5. Operačný systém

Úlohy:

1)  Popíšte OS z pohľadu používateľa – ako vrstvu softvéru.

2)  Vysvetlite pohľad zvnútra, z hľadiska systému − ako správcu prostriedkov.

3)  Uveďte aspoň dva operačné systémy a porovnajte ich z pohľadu používateľa (napríklad prístupové práva k priečinkom a súborom,  vstupno-výstupné zariadenia – inštalácia ovládačov).

Odpovede:

1.) Operačný systém je základným prostriedkom počítača, ktorý spravuje jeho najdôležitejšie elementy, ako sú operačná pamäť, procesor, periférne zariadenia,  systém  súborov …  Operačný  systém  sa  stáva  správcom  celého  počítača,  nielen  jeho  hardvérovej časti,  ale  aj  všetkých  ostatných  komponentov,  ako  sú  iné  procesy,  používatelia v systéme, sieťové pripojenie, …. Operačný systém rozhoduje, ktorý  proces  práve  pobeží  na  procesore  a  aké  prostriedky  má  k dispozícii.

Obr. 1: Operačný systém ako vrstva softvéru

Vo všeobecnosti môžeme počítačový systém rozdeliť na hardvér, operačný systém, systémové a aplikačné programy, ktoré sú využívané používateľmi /viď obr.1/.

2.) Operačný systém je správcom prostriedkov. Hlavnými hardvérovými prostriedkami sú procesor/procesory,  diskový  priestor,  vstupno-výstupné  zariadenia,  komunikačné zariadenia.  Niektoré  z hlavných  činností  operačného  systému  sú:  implementácia používateľského  rozhrania;  zdieľanie  hardvéru  medzi  používateľmi;    zdieľanie  dát používateľov medzi sebou; zabraňovanie používateľom v zasahovaní si navzájom do svojho pracovného priestoru; plánovanie prostriedkov medzi používateľmi; uľahčenie vstupu/výstupu;  zotavovanie  sa  z chýb;  organizovanie dát pre bezpečný prístup a manipuláciu sieťovej komunikácie.

Správu  vykonávanú  operačným  systémom  môžeme  vo  všeobecnosti  rozdeliť  na niekoľko častí:

a)      Správa procesov

Proces je spustený počítačový program. Je umiesený v operačnej pamäti počítača v podobe  postupností  strojových  inštrukcií  vykonávaných  procesorom.  Jeden program  môže  v  počítači  bežať  ako  viac  procesov  s  rôznymi  údajmi  (napríklad viackrát  spustený  webový  prehliadač  zobrazujúci  rôzne stránky).  Operačný  systém zaisťuje  oddelený  beh  procesov,  prideľuje  im  systémové  prostriedky  počítača  a umožňuje používateľovi procesy spravovať (spúšťať, ukončovať…).

b)      Správa zariadení

Procesy  potrebujú  často  pristupovať  k  periférnym  zariadeniam  pripojeným k počítaču,  ktoré  sú  ovládané  jadrom  OS  cez  ovládače  zariadení. (ovládač = driver = je program, ktorý preberá od programovej vrstvy nezávislej od zariadenia požiadavky na vykonanie určitých operácií a odovzdáva ich zariadeniu vo forme jemu zrozumiteľných príkazov).  OS  sa  stará o odstránenie  technických  detailov  a poskytuje  procesu  využitie  zariadenia  na vyššom  stupni  abstrakcie.

Úlohou  správy  zariadení  je  aj  prideľovanie  zariadení,  t.j.  ak  zariadenie  (napr. tlačiareň, kde nemôžu naraz tlačiť dva procesy) môže používať v jednej chvíli len jeden proces, operačný systém musí situáciu vyriešiť. Navyše kontroluje, či proces má oprávnenie zariadenie používať. Periférne  zariadenia  v  OS  Windows  XP  je  možné  skontrolovať  pomocou  Správcu zariadení, kde je možné spravovať aj ovládače zariadení.

c)      Správa pamäte

Operačný  systém  zodpovedá  aj  za  správu  systémovej  pamäte  (anglicky  memory management),  ktorú  používajú  procesy  v systéme  a  zabezpečuje,  že  proces nepoužije pamäť už obsadenú iným procesom. OS môže zabezpečovať aj následné uvoľňovanie  pamäte  (keď  už  proces  pamäť  nepotrebuje),  nastavovať  ochranu pamäte a eventuálne aj správu adresácie pamäte.  Existujú rôzne metódy ochrany pamäte, ako napr. segmentácia a stránkovanie pamäte.

