виндоус (5) • восьмерка (11) • …   Словарь синонимов

• операционная система CP/M — ОС для 8 и 16 разрядных ПК. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN Control Program for MicroproprocessorsCP/M …   Справочник технического переводчика

• операционная система HP-UX — Версия Unix компании Hewlett Packard. [http://www.morepc.ru/dict/] Тематики информационные технологии в целом EN Hewlett Packard UnixHP UX …   Справочник технического переводчика

Назначение и функции операционной системы

Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных системных программ для организации взаимодействия пользователя с компьютером и выполнения всех других программ. ОС относятся к составу системного программного обеспечения и являются основной его частью. Операционные системы: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS/2, UNIX, Linux. Основные функции ОС: управление устройствами компьютера (ресурсами), т. е. согласованная работа всех аппаратных средств ПК: стандартизованный доступ к периферийным устройствам, управление оперативной памятью и др. управление процессами, т.е. выполнение программ и их взаимодействие с устройствами компьютера. управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жесткий диск, компакт-диск и т.д.), как правило, с помощью файловой системы. ведение файловой структуры. пользовательский интерфейс, т.е. диалог с пользователем. Дополнительные функции: параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность). взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений. разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация). Состав операционной системы В общем случае в состав ОС входят следующие модули: Программный модуль, управляющий файловой системой. Командный процессор, выполняющий команды пользователя. Драйверы устройств. Программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс. Сервисные программы. Справочная система. Драйвер устройства (device driver) – специальная программа, обеспечивающая управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Командный процессор (command processor) – специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их (интерпретатор программ). Интерпретатор  команд отвечает за загрузку приложений и управление информационным потоком между приложениями. Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС входят программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.   Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеется программный модуль, управляющий файловой системой. Сервисные программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и др. ), выполнять операции с файлами (копирование, переименование и др.), работать в компьютерных сетях. Для удобства пользователя в состав ОС входит справочная система, позволяющая оперативно получить необходимую информацию о функционировании как ОС в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Что такое операционная система – отличие от базовой прошивки

Операционная система – это основное программное обеспечение, которое управляет всем оборудованием и другим программным обеспечением на компьютере.

Что делает операционная система

Операционная система является основным набором программного обеспечения на устройстве, которое «держит всё вместе». Операционные системы взаимодействуют с аппаратным обеспечением устройства. Они обрабатывают всё, от клавиатуры и мыши до Wi-Fi, устройств хранения и дисплея. Другими словами, операционная система обрабатывает команды устройств ввода и вывода.

Операционные системы используют драйверы устройств, написанные создателями оборудования для связи со своими устройствами.

Операционные системы также включают в себя много программного обеспечения – такого как системы общих служб, библиотеки и интерфейсы прикладного программирования (API), разработчики могут использовать их для написания программ, которые работают на операционной системе.

Операционная система находится между запущенными приложениями и оборудованием, используя драйверы оборудования в качестве интерфейса между ними. Например, когда приложение хочет напечатать что-то, оно передает эту задачу операционной системе. Операционная система отправляет инструкции на принтер, используя драйверы принтера для отправки правильных сигналов. Приложение, которое печатает, не должно заботиться о том, какой принтер у Вас или понимать, как он работает. Эти детали обрабатывает операционная система.

Операционная система также реализует многозадачность, распределяя аппаратные ресурсы между несколькими запущенными программами. Операционная система определяет, какие процессы выполняются, и распределяет их между разными процессорами если у вас компьютер с несколькими процессорами или ядрами, выполняя несколько процессов параллельно. Она также управляет внутренней памятью, распределяя память между запущенными приложениями.

Большинство программных приложений написаны для конкретных операционных систем. Например, когда вы запускаете Minecraft, приложению не нужно точно знать, как работает каждый отдельный аппаратный компонент. Minecraft использует различные функции операционной системы, и операционная система транслирует их в форме низкоуровневых аппаратных инструкций.

Операционные системы не только для ПК

Когда мы говорим «компьютеры», мы имеем в виду не только традиционные настольные ПК и ноутбуки. Ваш смартфон – это тоже компьютер, как и планшеты, умные телевизоры, игровые консоли, умные часы и маршрутизаторы Wi-Fi. Даже Amazon Echo и Google Home работают под управлением операционной системы.

Знакомые настольные операционные системы включают Microsoft Windows, Apple macOS, Chrome OS от Google и Linux. Доминирующими операционными системами смартфонов являются iOS от Apple и Android от Google.

На других устройствах, например на маршрутизаторе Wi-Fi, могут работать «встроенные операционные системы». Это специализированные операционные системы с меньшим количеством функций, чем типичная операционная система, разработанные специально для одной задачи – например, запуск маршрутизатора Wi-Fi, обеспечение GPS-навигации или работа с банкоматом.

Где заканчивается OS и начинается программа

Операционные системы также включают другое программное обеспечение, в том числе пользовательский интерфейс, который позволяет людям взаимодействовать с устройством. Это может быть настольный интерфейс на ПК, сенсорный интерфейс на телефоне или голосовой интерфейс на устройстве Digital assistant.

Грань между операционной системой и программой иногда может быть немного размытой. Нет четкого, официального определения операционной системы.

Например, в Windows приложение проводника файлов (или проводника Windows) является одновременно неотъемлемой частью операционной системы Windows – оно обрабатывает интерфейс рабочего стола.

Ядро операционной системы

На низком уровне располагается ядро операционной системы. Это одна из первых «программ», загружаемых при запуске операционной системы. Она обрабатывает выделение памяти, преобразование программных функций в инструкции для процессора вашего компьютера, а также имеет дело с входом и выходом аппаратных устройств.

Ядро операционной системы обычно запускается в изолированной области, чтобы предотвратить его подделку другим программным обеспечением. Ядро операционной системы очень важно, но является лишь одной из частей операционной системы.

Разделение здесь тоже не очень четкое. Например, Linux – сам по себе, ядро. Однако, Linux часто называют операционной системой. Android также называется операционной системой, но он построен вокруг ядра Linux. Дистрибутивы Linux, например Ubuntu, основываются на ядре Linux и добавляются другое программное обеспечение вокруг него. Их также называют операционными системами.

В чем разница между прошивкой и ОС

Практически все устройства имеют «прошивку» – это низкоуровневое программное обеспечение, которое, как правило, запрограммировано непосредственно в память устройства. Прошивка предназначенного только для базовых операций.

Когда современный компьютер загружается, он загружает микропрограмму UEFI с материнской платы. Это микропрограммное обеспечение низкого уровня, которое быстро инициализирует аппаратные средства вашего компьютера. Затем загружается операционная система с твердотельного диска или жесткого диска компьютера. Этот твердотельный диск или жесткий диск имеет свое собственное внутреннее микропрограммное обеспечение, которое управляет процессом сохранения данных на физических участках диска.

Линия между прошивкой и операционной системой тоже может быть немного размытой. Например, операционная система для iPhone и iPad от Apple под названием iOS часто называется «прошивкой». Операционная система PlayStation 4 также официально называется прошивкой.

---

Среднестатистическому человеку не нужно точно понимать, что такое операционная система. Однако, полезно знать, какую операционную систему Вы используете, какое программное и аппаратное обеспечение совместимо с вашим устройством.

Пишем свою ОС: Выпуск 1 / Хабр

Данный цикл статей посвящён низкоуровневому программированию, то есть архитектуре компьютера, устройству операционных систем, программированию на языке ассемблера и смежным областям. Пока что написанием занимаются два хабраюзера —

iley

и

pehat

. Для многих старшеклассников, студентов, да и профессиональных программистов эти темы оказываются весьма сложными при обучении. Существует много литературы и курсов, посвящённых низкоуровневому программированию, но по ним сложно составить полную и всеохватывающую картину. Сложно, прочитав одну-две книги по ассемблеру и операционным системам, хотя бы в общих чертах представить, как же на самом деле работает эта сложная система из железа, кремния и множества программ — компьютер.

Каждый решает проблему обучения по-своему. Кто-то читает много литературы, кто-то старается поскорее перейти к практике и разбираться по ходу дела, кто-то пытается объяснять друзьям всё, что сам изучает. А мы решили совместить эти подходы. Итак, в этом курсе статей мы будем шаг за шагом демонстрировать, как пишется простая операционная система. Статьи будут носить обзорный характер, то есть в них не будет исчерпывающих теоретических сведений, однако мы будем всегда стараться предоставить ссылки на хорошие теоретические материалы и ответить на все возникающие вопросы. Чёткого плана у нас нет, так что многие важные решения будут приниматься по ходу дела, с учётом ваших отзывов.

Возможно, мы умышленно будем заводить процесс разработки в тупик, чтобы позволить вам и себе полностью осознать все последствия неверно принятого решения, а также отточить на нем некоторые технические навыки. Так что не стоит воспринимать наши решения как единственно верные и слепо нам верить. Еще раз подчеркнём, что мы ожидаем от читателей активности в обсуждении статей, которая должна сильно влиять на общий процесс разработки и написания последующих статей. В идеале хотелось бы, чтобы со временем некоторые из читателей присоединились к разработке системы.

Мы будем предполагать, что читатель уже знаком с основами языков ассемблер и Си, а также элементарными понятиями архитектуры ЭВМ. То есть, мы не будем объяснять, что такое регистр или, скажем, оперативная память. Если вам не будет хватать знаний, вы всегда можете обратиться к дополнительной литературе. Краткий список литературы и ссылки на сайты с хорошими статьями есть в конце статьи. Также желательно уметь пользоваться Linux, так как все инструкции по компиляции будут приводиться именно для этой системы.

А теперь — ближе к делу. В оставшейся части статьи мы с вами напишем классическую программу «Hello World». Наш хеллоуворлд получится немного специфическим. Он будет запускаться не из какой-либо операционной системы, а напрямую, так сказать «на голом железе». Перед тем, как приступить непосредственно к написанию кода, давайте разберёмся, как же конкретно мы пытаемся это сделать. А для этого надо рассмотреть процесс загрузки компьютера.

Итак, берем свой любимый компьютер и нажимаем самую большую кнопочку на системном блоке. Видим веселую заставку, системный блок радостно пищит спикером и через какое-то время загружается операционная система. Как вы понимаете, операционная система хранится на жёстком диске, и вот тут возникает вопрос: а каким же волшебным образом операционная система загрузилась в ОЗУ и начала выполняться?

Знайте же: за это отвечает система, которая есть на любом компьютере, и имя ей — нет, не Windows, типун вам на язык — называется она BIOS. Расшифровывается ее название как Basic Input-Output System, то есть базовая система ввода-вывода. Находится BIOS на маленькой микросхемке на материнской плате и запускается сразу после нажатия большой кнопки ВКЛ. У BIOS три главных задачи:

1. Обнаружить все подключенные устройства (процессор, клавиатуру, монитор, оперативную память, видеокарту, голову, руки, крылья, ноги и хвосты…) и проверить их на работоспособность. Отвечает за это программа POST (Power On Self Test – самотестирование при нажатии ВКЛ). Если жизненно важное железо не обнаружено, то никакой софт помочь не сможет, и на этом месте системный динамик пропищит что-нибудь зловещее и до ОС дело вообще не дойдет. Не будем о печальном, предположим, что у нас есть полностью рабочий компьютер, возрадуемся и перейдем к рассмотрению второй функции BIOS:
2. Предоставление операционной системе базового набора функций для работы с железом. Например, через функции BIOS можно вывести текст на экране или считать данные с клавиатуры. Потому она и называется базовой системой ввода-вывода. Обычно операционная система получает доступ к этим функциям посредством прерываний.
3. Запуск загрузчика операционной системы. При этом, как правило, считывается загрузочный сектор — первый сектор носителя информации (дискета, жесткий диск, компакт-диск, флэшка). Порядок опроса носителей можно задать в BIOS SETUP. В загрузочном секторе содержится программа, иногда называемая первичным загрузчиком. Грубо говоря, задача загрузчика — начать запуск операционной системы. Процесс загрузки операционной системы может быть весьма специфичен и сильно зависит от её особенностей. Поэтому первичный загрузчик пишется непосредственно разработчиками ОС и при установке записывается в загрузочный сектор. В момент запуска загрузчика процессор находится в реальном режиме.

Печальная новость: размер начального загрузчика должен быть всего 512 байт. Почему так мало? Для этого нам надо ознакомиться с устройством дискеты. Вот познавательная картинка:

На картинке изображена поверхность дискового накопителя. У дискеты 2 поверхности. На каждой поверхности есть кольцеобразные дорожки (треки). Каждый трек делится на маленькие дугообразные кусочки, называемые секторами. Так вот, исторически сложилось, что сектор дискеты имеет размер 512 байт. Самый первый сектор на диске, загрузочный сектор, читается BIOS’ом в нулевой сегмент памяти по смещению 0x7С00, и дальше по этому адресу передается управление. Начальный загрузчик обычно загружает в память не саму ОС, а другую программу-загрузчик, хранящуюся на диске, но по каким-то причинам (скорее всего, эта причина — размер) не влезающую в один сектор. А поскольку пока что роль нашей ОС выполняет банальный хеллоуворлд, наша главная цель — заставить компьютер поверить в существование нашей ОС, пусть даже и на одном секторе, и запустить её.

Как устроен загрузочный сектор? На PC единственное требование к загрузочному сектору — это содержание в двух его последних байтах значений 0x55 и 0xAA — сигнатуры загрузочного сектора. Итак, уже более-менее понятно, что нам нужно делать. Давайте же писать код! Приведённый код написан для ассемблера yasm.

section .text
     use16
     org  0x7C00  ; наша программа загружается по адресу 0x7C00
start:
     mov  ax, cs
     mov  ds, ax  ; выбираем сегмент данных
 
     mov  si, message
     cld              ; направление для строковых команд
     mov  ah, 0x0E    ; номер функции BIOS
     mov  bh, 0x00    ; страница видеопамяти
puts_loop:
     lodsb            ; загружаем очередной символ в al
     test al, al      ; нулевой символ означает конец строки
     jz   puts_loop_exit
     int  0x10        ; вызываем функцию BIOS
     jmp  puts_loop
puts_loop_exit:
     jmp  $           ; вечный цикл
 
message:
     db   'Hello World!', 0
finish:
     times 0x1FE-finish+start db 0
     db   0x55, 0xAA  ; сигнатура загрузочного сектора

Эта короткая программа требует ряда важных пояснений. Строка org 0x7C00 нужна для того, чтобы ассемблер (имеется в виду программа, а не язык) правильно рассчитал адреса для меток и переменных (puts_loop, puts_loop_exit, message). Вот мы ему и сообщаем, что программа будет загружена в память по адресу 0x7C00.
В строках

    mov         ax, cs
    mov         ds, ax

происходит установка сегмента данных (

ds

) равным сегменту кода (

cs

), поскольку в нашей программе и данные, и код хранятся в одном сегменте.

Далее в цикле посимвольно выводится сообщение «Hello World!». Для этого используется функция 0x0E прерывания 0x10. Она имеет следующие параметры:
AH = 0x0E (номер функции)
BH = номер видеостраницы (пока не заморачиваемся, указываем 0)
AL = ASCII-код символа

В строке «jmp $» программа зависает. И правильно, незачем ей выполнять лишний код. Однако чтобы компьютер опять заработал, придется перезагрузиться.

В строке «times 0x1FE-finish+start db 0» производится заполнение остатка кода программы (за исключением последних двух байт) нулями. Делается это для того, чтобы после компиляции в последних двух байтах программы оказалась сигнатура загрузочного сектора.

С кодом программы вроде разобрались, давайте теперь попробуем скомпилировать это счастье. Для компиляции нам понадобится, собственно говоря, ассемблер — выше упомянутый yasm. Он есть в большинстве репозиториев Linux. Программу можно откомпилировать следующим образом:

$ yasm -f bin -o hello.bin hello.asm

Полученный файл hello.bin нужно записать в зарузочный сектор дискеты. Делается это примерно так (разумеется, вместо fd нужно подставить имя своего дисковода).

$ dd if=hello.bin of=/dev/fd

Поскольку далеко не у всех остались дисководы и дискеты, можно воспользоваться виртуальной машиной, например, qemu или VirtualBox. Для этого придётся сделать образ дискеты с нашим загрузчиком и вставить его в «виртуальный дисковод».
Создаём образ диска и заполняем его нулями:

$ dd if=/dev/zero of=disk.img bs=1024 count=1440

Записываем в самое начало образа нашу программу:

$ dd if=hello.bin of=disk.img conv=notrunc

Запускаем полученный образ в qemu:

$ qemu -fda disk.img -boot a

После запуска вы должны увидеть окошко qemu с радостной строчкой «Hello World!». На этом первая статья заканчивается. Будем рады увидеть ваши отзывы и пожелания.

Литература

1. По языку ассемблера:
2. По языку Си:
   • Керниган Б., Ритчи Д. «Язык программирования C»
   • Шилдт Г. «Полный справочник по C»
3. По устройству операционных систем:
   • Таненбаум Э. «Современные операционные системы»
   • Таненбаум Э. «Операционные системы: Разработка и реализация»
   • Олифер В., Олифер Н. «Сетевые операционные системы»
   • http://osdev.org
4. По архитектуре ЭВМ:
   • Таненбаум Э. «Архитектура компьютера»
   • Гук М. «Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия»
   • Петцольд Ч. «Код. Тайный язык информатики»
5. Справочная информация

Особенности реализации безопасной ОС | Securelist

Существуют общепринятые принципы, к соблюдению которых стремятся разработчики безопасных операционных систем, но вот подходы к реализации этих принципов могут быть совершенно различными. В частности, безопасная операционная система может быть построена на основе существующей ОС путем улучшения каких-то характеристик, являющихся причиной (или следствием) небезопасного поведения этой ОС, или разработана «с нуля».

Первый подход имеет несомненное преимущество в виде меньших затрат на разработку и большого объема совместимого с ОС программного обеспечения. Рассмотрим этот подход в контексте систем критической инфраструктуры, для которых важное значение имеют два фактора:

• Способность реализовать специфические требования к безопасности, которые могут заключаться не только в сохранении некоторых общих свойств информации (таких как конфиденциальность), но и, например, в отслеживании определенных команд и потоков данных, невлиянии на исполнение процессов в системе и т.п.

• Гарантии, предоставляемые в отношении того, что система будет работать безопасным образом, и не будет скомпрометирована.

Часто для построения безопасной системы на основе распространенной ОС в эту систему внедряются дополнительные механизмы контроля доступа (например, на основе мандатной модели), усиленной аутентификации, шифрования данных, аудита событий безопасности, контроля исполнения приложений. Как правило, это типовые меры защиты – а специфические потребности системы обеспечиваются на уровне приложений. Таким образом, специальные (а часто и общие) меры безопасности полагаются на реализацию множества компонентов, каждый из которых может быть скомпрометирован. Примеры таких ОС: SELinux, RSBAC, AppArmor, TrustedBSD, МСВС, Astra Linux и другие.

Для улучшения безопасности в систему также могут быть внедрены средства, затрудняющие эксплуатацию некоторых уязвимостей, в том числе свойственных системе вследствие ее изначально небезопасного дизайна. Примеры: Grsecurity, AppArmor, Hardened Gentoo, Атликс, ЯНУКС, Astra Linux и др.

Всего несколько лет назад был распространен подход к предоставлению гарантии «безопасности» на основе проверок программного кода на наличие ошибок и уязвимостей, проверки целостности ПО путем сравнения контрольных сумм. Такой подход использовался в Openwall Linux и некоторых российский ОС.

Хотя описанные меры в целом улучшают характеристики систем общего назначения, реализовать специальные потребности систем критической инфраструктуры и гарантировать безопасность с высокой степенью уверенности они не могут.

В противоположность инициативам по попыткам улучшения безопасности систем, KasperskyOS изначально спроектирована на основе архитектурных принципов, способных обеспечить ее безопасное поведение в соответствии с запросами систем специального назначения.

Однако и ОС, изначально проектируемые как защищенные, также не всегда могут дать гарантии в отношении реализации той или иной политики безопасности. Объективные причины для этого заключаются в трудности формулирования четких целей безопасности для такого относительно универсального ИТ продукта как операционная система, и в большом количестве и разнообразии угроз со стороны окружения.