Operačný  systém  zvyčajne  rieši  problém  obmedzenia  veľkosti  fyzickej  pamäte (fyzicky  pripojená  operačná  pamäť  RAM)  používaním  virtuálnej  pamäte.  Každý proces  má  ilúziu  vlastnej  virtuálnej  pamäte,  do  ktorej  adresuje  pomocou  tzv. virtuálnych adries a nezaujíma sa, kde a aká je skutočná adresa vo fyzickej pamäti. Prevod medzi virtuálnou a fyzickou adresou je podporovaný priamo procesorom. V  súčasných  bežných  operačných  systémoch  je  virtuálna  pamäť  implementovaná pomocou  stránkovania  pamäte  spolu  so  stránkovaním  na  disk,  ktoré  rozširuje operačnú  pamäť  o  priestor  na  pevnom  disku  a tým  umožňuje,  aby  mohla  byť virtuálna pamäť väčšia ako fyzická pamäť. Stránkovanie je adresovacia technika, pri ktorej sa virtuálna pamäť rozdelí  na úseky pevnej  dĺžky tzv. stránky a na  rovnaké úseky  je  rozdelená  aj  fyzická  pamäť,  na  tzv.  rámce.

d)      Správa súborov

Operačný systém  poskytuje služby pre správu a  prácu so súbormi. Najzákladnejšie operácie sú:

  • vytvorenie súboru s daným menom,
  • nastavenie príznakov (atribútov) súboru,
  • otvorenie súboru pre čítanie, alebo modifikáciu,
  • čítanie a modifikáciu otvoreného súboru,
  • uloženie zmien na pamäťové médium,
  • zatvorenie  súboru  a  uloženie  prípadných  vykonaných  zmien  na  pamäťové

médium.

Spôsob,  akým  počítač  organizuje  a manipuluje  s priečinkami  a súbormi,  sa  vo všeobecnosti  označuje  ako  súborový  systém.  Väčšina  počítačov  má  aspoň  jeden súborový  systém.  Niektoré  OS  umožňujú  použitie  niekoľkých  rôznych  súborových systémov.  Napríklad  OS  Windows  XP  podporuje  aj  starší  súborový  systém  typu  FAT pôvodne vytvorený pre OS MS DOS a navyše podporuje nový súborový systém NTFS. Každý súborový systém má svoje výhody a nevýhody. OS Linux má vlastné súborové systémy (ext3, ReiserFS,…), avšak podporuje aj súborové systémy OS Windows. Program,  ktorého  hlavnou  úlohou  je  zjednodušenie  práce  pre  používateľa s počítačovými súbormi a adresármi, najmä prehliadanie, vykonávanie, kopírovanie, mazanie,  premenovanie,  sa  nazýva  Správca  súborov.  Každý  operačný  systém poskytuje  aspoň  jedného  správcu  súborov.  Pre  OS  Windows  je  najpoužívanejším súborovým manažérom program Windows Explorer (v Linuxe s distribúciou Ubuntu je to program Nautilus).