Если операционная система предназначена для целевого использования на более или менее фиксированном оборудовании, а под ее управлением в рамках описанных сценариев работы выполняется вполне определенное программное обеспечение, то достаточно четко могут быть определены цели безопасности и построена модель угроз. На основании этой модели для достижения целей безопасности формулируется конкретный перечень требований безопасности и требований доверия. Удовлетворения этих требований достаточно для гарантии безопасного поведения системы. Примером таких операционных систем являются специализированные встраиваемые решения от LynuxWorks, Wind River, Green Hills.

Для операционной системы общего назначения труднее достигнуть таких же гарантий в силу более широкого определения целей безопасности (чтобы система могла поддерживать больше сценариев безопасного выполнения). Обычно требуется поддержка целого класса политик для определенного типа контроля доступа (дискреционного, мандатного, ролевого), привычных механизмов аутентификации, других средств защиты, управление которыми не требует специальных знаний. Это требует реализации относительно универсальных механизмов безопасности. Иногда при условии исполнения ОС на фиксированной аппаратной платформе (как правило, того же производителя) с достаточной степенью уверенности может быть гарантировано соблюдение требований определенного стандарта, или профиля защиты, к этим механизмам. Примеры: Oracle Solaris with Trusted Extensions, XTS-400, OpenVMS, AS/400.

Наконец, для операционной системы общего назначения, исполняемой на произвольной аппаратной платформе еще труднее получить высокие гарантии безопасности, из-за непомерно разрастающейся модели угроз.

Решить данную проблему способен подход к построению системы по модульному принципу на основе доверенных компонентов небольшого размера, реализующих стандартизованные интерфейсы. Архитектура безопасной системы, построенной таким образом, позволяет перенести на различные аппаратные платформы и верифицировать относительно небольшое количество программного кода, сохраняя модули верхнего уровня для повторного использования. Это потенциально позволяет предоставлять гарантии безопасности для каждого применения ОС.

Модель разработки операционной системы KasperskyOS основана на реализации доверенных низкоуровневых компонентов небольшого размера, обеспечивающих повторное использование компонентов верхнего уровня. Это позволяет максимально гибко и эффективно дорабатывать систему под нужды конкретного применения, с сохранением верифицируемости свойств безопасности.

Первым шагом к обеспечению модульности операционной системы является использование микроядерной архитектуры. Микроядро предоставляет единственный способ взаимодействия и обмена данными в системе, тем самым обеспечивая полноту контроля доступа.

Однако в рамках контроля доступа, осуществляемого микроядром, невозможно обеспечить свойства системы, связанные с поддержкой специфических политик безопасности. KasperskyOS реализует принцип раздельного принятия решения о доступе на основе заданной политики, и контроля этого доступа на уровне микроядра. Принятие решения о доступе на основе вычисления политик безопасности выполняет специализированный компонент – сервер безопасности. Наиболее известной архитектурой, построенной на этом принципе, является архитектура Flask.

Нужно отметить, что на основе архитектуры Flask построен ряд улучшений безопасности ОС общего назначения (SELinux, SEBSD), однако эти системы построены на основе монолитного ядра большого объема. Действительно, Flask не требует применения микроядра, но лучше всего работает именно с ним.

KasperskyOS не воспроизводит архитектуру Flask в точности, а развивает ее идеи для лучшей безопасности и гибкости целевого применения. Оригинальная архитектура Flask описывает интерфейсы и требования двух основных компонентов, участвующих в применении политик безопасности к взаимодействию – сервера безопасности, вычисляющего вердикты безопасности и объектного менеджера, осуществляющего доступ согласно этим вердиктам. При разработке KasperskyOS уделяется большое внимание сохранению доверия не только к механизмам вычисления и применения вердиктов, но и к конфигурации, согласно которой это вычисление происходит. Базовые политики безопасности комбинируются при помощи языка конфигурирования в более сложные правила. Эти правила затем компилируются в код промежуточного компонента между сервером безопасности и микроядром, позволяя им вычислять вердикты именно таким образом, который обеспечит нужную логику работы системы.

Коренное архитектурное отличие KasperskyOS от ОС, представленных на рынке, состоит в реализации политик безопасности для конкретного применения операционной системы. Поддержка ненужных политик при этом просто не включается в систему. Соответственно, подсистема безопасности в каждом применении операционной системы обеспечивает только необходимый функционал, исключая все лишнее.

Таким образом, настройке в KasperskyOS могут подвергаться общие параметры политик безопасности (общесистемная конфигурация на уровне сервера безопасности) и правила применения политик к каждому действию каждой сущности в системе (через конфигурацию вычисления вердиктов).

Полученный при компиляции конфигураций доверенный код связывает в системе прикладное ПО и модель безопасности, указывая, какие действия программ должны быть регламентированы какими политиками безопасности. При этом этот код не обладает иной информацией о действиях и политиках, кроме ссылок на них.

В архитектуру KasperskyOS заложена возможность гибкого применения политик к отдельным действиям разных типов процессов (без потенциального ущерба для безопасности через компрометацию конфигурации).

Конечно, микроядерная система на Flask-подобной архитектуре не является уникальной идеей разработчиков KasperskyOS. Существует опыт успешных разработок микроядра (seL4, PikeOS, Феникс/Фебос), в том числе с формально верифицированными свойствами безопасности. На основе этих разработок может быть реализована ОС, позволяющая гарантированно осуществить разделение доменов безопасности (обеспечить «безопасность через изоляцию»). Эта архитектура известна как MILS (Multiple Independent Domains of Safety/Security).

Однако в данном случае речь идет о разработке не только микроядра, но и полноценной ОС, которая позволит не только разделить домены безопасности и изолировать несовместимые среды обработки информации, но и контролировать выполнение политики безопасности внутри этих доменов. При этом реализация микроядра, инфраструктуры основанной на нем ОС и политик безопасности выполняется одним производителем. Использование сторонних разработок, даже в случае их хорошего качества, всегда накладывает ограничения.

KasperskyOS построена на основе микроядра собственной разработки, так как это позволяет достигнуть наибольшей свободы в реализации требуемой архитектуры безопасности.

Самый существенный недостаток операционных систем, разрабатываемых «с нуля» — отсутствие поддержки существующего программного обеспечения. Частично этот недостаток может быть нивелирован сохранением совместимости с распространенными программными интерфейсами, самым известным из которых является POSIX.

Также этот недостаток успешно преодолевается с использованием виртуализации. Безопасная операционная система, в среде которой может быть запущен гипервизор для виртуализации ОС общего назначения, будет способна исполнять ПО для этой ОС. KasperskyOS совместно с Kaspersky Secure Hypervisor предоставляет именно такую возможность. При соблюдении определенных условий, небезопасная ОС общего назначения способна унаследовать свойства безопасности базовой ОС.

ОС KasperskyOS построена с учетом современных тенденций развития и применения операционных систем, для реализации эффективных, практичных и безопасных решений.

Таким образом, безопасная операционная система KasperskyOS не является доработкой или улучшением существующих ОС, и это не вредит спектру ее применений. Система может быть использована как основа для разработки решений, предъявляющих специфические требования к безопасности. Предпосылки к обеспечению гибкого и эффективного контроля исполнения приложений заложены в архитектуру операционной системы KasperskyOS. Разработка производится в соответствии с лучшими принципами реализации продуктов безопасности и сопровождается научными и практическими исследованиями.

Операционная система «СтаРТ» — Cистемным интегратор «КорпТех»

                               Назначение операционной системы «СтаРТ»

     Операционная система (ОС) «СтаРТ» – это комплекс взаимосвязанных системных программ для организации взаимодействия пользователя с компьютером и выполнения других программ, разработанных для архитектуры RHEL. ОС относятся к составу системного программного обеспечения и являются основной его частью. Сборка ОС «СтаРТ» производится в Российской Федерации с использованием общедоступных программных библиотек, компонентов и исходных кодов.

     ОС «СтаРТ» предназначена для эксплуатации в корпоративной ИТ-инфраструктуре в качестве серверной или настольной операционной системы, а также в виртуальной машине. Технические требования для работы ОС указаны в таблице ниже:

Характеристика	Минимум	Максимум
Архитектура вычислительного процессора	AMD, Intel (x86_64)
Количество ядер процессора (шт)	1	192
Объем оперативной памяти (Гбайт)	1	4 096 000
Объем дискового пространства (Гбайт)	10	128 000 000
Поддержка графического интерфейса	Text 80×25	4K UHD
Поддержка сетей TCP-IP	IPv4	IPv4-v6

 

                        Отличительными свойствами ОС «СтаРТ» являются:

·       Использование ядра Linux kernel не ниже 4.18.0-80.11.2.el8_0.x86_64

·       Установка и запуск приложений архитектуры RHEL в контейнере rpm из репозитария разработчика ОС «СтаРТ».

·       Поддержка кириллицы и российских стандартов мер и единиц измерения, часовых поясов.

·       Возможность использования удобного графического интерфейса для запуска приложений.

·       Поддержка имеющихся на рынке запоминающих устройств (дисков, приводов, флеш-карт памяти, RAID-массивов, других носителей данных).

·       Поддержка имеющихся на рынке МФУ, сканеров, принтеров (при наличии драйверов производителя устройств).

·       Возможность персонификации настроек настольной редакции ОС «СтаРТ».

·       Возможность применения корпоративных политик для массового управления настольной редакции ОС «СтаРТ».

·       Аутентификация пользователя при входе в ОС «СтаРТ», в том числе и в главном каталоге корпоративной ИТ-инфраструктуры.

·       Разграничение прав пользователей на отдельные компоненты ОС «СтаРТ».

·       Ведение системных журналов ОС «СтаРТ», возможность их анализа администратором Системы.

                                                 Архитектура и состав ОС «СтаРТ»

В состав ОС «СтаРТ» входят следующие модули:

·       Ядро операционной системы — kernel

·       Программный модуль, управляющий файловыми системами.

·       Командный процессор — shell — выполняющий команды пользователя.

·       Драйверы периферийных устройств и динамические модули.

·       Программные модули графического оконного менеджера.

·       Библиотеки системных функций и сетевые службы.

·       Прикладные программы общего и системного назначения.