3.) Porovnanie OS Microsoft Windows XP a OS Linux (distribúcia Ubuntu) z hľadiska:

a)      licencie: OS Windows XP je komerčný produkt. Používateľ si OS Windows nekupuje, kupuje si len právo  na  jeho  používanie.  Podmienky,  za  ktorých  tak  robí,  sú  špecifikované v licenčnej dohode, ktorá je pripojená k distribučnému médiu. Licencia,  spojená  s Linuxom (GPL licencia – otvorený a slobodný softvér),  v  prvom  rade  používateľovi  zaručuje  práva.  Je  to najmä  právo  na  štúdium  programu,  jeho  modifikáciu  a  jeho  ďalšie  šírenie,  či  už v pôvodnej  alebo  modifikovanej  forme.  V  licencii  sa  nič  nehovorí  o  prístupnosti zdrojového  kódu  a  ani  o cene. Ale  keďže  ktokoľvek  má  právo  na  jeho  šírenie,  je zrejmé, že OS Linux  je dostupný zdarma. Hoci sa môžeme  stretnúť aj s predajom Linuxu, Linux získame obvykle legálne a zadarmo stiahnutím z Internetu, požičaním inštalačného CD od kamaráta a podobne.

b)      inštalácie aplikácií : Aby  sme  mohli  na  počítači  vykonávať  rôzne  činnosti  alebo riešiť  rôzne  úlohy,  potrebujeme  na  to  vhodné  programy,  tzv.  aplikačný  softvér.  Firma  Microsoft „pribaľuje“ k svojmu operačnému systému Windows XP aj niekoľko takýchto programov. Tieto  programy  však  svojou  funkcionalitou  postačia  len  pre  jednoduchšie  úlohy. Preto  často  potrebujeme  do  počítača  pridať  –  nainštalovať  aj  ďalšie  programy. Ak  v OS Win XP chceme používať vybranú aplikáciu musíme si ju „zaobstarať“ (vyhľadať na internete – freeware, shareware prípadne si ju musíme zakúpiť na inštalačnom médiu /CD, DVD/ ) a nainštalovať. Pri samotnej inštalácií nás inštalačný program prevádza viacerými nevyhnutnými krokmi ako napríklad: potvrdenie licenčne zmluvy, výber súčastí programu, výber umiestnenia na disku, výber umiestnenia v ponuke Štart atď. V Linuxe sme pri inštalovaní novej aplikácie od podobných krokov odbremenení. Používateľ nemusí pracne hľadať softvér na Internete a sťahovať ho ručne zo stránky jeho vývojárov. OS Linux Ubuntu sa automaticky prostredníctvom Internetu pripojí na tzv. úložiská softvéru (tiež zdroj softvéru), kde sú uložené kolekcie aplikácií. Následne si vybranú aplikáciu stiahne a automaticky nainštaluje do počítača používateľa.

c)      inštalácie ovládačov (vstupno-výstupné zariadenia):

Používateľ Windows XP je zrejme zvyknutý na to, že ovládače jednotlivých zariadení si vždy  inštaluje  sám  z média,  ktoré  dodal  výrobca  zariadenia. Výrobcovia hardvéru dodávajú štandardne ovládače kompatibilné so systémami Microsoft Windows.

V prípade  Ubuntu a Linuxu  všeobecne  sú  však  ovládače  dodávané  spolu  s operačným  systémom. V prípade  niektorých  zariadení,  ako  napríklad  sieťové,  grafické  a zvukové  karty, radiče  USB,  bluetooth  porty,  diskové  radiče  a ďalšie,  sú  ovládače  modulmi  jadra operačného  systému  a sú  použité  automaticky.  V prípade  zariadení,  ktoré  sa pripájajú  k systému  pomocou  káblov  (USB,  paralelný  a pod.),  si  používateľ  musí zariadenie konfigurovať sám, ovládače však taktiež bývajú dodávané so systémom a sú obvykle nainštalované automaticky.  Sú,  samozrejme,  aj  výnimky.  Pokiaľ  je  zariadenie  novšie,  ako  je  verzia  systému, ktorú  používame,  môže  nastať  situácia,  keď  si  používateľ  musí ovládač  doinštalovať  sám.  Tu  treba  postupovať  podľa  inštrukcií  výrobcu,  ktoré  sú obvykle  dostupné  na  jeho  webovej  stránke  –  jednotný  spôsob  inštalácie  pritom neexistuje.  Pomoc  obvykle  možno  hľadať  aj  v diskusných  fórach  alebo  vo vyhľadávačoch.  Iná  situácia  môže  nastať,  keď  výrobca  nezverejňuje  údaje,  podľa ktorých možno ovládače napísať. Bohužiaľ, existujú výrobcovia, ktorí takéto údaje nezverejňujú a ani sami ovládače neposkytujú (mnoho modelov hardvéru nemá zaistenú podporu pre Linux. Následne nastáva problém s korektnou prevádzkou hardvérového zariadenia – absencia ovládačov).

d)      bezpečnosti:

Win XP: nutnosť inštalácie a pravidelnej aktualizácie antivírového programu (ochrana pred vírusmi, trójskymi koňmi, červami, spywarom).