Схематичное представление архитектуры ОС «СтаРТ» представлено на Рис.1.

Рис.1. Архитектура ОС «СтаРТ»

     Структура ядра ОС составляет две основные группы: собственно ядро kernel и загружаемые модули, выполняющие вспомогательные функции ОС. Одним из определяющих свойств ядра является работа в привилегированном режиме.

                   

Рис.2. Структура ядра ОС «СтаРТ»

     Ядро kernel выполняет базовые функции ОС, такие как управление процессами, системой прерываний, памятью, устройствами ввода-вывода, и функции организации вычислительного процесса (API): переключение контекстов, загрузка/вы­грузка страниц, обработка прерываний.

     Помимо модулей, которые постоянно находятся в оперативной памяти, в ОС имеются библиотеки процедур различного назначения, упрощающие работу при­ложений и обеспечивающие межпроцессное взаимодействие между ОС и прикладными программами. Библиотеки обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными.

                                                Основные функции ОС «СтаРТ»:

·       управление устройствами компьютера (ресурсами), т.е. согласованная работа всех аппаратных средств ПК: стандартизованный доступ к периферийным устройствам, управление оперативной памятью и др.

·       управление процессами, т.е. выполнение программного кода и его взаимодействие с устройствами компьютера.

·       управление доступом к данным как в виде файлов, так и в виде сетевых ресурсов.

·       управление локальной и сетевой файловыми структурами.

·       пользовательский интерфейс, т.е. диалог с пользователем.

                                           Дополнительные функции ОС «СтаРТ»:

·       параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

·       взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

·       защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений.

·       разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

                                                      Дистрибутив ОС «СтаРТ»:

                          

      Дистрибутив ОС «СтаРТ» поставляется в виде ISO-образа для загрузки с сервера компании-поставщика. В дистрибутиве имеются драйверы для часто встречающегося оборудования и чипов вычислительных систем, однако, при необходимости можно запросить у поставщика обновленную версию под конкретное устройство, если таковое не было сделано на этапе установки.

     Установка производится либо путем монтирования полученного ISO-образа через виртуальный привод, либо путем записи ISO-образа на DVD-R носитель и последующей загрузки с него. В процессе установки необходимо выбрать параметры в соответствии с целями и условиями установки. За дополнительной информацией обращайтесь к поставщику дистрибутива.

     При оформлении подписки доступно онлайн обновление ОС «СтаРТ» и установка пакетов программ для различных профилей использования серверной или настольной версии системы.

Дистрибутив образа операционной системы можно скачать по ссылке: 

http://download.corptec.ru/StaRT/2.1/ISO/StaRT-2.1-x86_64-DVD.iso

Для предоставления кода для скачивания образа операционной системы вам необходимо прислать запрос по адресу электронной почты: [email protected].

Скачать руководство Администратора: https://clck.ru/QXSvJ;

Скачать руководство Пользователя: https://clck.ru/QXSxg;

Скачать руководство по установке Операционной системы:  https://clck.ru/T4n9p

Цена выдается по запросу.

Операционная система как средство управления ресурсами типовой микро ЭВМ.

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающий контроль за существованием (некоторые из ресурсов ВС, как мы знаем, являются программными или логическими/виртуальными и создаются под контролем операционной системой), распределением и использованием ресурсов ВС.

Типовая структура ОС
Ядро – резидентная часть ОС, работающая в режиме супервизора. В ядре размещаются программы обработки прерываний и драйверы наиболее «ответственных» устройств. Это могут быть и физические, и виртуальные устройства. Например, в ядре могут располагаться драйверы файловой системы, ОЗУ. Обычно ядро работает в режиме физической адресации.
Следующие уровни структуры – динамически подгружаемые драйверы физических и виртуальных устройств. Это драйверы, добавление которых в систему возможно «на ходу» без перекомпоновки программ ОС. Они могут являться резидентными и нерезидентными, а также могут работать как в режиме супервизора, так и в пользовательском режиме. 
Можно выделить следующие основные логические функции ОС:

• управление процессами;
• управление ОП;
• планирование;
• управление устройствами и ФС.

Управление процессами. Жизненный цикл процесса
Рассмотрим типовые этапы обработки процесса в системе, совокупность этих этапов будем назвать жизненным циклом процесса в системе. Традиционно, жизненный цикл процесса содержит этапы:

• образование (порождение) процесса;
• обработка (выполнение) процесса;
• ожидание (по тем или иным причинам) постановки на выполнение;
• завершение процесса.

Планирование
Важной проблемой, на решение которой ориентированы многие компоненты современных ОС, является проблема планирования предоставления тех или иных услуг или функций операционной системой. Традиционно, в состав задач планирования ОС могут входить следующие:

•  
  • планирование очереди процессов на начало обработки процессором;
  • планирование распределения времени ЦП между обрабатываемыми в мультипрограммном режиме процессами;
  • планирование порядка обработки заказов на обмен с ВУ;
  • планирование порядка обработки прерываний;
  • планирование использования ОЗУ (организация свопинга).

В целом, комплексное решение задач планирования в ОС определяет основные эксплуатационные качества каждой конкретной системы. Рассмотрим типовые задачи планирования и модельные решения этих задач.

Планирование очереди процессов на начало обработки ЦП
При планировании очереди процессов на начало обработки ЦП могут применяться как примитивные стратегии организации очереди FIFO, так и стратегии, учитывающие не только порядок поступления в очередь, но и объем ресурсов, продекламированных процессами для использования. В общем случае очередь процессов в БВП может предоставляться как объединение подочередей, где каждая подочередь включает в себя определенные классы процессов (например, такая классификация может строиться на объеме запрашиваемых ресурсов и/или типе процесса). При этом возможно определение приоритета каждой из очередей (сначала рассматриваются непустые очереди с наименьшим приоритетом).

Планирование распределения времени работы ЦП между процессами
Здесь существует несколько проблем:

• величина кванта времени работы ЦП, выделяемого выполняемому процессу.
• стратегия выбора процесса, который будет выполняться ЦП из множества процессов, готовых к исполнению и размещенных в БОП.

 

Функции операционной системы

| HowStuffWorks

На простейшем уровне операционная система выполняет две функции:

1. Она управляет аппаратными и программными ресурсами системы. В компьютерах, планшетах и ​​смартфонах к этим ресурсам относятся процессоры, память, дисковое пространство и многое другое.
2. Он предоставляет приложениям стабильный и последовательный способ работы с оборудованием без необходимости знать все подробности об оборудовании.

Первая задача, управление аппаратными и программными ресурсами, очень важна, поскольку различные программы и методы ввода конкурируют за внимание центрального процессора (CPU) и требуют памяти, хранилища и ввода / вывода (I / O) пропускная способность для собственных целей.В этом качестве операционная система играет роль хорошего родителя, следя за тем, чтобы каждое приложение получало необходимые ресурсы, при этом хорошо взаимодействуя со всеми другими приложениями, а также поддерживая ограниченные возможности системы к лучшему из всех возможных. пользователи и приложения.

Вторая задача, обеспечение согласованного пользовательского интерфейса, особенно важна, если существует более одного компьютера определенного типа, использующего операционную систему, или если оборудование, составляющее компьютер, когда-либо может быть изменено.Согласованный интерфейс прикладного программирования (API) позволяет разработчику программного обеспечения писать приложение на одном компьютере и иметь высокий уровень уверенности в том, что оно будет работать на другом компьютере того же типа, даже если объем памяти или количество хранение на двух машинах разное.

Даже если конкретный компьютер уникален, операционная система гарантирует, что приложения продолжают работать при обновлении оборудования и обновлении. Это связано с тем, что операционная система, а не приложение, отвечает за управление оборудованием и распределение его ресурсов.Одна из проблем, с которыми сталкиваются разработчики, — поддерживать гибкость своих операционных систем, позволяющую запускать оборудование тысяч поставщиков, производящих компьютерное оборудование. Сегодняшние системы могут вместить тысячи различных принтеров, дисковых накопителей и специальных периферийных устройств в любой возможной комбинации.

Версия операционной системы — обзор

PowerVM — это виртуализация без ограничений. Компании обращаются к виртуализации PowerVM, чтобы консолидировать несколько рабочих нагрузок на меньшем количестве систем, повысить коэффициент использования серверов и снизить затраты.PowerVM обеспечивает безопасную и масштабируемую среду виртуализации для приложений AIX, IBM i и Linux, основанную на расширенных функциях обеспечения надежности, доступности и удобства обслуживания (RAS), при этом превосходя по производительности платформу Power Systems.

PowerVM Enterprise имеет две новые лидирующие в отрасли возможности, называемые активным совместным использованием памяти и мобильностью живых разделов. Active Memory Sharing интеллектуально перенаправляет системную память из одного раздела в другой по мере изменения требований рабочей нагрузки. Live Partition Mobility позволяет перемещать работающий раздел с одного сервера на другой без простоя приложений, что приводит к лучшему использованию системы, повышению доступности приложений и экономии энергии.Благодаря Live Partition Mobility запланированные простои приложений из-за регулярного обслуживания сервера могут уйти в прошлое.

16.2.1 Виртуальная сеть PowerVM

Ключевыми виртуальными сетевыми компонентами в PowerVM являются хост-адаптер Ethernet (HEA) [или интегрированный виртуальный Ethernet (IVE)], Интернет-протокол версии 6 (IPv6), агрегация каналов (или EtherChannel), совместно используемый Адаптер Ethernet и VLAN.

Технология Virtual Ethernet упрощает обмен данными на основе IP между логическими разделами в одной системе с помощью систем программной коммутации с поддержкой VLAN.Используя технологию Shared Ethernet Adapter, логические разделы могут обмениваться данными с другими системами за пределами аппаратного блока без назначения физических слотов Ethernet логическим разделам.

16.2.1.1 Хост-адаптер Ethernet

HEA — это физический адаптер Ethernet, который интегрирован непосредственно в шину GX + в управляемой системе. HEA также известны как адаптеры IVE. Несколько логических разделов могут напрямую подключаться к HEA и использовать ресурсы HEA. Это позволяет этим логическим разделам получать доступ к внешним сетям через HEA без необходимости проходить через мост Ethernet в другом логическом разделе.Чтобы подключить логический раздел к HEA, вы должны создать логический HEA (LHEA). LHEA — это представление физического HEA на логическом разделе. Когда вы создаете LHEA для логического раздела, вы указываете ресурсы, которые логический раздел может использовать на реальном физическом HEA.

Каждый логический раздел может иметь один LHEA для каждого физического HEA в управляемой системе. Каждый LHEA может иметь один или несколько логических портов, и каждый логический порт может подключаться к физическому порту на HEA.

Вы можете настроить логический раздел так, чтобы он был единственным логическим разделом, имеющим доступ к физическому порту HEA, указав неразборчивый режим для LHEA, назначенного логическому разделу.Когда LHEA находится в беспорядочном режиме, никакие другие логические разделы не могут получить доступ к логическим портам физического порта, который связан с LHEA, находящимся в беспорядочном режиме. Вы можете настроить логический раздел на неразборчивый режим в следующих ситуациях:

1.

Если вы хотите подключить более 16 логических разделов друг к другу и к внешней сети через физический порт на HEA, вы можете создать логический порт в логическом разделе VIOS (сервер виртуального ввода-вывода) и настроить мост Ethernet между логическим портом и виртуальным адаптером Ethernet в VLAN.Это позволяет всем логическим разделам с виртуальными адаптерами Ethernet в VLAN взаимодействовать с физическим портом через мост Ethernet. Если вы настраиваете мост Ethernet между логическим портом и виртуальным адаптером Ethernet, физический порт, подключенный к логическому порту, должен иметь следующие свойства:

—

Физический порт должен быть настроен так, чтобы Virtual I / O Логический раздел сервера — это логический раздел, работающий в беспорядочном режиме для физического порта.

–

Физический порт может иметь только один логический порт.

2.

Вы хотите, чтобы логический раздел имел выделенный доступ к физическому порту.

3.

Вы хотите использовать такие инструменты, как tcpdump или iptrace.

Логический порт может взаимодействовать со всеми другими логическими портами, которые подключены к тому же физическому порту на HEA. Физический порт и связанные с ним логические порты образуют логическую сеть Ethernet.Широковещательные и многоадресные пакеты распределяются в этой логической сети, как если бы это была физическая сеть Ethernet. Вы можете подключить до 16 логических портов к физическому порту с помощью этой логической сети.

Вы можете настроить каждый логический порт на ограничение или разрешение пакетов, помеченных для определенных VLAN. Вы можете настроить логический порт для приема пакетов с любым идентификатором VLAN или настроить логический порт на прием только указанных идентификаторов VLAN. Вы можете указать до 20 индивидуальных идентификаторов VLAN для каждого логического порта.

16.2.1.2 Интернет-протокол версии 6

IPv6 — это IPv6 следующего поколения, который постепенно заменяет текущий Интернет-стандарт версии 4 (IPv4). Ключевым усовершенствованием IPv6 является расширение пространства IP-адресов с 32 бит до 128 бит, что обеспечивает практически неограниченное количество уникальных IP-адресов.

IPv6 обеспечивает несколько преимуществ по сравнению с IPv4, включая расширенную маршрутизацию и адресацию, упрощение маршрутизации, упрощение формата заголовков, улучшенное управление трафиком, автоконфигурацию и безопасность.

16.2.1.3 Агрегирование каналов или устройства EtherChannel

Устройство объединения каналов или EtherChannel — это технология объединения сетевых портов, которая позволяет объединять несколько адаптеров Ethernet. В этом случае адаптеры могут действовать как единое устройство Ethernet. Агрегация каналов помогает обеспечить большую пропускную способность по одному IP-адресу, чем это было бы возможно с одним адаптером Ethernet.

Например, ent0 и ent1 могут быть объединены в ent3. Система рассматривает эти агрегированные адаптеры как один адаптер, и всем адаптерам в устройстве агрегации каналов назначается один и тот же аппаратный адрес, поэтому они обрабатываются удаленными системами, как если бы они были одним адаптером.

Объединение каналов связи может помочь обеспечить большую избыточность, поскольку отдельные каналы могут выйти из строя, и устройство объединения каналов переключится на другой адаптер в устройстве для поддержания связи. Например, в предыдущем примере, если ent0 выходит из строя, пакеты автоматически отправляются на следующий доступный адаптер, ent1, без нарушения существующих пользовательских подключений. Ent0 автоматически возвращается к работе на устройстве агрегации каналов, когда оно восстанавливается.

16.2.1.4 Адаптеры Virtual Ethernet

Адаптеры Virtual Ethernet позволяют клиентским логическим разделам отправлять и получать сетевой трафик без физического адаптера Ethernet.Адаптеры Virtual Ethernet позволяют логическим разделам в одной системе обмениваться данными без использования физических адаптеров Ethernet. В системе адаптеры виртуального Ethernet подключены к коммутатору виртуального Ethernet IEEE 802.1q. Используя эту функцию переключения, логические разделы могут взаимодействовать друг с другом с помощью адаптеров виртуального Ethernet и назначения идентификаторов VLAN (VID). С помощью VID адаптеры виртуального Ethernet могут совместно использовать общую логическую сеть. Система передает пакеты, копируя пакет непосредственно из памяти логического раздела отправителя в буферы приема логического раздела получателя без какой-либо промежуточной буферизации пакета.

Виртуальные адаптеры Ethernet можно использовать без виртуального сервера ввода-вывода, но логические разделы не смогут связываться с внешними системами. Однако в этой ситуации вы можете использовать другое устройство, называемое HEA (или IVE), для облегчения связи между логическими разделами в системе и внешними сетями.

16.2.1.5 Виртуальные локальные сети

VLAN позволяют логически сегментировать физическую сеть. VLAN — это метод логического сегментирования физической сети таким образом, чтобы возможность подключения на уровне 2 была ограничена членами, принадлежащими к той же VLAN.Это разделение достигается путем пометки пакетов Ethernet информацией об их членстве в VLAN и последующего ограничения доставки членам этой VLAN. VLAN описывается стандартом IEEE 802.1Q.

Информация тега VLAN называется VID. Порты на коммутаторе настроены как члены VLAN, обозначенной VID для этого порта. VID по умолчанию для порта называется VID порта (PVID). VID может быть добавлен к пакету Ethernet либо хостом, поддерживающим VLAN, либо коммутатором в случае хостов, не поддерживающих VLAN.Следовательно, порты на коммутаторе Ethernet должны быть настроены с информацией, указывающей, поддерживает ли подключенный хост VLAN.

Для хостов, не поддерживающих VLAN, порт настраивается как нетегированный, и коммутатор помечает все пакеты, входящие через этот порт, с помощью PVID. Он также снимет теги со всех пакетов, выходящих из этого порта, перед доставкой на хост, не имеющий информации о VLAN. Порт, используемый для подключения хостов, не поддерживающих VLAN, называется немаркированным портом, и он может быть членом только одной VLAN, идентифицируемой по его PVID.Хосты, поддерживающие VLAN, могут вставлять и удалять свои собственные теги и могут быть членами более чем одной VLAN. Эти хосты обычно присоединяются к портам, которые не удаляют теги перед доставкой пакетов на хост, но вставляют тег PVID, когда нетегированный пакет входит в порт. Порт будет разрешать только пакеты, которые не помечены или помечены тегом одной из сетей VLAN, к которой принадлежит порт. Эти правила VLAN являются дополнением к обычным правилам пересылки на основе MAC-адресов, за которыми следует коммутатор.Следовательно, пакет с MAC-адресом назначения широковещательной или многоадресной рассылки также доставляется на порты-участники, принадлежащие VLAN, которая определяется тегами в пакете. Этот механизм обеспечивает логическое разделение физической сети на основе членства в VLAN.

16.2.1.6 Общие адаптеры Ethernet

При использовании общих адаптеров Ethernet в логическом разделе Virtual I / O Server адаптеры виртуального Ethernet в клиентских логических разделах могут отправлять и получать внешний сетевой трафик.

Используя общий адаптер Ethernet, логические разделы в виртуальной сети могут совместно использовать доступ к физической сети и обмениваться данными с автономными серверами и логическими разделами в других системах. Общий адаптер Ethernet устраняет необходимость для каждого клиентского логического раздела иметь выделенный физический адаптер для подключения к внешней сети.

Общий адаптер Ethernet обеспечивает доступ путем соединения внутренних VLAN с VLAN на внешних коммутаторах. Используя это соединение, логические разделы могут совместно использовать IP-подсеть с автономными системами и другими внешними логическими разделами.Общий адаптер Ethernet пересылает исходящие пакеты, полученные от виртуального адаптера Ethernet, во внешнюю сеть и пересылает входящие пакеты в соответствующий клиентский логический раздел по каналу виртуального Ethernet к этому логическому разделу. Общий адаптер Ethernet обрабатывает пакеты на уровне 2, поэтому исходный MAC-адрес и теги VLAN пакета видны другим системам в физической сети.

Общий адаптер Ethernet имеет функцию распределения полосы пропускания, также известную как качество обслуживания виртуального сервера ввода-вывода (QoS).QoS позволяет VIOS (сервер виртуального ввода-вывода) давать более высокий приоритет некоторым типам пакетов. В соответствии со спецификацией IEEE 802.1Q администраторы виртуального сервера ввода-вывода могут дать команду совместно используемому адаптеру Ethernet проверять мостовой трафик с тегами VLAN на предмет поля приоритета VLAN в заголовке VLAN. 3-битное поле приоритета VLAN позволяет установить приоритет каждого отдельного пакета со значением от 0 до 7, чтобы отличить более важный трафик от менее важного. Более важный трафик отправляется предпочтительно и использует большую полосу пропускания VIOS (сервер виртуального ввода-вывода), чем менее важный трафик.

В зависимости от значений приоритета VLAN, содержащихся в заголовках VLAN, пакеты имеют следующий приоритет:

Значение приоритета и важность

1 (наиболее важный)

2

0 (по умолчанию)

3

4

5

6

7 (наименее важно)

Администратор Virtual I / O Server может использовать QoS, установив атрибут qos_mode для общего адаптера Ethernet в строгий или свободный режим.По умолчанию это отключенный режим. Следующие определения описывают эти режимы:

Отключенный режим : это режим по умолчанию. Трафик VLAN не проверяется на предмет наличия поля приоритета.