Zapnutý firewall – zariadenie, ktoré je súčasťou počítačového systému, slúži na riadenie a zabezpečovanie  sieťovej  prevádzky  medzi  sieťou  a počítačom  (tzn. jeho úlohou je zablokovať neoprávnený prístup a povolenú komunikáciu umožniť). Zjednodušene sa dá povedať, že slúži ako kontrolný  bod, ktorý  definuje pravidlá pre komunikáciu medzi počítačom a sieťou.

OS  Windows  XP  využíva  softvérový  firewall (podobne aj Linux).  Keď  je  Brána  firewall systému Windows zapnutá, komunikácia väčšiny programov prostredníctvom brány firewall je zablokovaná.  Na  odblokovanie  programu  je  potrebné  program  pridať  do  zoznamu výnimiek.  Každým  povolením  výnimky  na  umožnenie  komunikácie  programu  cez bránu Windows Firewall sa však stáva počítač zraniteľnejším. Povolenie výnimky je ako  prederavenie  brány  firewall. Ak  je  takýchto  dier  veľa,  brána  firewall  nemôže plniť svoju funkciu.

Linux: nie je nutné inštalovať antivírový program, nakoľko odoláva mnohým známym bezpečnostným rizikám (napr. vírom, červom). Antivírusové  programy  pre  Linux  existujú,  ale  slúžia  na  kontrolu  súborov prichádzajúcich z iných systémov – napr. pri preposielaní pošty aj s prílohami alebo na kontrolu prenosných médií, ktoré mohli byť infikované v inom systéme. Linuxu windowsovské  vírusy  síce  neuškodia,  ale  takéto  médium  môže  infikovať  ďalšie systémy s OS Windows.

Samotný OS Linux je však treba pravidelne aktualizovať! (platí aj pre OS Windows) („plátanie možných bezpečnostných dier“). V prípade Linuxu medzi okamihom odhalenia chyby a vytvorením aktualizovaného softvérového balíka častokrát uplynie len niekoľko hodín. Tu je preto dôležité nevypínať štandardne zapnutý aktualizačný systém a aktualizácie robiť vždy, keď sme na to vyzvaní.

Dôležité  je upozorniť,  že  počítač  s  Linuxom  obvykle  nie  je  nijako chránený pred útočníkom, ktorý k nemu má fyzický prístup – keď už nič iné, tak ho môže  ukradnúť  celý  alebo  aspoň  jeho  disk.  Linux  takéto  zabezpečenie  ani nepredstiera – po reštarte systému možno vojsť do „záchranného“ módu, v ktorom má používateľ administrátorské práva bez zadania hesla. Inou možnosťou, ako sa dá k dátam  v  počítači  bez  obmedzení  dostať,  je  spustenie  operačného  systému z prenosného média (CD, USB kľúč). Takýto nežiaduci prístup možno sťažiť vhodnými nastaveniami  v  BIOSe  počítača.  Citlivé  dáta  je  preto  vhodné  chrániť  šifrovaním– buď jednotlivých súborov, alebo celých diskových oddielov.

Reklamy

Pridaj komentár

Zadajte svoje údaje, alebo kliknite na ikonu pre prihlásenie:

WordPress.com Logo

Na komentovanie používate váš WordPress.com účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Twitter picture

Na komentovanie používate váš Twitter účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Facebook photo

Na komentovanie používate váš Facebook účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Google+ photo

Na komentovanie používate váš Google+ účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Connecting to %s