Строгий режим : более важный трафик передается по мосту через менее важный. Этот режим обеспечивает лучшую производительность и большую пропускную способность для более важного трафика; однако это может привести к значительным задержкам для менее важного трафика.

Свободный режим : на каждый уровень приоритета устанавливается ограничение, так что после отправки определенного количества байтов для каждого уровня приоритета обслуживается следующий уровень.Этот метод гарантирует, что все пакеты в конечном итоге будут отправлены. В этом режиме более важный трафик получает меньшую полосу пропускания, чем в строгом режиме; однако ограничения в свободном режиме таковы, что для более важного трафика отправляется больше байтов, поэтому он по-прежнему получает большую полосу пропускания, чем менее важный трафик (рисунок 16.4).

Рисунок 16.4. Сеть в PowerVM [1].

Документация по операционным системам и производителям

Этот независимый проект стремится стать одним из лучших общедоступных онлайн-ресурсов для всех людей, которые ищут информацию об операционных системах и их производителях.Факты об истории операционных систем сохраняются на долгое время. Документация началась более 15 лет назад, 16 ноября 2000 года, с регистрации домена этого веб-сайта.

Со временем проект сильно разросся и продолжает расти. Вы найдете огромное количество снимков экрана и подробных статей о различных операционных системах, доступных для самых разных компьютеров. Контент активно поддерживается на немецком и английском языках.

Объективные статьи остаются в центре внимания.Доступная информация об операционных системах и их разработчиках растет с каждой обратной связью и выпуском авторов. Не стесняйтесь обращаться ко мне за любыми отзывами и не забудьте проверить журнал изменений на предмет последних изменений на этом веб-сайте.

Windows 10

Последняя версия операционной системы Microsoft для всех платформ. Предлагает инновационные функции и современный пользовательский интерфейс с различными улучшениями. Более быстрый процесс загрузки и производительность относительно времени автономной работы.Представляем новый браузер Edge и персонального помощника Cortana с функцией распознавания речи. Снова включает стартовое меню по запросу сообщества. В главной роли — оболочка linux bash. Юбилейное обновление Windows 10 от Microsoft улучшило общие возможности многих функций в августе 2016 года. Подробнее о Windows 10

Windows 8

Преемник Windows 7 и уникально определяется пользовательским интерфейсом в стиле Metro с поддержкой сенсорного экрана.Видение будущего компьютеров Microsoft появилось на рынке в октябре 2012 года. Включает в себя динамический интерфейс на основе плиток и классический рабочий стол. Оптимизирован для современного оборудования и увеличенного времени автономной работы. Лучшее время загрузки и распределение ресурсов по сравнению с Windows 7. Представляем Магазин Windows для установки новых приложений. Улучшенная функция поиска. Подробнее о Windows 8

Mac OS 9

Основная операционная система Apple для PowerPC с 1999 года.Mac OS означает операционная система Macintosh и предлагает инновационные возможности использования. Поддержка нескольких пользователей и вход с функцией голосового подтверждения. Вы можете зашифровать и расшифровать файлы с помощью Apple File Security. Помощник поиска Шерлок 2 был улучшен. Последняя классическая среда Mac OS, поддержка которой прекращена в конце 2001 года. Подробнее о Mac OS

ОС Android

Специальная операционная система на базе ядра Linux для мобильных устройств.В июле 2005 года Google купила Android Inc. у Энди Рубина, чтобы вывести бесплатную мобильную платформу с открытым исходным кодом на новый уровень. Многие производители смартфонов предлагают свои собственные устройства с пользовательской операционной системой Android. С момента первого выпуска в октябре 2008 года она быстро стала ведущей операционной системой для мобильных устройств с долей 43,4% (Gartner, 2 квартал 2011 г.) и 86,2% (Gartner, 2 квартал 2016 г.) для всех проданных мобильных устройств. Подробнее об Android OS

Debian GNU / Linux

Один из основных дистрибутивов Linux, ориентированный на стабильность и безопасность, инициированный Яном Мердоком 16 августа 1993 года.Сосредоточение внимания на некоммерческих целях, сообществе и истинном программном обеспечении GPL. Вы можете выбирать между различными средами рабочего стола и тысячами приложений. Эта операционная система совместима с широким спектром компьютеров и архитектур. Подробнее о Debian GNU / Linux

eComStation

Лицензионная коммерческая операционная система OS / 2, разработанная Serenity Systems с 2000 года. Полностью совместима с IBM OS / 2, DOS и Windows 3.1 программы для запуска на современном оборудовании. Эта операционная система используется в 2016 году предприятиями для запуска своих существующих специализированных программ. С 2013 года XEU.com B.V. является владельцем и дистрибьютором программного обеспечения и торговой марки eComStation. Подробнее о eComStation

Haiku

Официальный преемник BeOS с открытым исходным кодом для переписывания исходного кода с нуля или использования существующего кода с открытым исходным кодом, такого как Tracker и Deskbar, на которых работает рабочий стол BeOS.Ранее запущенная 18 августа 2001 года как OpenBeOS, в 2004 году она была переименована в Haiku. Экономичный дизайн и быстрое реагирование на потребительский опыт BeOS. Операционная система находится в стадии альфа-разработки, начиная с версии R1 / Alpha 4.1 от 14 ноября 2012 г. Подробнее о Haiku

Windows 7

Преемник Windows Vista, выпущенный в октябре 2009 года. Пользователь получает выгоду от улучшенной производительности, новых программных функций и недавней поддержки оборудования.Настройки панели задач, библиотек и интерфейса Aero повышают удобство использования. Один из самых известных выпусков Windows с долей рынка 57% в 2015 году. Подробнее о Windows 7

Windows ME

Windows Millennium Edition была выпущена 14 сентября 2000 года как преемница Windows 98 Second Edition и предназначена для потребителей. Он отличается улучшенной стабильностью и новыми функциями, такими как защита системных файлов и восстановление системы.Эта версия воспринималась как временная остановка до следующего крупного выпуска Windows XP и стала гораздо менее популярной. Подробнее о Windows ME

Zeta

Коммерческий дистрибутив BeOS разработан yellowTAB из Германии, позже эксклюзивно magnussoft. У Palm была получена лицензия на использование и разработку исходного кода BeOS. Первый выпуск операционной системы Zeta Neo состоялся в октябре 2004 г., разработка и продажа прекратились 5 апреля 2007 г. Подробнее о Zeta

QNX

Операционная система реального времени с микроядром и совместимость со стандартом POSIX.Эта операционная система разработана QNX Software Systems и имеет сильные стороны в разработке программного обеспечения, управлении промышленными роботами, автомобильными и встраиваемыми устройствами. Подробнее о QNX

RISC OS

Компьютерная операционная система с сокращенным набором команд была впервые использована в компьютерах Acorn Archimedes в 1987 году. RISC OS — это операционная система на основе ПЗУ, но не ограничиваясь этим. Очень эффективен с точки зрения удобства использования и потребления энергии. RISC OS 6.20 — последняя версия от декабря 2009 года.Подробнее о RISC OS

Одна из лучших компаний по поиску продвинутых писателей для помощи в академическом письме.

Чувствуете себя застрявшим во время написания статьи? Купите индивидуализированное эссе в надежном сервисе, чтобы получить лучшую оценку

AssignmentCore.com — это сервис, в котором эксперты по программированию выполняют задания по программированию любой сложности

Codingzap предлагает широкий спектр домашних заданий по программированию. Справочные услуги для студентов

Что такое операционная система?

Какие задания выполняет операционная система? Узнайте, как ОС планирует программы в памяти и о роли виртуальной памяти.

Операционные системы — это программные системы, управляющие ресурсами компьютера. Это программное обеспечение, которое позволяет приложениям взаимодействовать с оборудованием компьютера. Программное обеспечение может напрямую взаимодействовать с оборудованием. Но большая часть программного обеспечения не написана для конкретного оборудования — операционная система заботится о взаимодействии с оборудованием. На самых ранних компьютерах не было операционных систем. Каждая программа, работающая на компьютере, должна была включать весь код для запуска компьютера и взаимодействия с оборудованием, а также для выполнения своих фактических функций.Это усложняло создание каждой компьютерной программы. Каждая программа могла работать только на той машине, для которой она была создана. До появления операционных систем компьютерные программы запускались отдельными людьми. Буквальная очередь людей выстраивалась перед компьютером со своими программами, загруженными на магнитную ленту или перфокарты. Они физически загружали свою программу в машину и ждали ее завершения. Поскольку компьютеры стали быстрее обрабатывать информацию, время, затрачиваемое оператором на загрузку программы в компьютер, иногда превышало время ее выполнения.Эти операторы должны будут планировать различные программы в зависимости от ресурсов, необходимых программам. Операционные системы заменили этих людей-операторов, планируя программы в памяти. Для запуска программы необходимо выполнить следующие шаги:

• Программа будет загружена в компьютер.
• Операционная система зарезервировала бы часть ОЗУ для программы.
• Программа будет скопирована с магнитной ленты или перфокарт в оперативную память.
• После того, как было запланировано выполнение, ЦП извлек инструкции из области памяти первой инструкции в программе.
• После этого программа запустится.

В более поздние годы программы существовали внутри компьютера на жестком диске (а не загружались с помощью перфокарт или ленты). По мере того, как объем оперативной памяти увеличивался, в нее можно было загружать несколько программ одновременно. Операционная система предоставит второй программе другой раздел ОЗУ. Это планирование привело к проблеме, называемой фрагментацией памяти.

Фрагментация памяти

Хотите, чтобы
продолжал учиться?

Этот контент взят из онлайн-курса
Raspberry Pi Foundation,

Понимание компьютерных систем

Посмотреть курс

Фрагментация памяти происходит, когда программы загружаются в ОЗУ в разное время, когда становится доступным пространство.Вот пример того, как это могло произойти: 1. Программа A загружается по адресу 0 в ОЗУ, и ей дается 5 МБ ОЗУ для запуска. Программа B загружается по адресу 5242880, и ей предоставляется 3 МБ ОЗУ для запуска. 2. Программа А завершается. Программа C (3 МБ) загружается по адресу 0. Поскольку программе C не требуется 5 МБ, в ОЗУ образовался пробел. 3. Программе D требуется 5 МБ памяти. Зазор в 2 МБ слишком мал, поэтому программа D помещается в другое место в ОЗУ. Разрыв остается. По мере загрузки и завершения большего количества программ возникает больше пропусков. В конце концов у вас закончится память, даже если у вас много памяти в этих пробелах.Операционная система решает эту проблему за счет использования виртуальной памяти для отображения физической памяти.

Виртуальная память

Виртуальная память — это метод управления памятью. Часть оборудования, называемая блоком управления памятью (MMU), сопоставляет виртуальный адрес с физическим адресом. При загрузке программам дается виртуальный адрес 0, сколько им нужно. MMU помещает программу везде, где есть место в ОЗУ. Он также может разбивать программу по ОЗУ, заполняя любые пробелы. Давайте посмотрим на приведенный выше сценарий с использованием MMU и виртуальной памяти.1. Программа A загружается по адресу 0 в ОЗУ, и ей дается 5 МБ ОЗУ для запуска. Ему дается виртуальный адрес от 0 до 5242880. Программа B загружается по адресу 5242880, и ей дается 3 МБ ОЗУ для запуска. Ему дается виртуальный адрес от 0 до 3145728. 2. Программа А завершается. Программа C получает виртуальный адрес от 0 до 3145728. Мы помещаем C в 0 в ОЗУ. Теперь в оперативной памяти есть пробел. 3. Программе D требуется 5 МБ памяти. Разрыв слишком мал. Программа D разделена на две части: 2 МБ помещаются в 3145728, 3 МБ помещаются в 8388608.Программе D дается адрес виртуальной памяти от 0 до 5242880. Используя эту технику виртуальной памяти, в ОЗУ нет пробелов, и вам не будет хватать памяти так же легко, как раньше. Каждая программа самодостаточна. Он не перезаписывает никакие другие программы. Неважно, где программа находится в памяти, MMU делает все отображение. Программы больше не нужно объединять в один непрерывный блок.

Другие роли ОС

Помимо планирования программ в памяти, операционные системы планируют, как программы используют ЦП (мы рассмотрим это более подробно на следующем шаге).Операционные системы также играют роль в управлении доступом к различным уровням ресурсов. Это защищает целостность системы, о чем мы также поговорим позже. Другие роли операционной системы включают:

• Взаимодействие с оборудованием через драйверы, написанные для определенного оборудования и ОС.
• Предоставляет служебное программное обеспечение, такое как программное обеспечение для управления дисками или обеспечения безопасности.
• Работа с событиями ввода / вывода, такими как нажатие клавиши.

Операционные системы также должны предоставлять пользовательские интерфейсы, позволяющие пользователям взаимодействовать с ними и запускать программы.ОС также управляет файловой структурой на устройствах хранения, а также контролирует, какие пользователи имеют доступ к этим файлам и программам. Чем ОС, работающая на автоматизированном заводском компьютере, будет отличаться от ОС на смартфоне? Делитесь своими мыслями в комментариях.

Хотите продолжать учиться?

Этот контент взят из онлайн-курса Raspberry Pi Foundation

.

Понимание компьютерных систем

Посмотреть курс

Какая у вашей компании операционная система?

^{Эффективность вашего бизнеса зависит от платформы, на которой он работает.}

В этом неспокойном мире мы все можем согласиться с тем, что заполнение одной и той же информации в нескольких формах в DMV сводит с ума. То же самое и с огромным количеством бумажной волокиты, которую мы ведем в кабинете врача или стоматолога.

И почему эти информационные ящики такие садистски маленькие? Кто вообще так пишет?

Достаточно ли мощна ОС вашего предприятия для работы всех аспектов вашей организации?

getty

Если вы похожи на меня, то, вероятно, подумали про себя: «Должен быть способ получше.«И если вы, скажем, инженер-программист (как и я), вы, вероятно, потратили некоторое время на размышления о том, что это могло бы быть. В конце концов, у моей страховой компании (и у правительства) уже есть информация, необходимая для заполнения этих форм. Почему они не могут выполнить предварительное заполнение, используя ссылочный номер или QR-код, чтобы найти то, что нужно?

Это разочарование перекликается с более серьезной проблемой цифровой трансформации. Слишком часто компании сосредотачиваются только на преобразовании бумаги в пиксели. Однако, если мы сделаем шаг назад и переосмыслим, что клиенты и сотрудники получают от того, как потоки информации и как выполняется работа в организации, проявляются экспоненциальные преимущества цифровой трансформации.

Корпоративная ОС

Как это переосмыслить?

Один из способов — представить себе предприятие — само предприятие — как имеющее операционную систему (ОС). Представьте, что ваша компания похожа на компьютер со всей архитектурой, которая необходима любому современному компьютеру для правильного функционирования: входы и выходы, процессы, задачи, хранение, координация, связь и, конечно же, приложения, которые выполняют видимую работу.

Какая операционная система, по вашему мнению, является основой вашей компании? Есть ли он вообще? Я не говорю о Windows, Linux или MacOS, хотя они важны для индивидуальной продуктивности.Я имею в виду платформу, которая направляет работу через предприятие и связывает воедино все его разрозненные отделы, людей, процессы и общие данные.

В примере с кабинетом врача ОС будет знать, когда обратиться в страховую компанию, чтобы получить информацию о пациенте, и автоматизирует последующие визиты пациентов, позволяя врачам назначать дополнительные задачи персоналу в зависимости от индивидуальных потребностей пациента.

Это ядро ​​того, что делает ОС. Он позволяет приложениям, работающим поверх него, легко обмениваться данными друг с другом, хранить и обмениваться данными между приложениями, а также управлять потоком данных через компьютер.Он не обрабатывает текст, электронные таблицы или электронную почту — его цель тонкая и фундаментальная, и многие люди не осознают, что она там есть.

Или давайте возьмем другой, более непосредственный пример: браузер, который вы используете для чтения этой статьи прямо сейчас. Сам браузер не умеет подключаться к Интернету, печатать или сохранять на диск. Это операционная система, которая позволяет нескольким разрозненным приложениям работать вместе для решения задач, которые по отдельности они не могут.

Ваша компания настолько сильна, насколько она способна объединить внутренние процессы.

getty

А теперь подумайте о своей собственной организации. Могут ли его различные рабочие бункеры обмениваться данными и передавать работу так же легко, как ваш компьютер? Могут ли сотрудники одного отдела выполнять свои собственные задачи и беспрепятственно передавать дополнительные задачи другим отделам без необходимости копировать / вставлять, отправлять электронную почту или общаться в чате?

Ответ, вероятно, не в том, что вам не хватает ОС. Скорее всего, вы решили создать, возможно, случайно, свою собственную ОС, объединив набор настраиваемых приложений, которые облегчают взаимодействие между различными заинтересованными сторонами и отделами в компании.Эти усилия колоссальны и бесконечны по своему характеру, потому что они построены без истинного фундамента — как в техническом, так и в стратегическом плане.

Подключите свою организацию

Хорошие новости: есть способ объединить эти разрозненные системы и процессы.

Как настоящая ОС, платформа Now Platform работает с единым набором данных для планирования, назначения и передачи работы между людьми и отделами, что позволяет обмениваться информацией между частями компании и платформой, которые сначала кажутся удаленными и не связанные.

Вот как NHS Scotland успешно масштабировала свою программу вакцинации — с помощью нашего приложения управления вакцинами, чтобы объединить интерфейсное планирование пациентов, внутренние системы инвентаризации и инструменты для наблюдения за клиницистами в один связанный рабочий процесс.

Когда у вас будет такой тип подключения, управляемый базовой ОС, вы рано поймете преимущества цифровой трансформации и будете пожинать плоды на долгие годы.

В этом мире разрозненность обходится дорого, а разрозненные организации обречены.Правильная ОС играет решающую роль в том, насколько эффективно выполняется работа и насколько довольны ваши клиенты и сотрудники. Гибкая корпоративная ОС мирового класса так же важна для вашего бизнеса, как и традиционная ОС для вашего компьютера.

А теперь пора спросить себя: «Какая ОС у моей компании?» Если способ работы вашего бизнеса больше похож на Amiga, чем на iOS, пришло время создать надлежащую платформу цифрового рабочего процесса.

Особая благодарность Евгению Чувырову за его вклад и поддержку.

Общие сведения о вашем компьютере: операционные системы

Операционная система — это самая основная программа, которая работает на вашем компьютере. Он служит основой того, как работает все остальное.

Что такое операционная система?

Операционная система (ОС) — это основная программа на компьютере. Он выполняет множество функций, в том числе

• , определяет, какие типы программного обеспечения можно установить.
• координирует приложения, работающие на компьютере в любой момент времени.
• проверяет, что отдельные компоненты оборудования, такие как принтеры, клавиатуры и диск. диски, все обмениваются данными правильно
• , позволяя приложениям, таким как текстовые процессоры, почтовые клиенты и веб-браузеры, выполнять задачи в системе (например,g., рисование окон на экране, открытие файлов, обмен данными по сети) и использование других системных ресурсов (например, принтеров, дисководов)
• сообщений об ошибках

ОС также определяет, как вы видите информацию и выполняете задачи. Большинство операционных систем используют графический интерфейс пользователя (GUI), который представляет информацию через изображения (значки, кнопки, диалоговые окна и т. Д.), А также слова. Некоторые операционные системы могут больше полагаться на текстовые интерфейсы, чем другие.

Как выбрать операционную систему?

Проще говоря, когда вы решаете купить компьютер, вы обычно также выбираете операционную систему. Хотя вы можете это изменить, поставщики обычно поставляют компьютеры с определенной операционной системой. Существует несколько операционных систем, каждая с различными функциями и преимуществами, но наиболее распространенными являются следующие три:

• Windows — Windows с версиями, включая Windows XP, Windows Vista и Windows 7, является наиболее распространенной операционной системой. для домашних пользователей.Он производится Microsoft и обычно устанавливается на машины, приобретенные в магазинах электроники или у таких поставщиков, как Dell или Gateway. В ОС Windows используется графический интерфейс, который многие пользователи находят более привлекательным и простым в использовании, чем текстовые интерфейсы.
• Mac OS X — Mac OS X, производимая Apple, является операционной системой, используемой на компьютерах Macintosh. Хотя он использует другой графический интерфейс, он концептуально похож на интерфейс Windows по принципу работы.
• Linux и другие операционные системы на основе UNIX — Linux и другие системы, производные от операционной системы UNIX, часто используются для специализированных рабочих станций и серверов, таких как веб-серверы и серверы электронной почты.Поскольку они часто более сложны для обычных пользователей или требуют специальных знаний и навыков для работы, они менее популярны среди домашних пользователей, чем другие варианты. Однако по мере их развития и упрощения использования они могут стать более популярными в типичных домашних пользовательских системах.

Почему операционная система важнее, чем когда-либо

Операционные системы не совсем датируются началом компьютерных технологий, но они существуют достаточно давно. Заказчики мэйнфреймов написали первые в конце 1950-х годов, а операционные системы, которые мы более четко распознаем как таковые сегодня, включая OS / 360 от IBM и Unix от Bell Labs, возникли в течение следующих нескольких десятилетий.

Операционная система выполняет в системе широкий спектр полезных функций, но их полезно разделить на три основные категории.

Во-первых, операционная система находится поверх физической системы и взаимодействует с оборудованием. Это изолирует прикладное программное обеспечение от многих деталей аппаратной реализации. Среди других преимуществ это дает больше свободы для внедрения инноваций в аппаратное обеспечение, поскольку большую часть бремени поддержки новых процессоров и других аспектов конструкции сервера берет на себя операционная система, а не разработчик приложений.Возможно, инновации в оборудовании станут еще более важными, поскольку машинное обучение и другие ключевые тенденции в области программного обеспечения больше не могут зависеть от масштабирования процесса CMOS для надежного увеличения производительности из года в год. С все более широким распространением гибридных облачных архитектур переносимость, обеспечиваемая этим уровнем абстракции, становится все более важной.

Во-вторых, операционная система, в частности ядро, выполняет общие задачи, которые требуются приложениям. Он управляет планированием процессов, управлением питанием, разрешениями корневого доступа, распределением памяти и всеми другими низкоуровневыми служебными и операционными деталями, необходимыми для обеспечения эффективной и безопасной работы системы.

Наконец, операционная система служит интерфейсом как для ее собственных программ «пользовательской среды» — например, системных утилит, таких как ведение журнала, профилирование производительности и т. Д. — так и для приложений, написанных пользователем. Операционная система должна обеспечивать согласованный интерфейс для приложений через API (интерфейс прикладного программирования) на основе открытых стандартов. Кроме того, коммерчески поддерживаемые операционные системы также обеспечивают деловые и технические отношения со сторонними поставщиками приложений, а также каналы контента для добавления другого надежного контента на платформу.

За последние пару лет ландшафт компьютерных технологий значительно изменился. Это повлияло на изменение нашего представления об операционных системах и о том, что они делают, даже несмотря на то, что они остаются такими же центральными, как и прежде. Примите во внимание изменения в том, как упаковываются приложения, быстрый рост вычислительной инфраструктуры, а также ландшафт угроз и уязвимостей.

Контейнеризация

Приложения, работающие в контейнерах Linux, изолированы в единой копии операционной системы, работающей на физическом сервере.Этот подход отличается от виртуализации на основе гипервизора, в которой каждое приложение привязано к полной копии гостевой операционной системы и взаимодействует с оборудованием через промежуточный гипервизор. Короче говоря, гипервизоры виртуализируют аппаратные ресурсы, тогда как контейнеры виртуализируют ресурсы операционной системы. В результате контейнеры потребляют мало системных ресурсов, таких как память, и практически не накладывают накладных расходов на производительность приложения.

Контейнеризация во многом опирается на знакомые концепции операционных систем.Контейнеры основаны на модели процессов ядра Linux, дополненной дополнительными функциями операционной системы, такими как пространства имен (например, процесс, сеть, пользователь), контрольные группы и модели разрешений для изоляции контейнеров, создавая иллюзию того, что каждая из них является полноценной системой.

Контейнеры стали настолько интересными в последнее время, что в них были добавлены механизмы для переносимой компоновки приложений в виде набора уровней и их перемещения по среде с низкими накладными расходами. В этом отношении контейнеры — это реализация общей концепции, которая существовала некоторое время в различных формах, но так и не стала мейнстримом.(Возьмем, к примеру, виртуализацию приложений.) Одним из важных изменений сегодня является значительно возросшая роль открытого исходного кода и открытых стандартов. Например, Open Container Initiative, совместный проект Linux Foundation, ориентирован на создание открытых отраслевых стандартов в отношении формата контейнера и среды выполнения.

Также важно то, что контейнерная технология вместе с программно-определяемой инфраструктурой (такой как OpenStack) встраивается и разрабатывается вместе с Linux.История компьютерного программного обеспечения ясно показывает, что интеграция технологий в операционную систему имеет тенденцию приводить к гораздо более широкому внедрению и эффективному циклу развития экосистемы вокруг этих технологий — подумайте о TCP / IP в сети или о любых других функциях, связанных с безопасностью.

Масштаб

Еще один значительный сдвиг заключается в том, что мы все больше думаем о вычислительных ресурсах в точке масштабирования центра обработки данных, а не отдельного сервера. Конечно, этот переход происходит с первых дней Интернета.Однако сегодня мы наблюдаем переосмысление «грид-технологий» высокопроизводительных вычислений как для традиционных пакетных рабочих нагрузок, так и для новых стилей, ориентированных на сервисы.

Аккуратно увязанные с контейнерами, приложения, основанные на слабосвязанных «микросервисах» (работающих в контейнерах) — с постоянным хранилищем или без него — становятся популярным облачным подходом. Этот подход, хотя и напоминает сервис-ориентированную архитектуру (SOA), продемонстрировал более практичный и открытый способ создания составных приложений.Микросервисы благодаря мелкозернистой, слабосвязанной архитектуре позволяют архитектуре приложения отражать потребности одной четко определенной функции приложения. Быстрые обновления, масштабируемость и отказоустойчивость — все это можно решать индивидуально в составном приложении, тогда как в традиционных монолитных приложениях гораздо сложнее сохранить изменения в одном компоненте, чтобы они не повлияли на другие объекты.

Одним из важных аспектов этого сдвига с точки зрения операционной системы является то, что становится все более разумным говорить о «компьютере» как агрегированном наборе ресурсов центра обработки данных.Конечно, под капотом все еще есть отдельные серверы, и они по-прежнему должны эксплуатироваться и обслуживаться, хотя и в высокой степени автоматизированным и автономным способом. Однако планирование контейнеров и управление ими фактически составляют новую релевантную абстракцию для того, где выполняются рабочие нагрузки и как составляются многоуровневые приложения, а не на сервер.

The Cloud Native Computing Foundation (CNCF), также входящая в состав Linux Foundation, была создана для того, чтобы «стимулировать принятие новой вычислительной парадигмы, оптимизированной для современных распределенных систем, способных масштабироваться до десятков тысяч самовосстанавливающихся мультитенантных систем. узлы.«Одним из проектов в рамках CNCF является Kubernetes, диспетчер кластеров контейнеров с открытым исходным кодом, первоначально разработанный Google, но теперь с широким кругом участников из Red Hat и других организаций.

Безопасность

Все меры по усилению безопасности, настройке производительности, проектированию надежности и сертификации, применимые к виртуализированному миру, по-прежнему применяются в контейнерном мире. И, по сути, операционная система берет на себя большую ответственность за обеспечение безопасности и изоляции ресурсов в мире контейнерной и программно-определяемой инфраструктуры, чем в случае, когда выделенное оборудование или другое программное обеспечение может выполнять некоторые из этих задач.Linux был бенефициаром комплексного набора инструментов для обеспечения безопасности, созданного с использованием модели с открытым исходным кодом, включая SELinux для обязательного контроля доступа, широкий спектр функций пользовательского пространства и защиты ядра, управление идентификацией и контроль доступа, а также шифрование.

Однако сегодня информационная безопасность также должна адаптироваться к меняющимся условиям. Будь то предоставление клиентам и партнерам доступа к определенным системам и данным, разрешение сотрудникам использовать свои собственные смартфоны и ноутбуки, использование приложений от поставщиков программного обеспечения как услуги (SaaS) или использование расплаты по мере использования. в моделях ценообразования на коммунальные услуги от поставщиков общедоступных облаков больше нет единого периметра.

Модель открытой разработки позволяет целым отраслям промышленности согласовывать стандарты и побуждает самых талантливых разработчиков постоянно тестировать и улучшать технологии. Мнение компаний и других организаций, предоставляющих своевременную обратную связь по безопасности для Linux и другого программного обеспечения с открытым исходным кодом, дает четкое свидетельство того, как сотрудничество внутри и между сообществами для решения проблем является будущим технологий. Кроме того, процесс разработки с открытым исходным кодом означает, что при обнаружении уязвимостей все сообщество разработчиков и поставщиков может работать вместе для согласованного обновления кода, рекомендаций по безопасности и документации.

Эти же процессы и методы применяются в гибридных облачных инфраструктурах по мере того, как роль операционной системы развивается и расширяется за счет включения новых возможностей, таких как контейнеры Linux. Более того, когда компоненты повторно используются в форме микросервисов и других слабо связанных архитектур, сохранение доверия к происхождению этих компонентов и их зависимостей (при создании приложений) становится более важным, а не менее важным.

Некоторые вещи меняются, некоторые нет

Безусловно, изменились приоритеты, связанные с разработкой и эксплуатацией операционных систем.Сегодня в центре внимания гораздо больше автоматизации развертывания в масштабе, чем настройка, настройка и оптимизация отдельных серверов. В то же время увеличивается как скорость, так и распространенность угроз для более не четко определенного периметра безопасности, что требует систематического понимания рисков и способов быстрого устранения нарушений.

Сложите все это вместе, и приложения станут намного более адаптируемыми, более мобильными, более распределенными, более надежными и более легкими.Их размещение, подготовка и защита должны стать более автоматизированными. Но им все равно нужно на чем-то бежать. Что-то твердое. Что-то открытое. Что-то, что может развиваться в соответствии с новыми требованиями и новыми типами рабочих нагрузок. И это что-то — операционная система (Linux).

.