Cechy zalety i zadania systemow operacyjnych.

Cechy i zalety i zadania systemów operacyjnych.

I. Architektury systemów operacyjnych

Pierwsza to struktura monolityczna jest najprostsza, zawiera jedno jądro systemu, stosowana tylko w komputerach jednozadaniowych, oraz architektura
warstwowa charakteryzująca się hierarchiczną strukturą poleceń systemowych
klient/serwer - aplikacje (programy użytkowe) postrzegane są przez system operacyjny jako klienci dostarczających im swoich usług serwerów. Klienci komunikują się z serwerami poprzez jądro systemu, każdy serwer pracuje w własnej, wydzielonej i chronionej przestrzeni adresowej pamięci operacyjnej, dobrze odizolowany od innych procesów.

Trzy wersje klient/serwer:
a) wszystkie aplikacje wykonywane są przez serwer a wyniki wyświetlane na ekranie klienta;
b) serwer dostarcza danych dla aplikacji uruchamianych na komputerze klienta;
c) wszystkie komputery współpracują ze sobą jak równy z równym (peer-to-peer), korzystając wzajemnie ze swoich zasobów.

II. Windows NT


System Windows NT w wielu dziedzinach przewyższa inne systemy operacyjne (z rodziny Windows ).

1.Zalety:
Stabilność - NT jest najstabilniejszym systemem z rodziny Windows. Jeżeli sprzęt jest sprawny, system (po zastosowaniu wszystkich środków bezpieczeństwa, poczynając od najnowszego Service Packa a kończąc na najświeższych hot fixach) nie ma prawa (teoretycznie) zawiesić się. Jeżeli nawet padnie jakaś aplikacja, jej zgon nie będzie miał wpływu na wszystkie inne pracujące w tym momencie - nawet na chwilę nie zatrzymają się. Taki poziom "niezawieszalności" nieznany jest użytkownikom innych wersji systemu Windows.
Przenośność - choć w tej chwili poważnie ograniczona (z dotychczas obsługiwanych platform Intela, Alphy, MIPSa i PowerPC zapowiadana jest obsługa jedynie Intela i Alphy), pozwala na pracę z tym samym środowiskiem graficznym na komputerach o różnej architekturze, a czasem nawet na uruchamianie tych samych aplikacji (często bez konieczności rekompilacji - poprzez emulację procesora Intela).
Skalowalność - system Windows NT robi znacznie lepszy użytek z porządnego sprzętu, niż jego mniejsi bracia. Jest jedynym systemem w rodzinie Windows obsługującym ponad jeden procesor. Dzięki dość skomplikowanemu systemowi zarządzania pamięcią potrafi przyspieszać nawet przy rozszerzaniu pamięci ponad 256MB.
Wielozadaniowość - o ile uruchamianie wielu aplikacji pod kontrolą Windows 95 to dopraszanie się kłopotów, to taka działalność w Windows NT jest normalną praktyką. NT bezbłędnie obsługuje setki wątków jednocześnie, rozdzielając je między wszystkie dostępne w systemie procesory. Jedyna nie miła cecha to zawieszanie wielozadaniowości przy każdym odwołaniu do pliku wymiany; problem ten można zredukować stosując dyski SCSI i usunąć instalując więcej pamięci operacyjnej.
Bezpieczeństwo - aczkolwiek NT w praktyce nie jest aż tak bezpiecznym systemem, to jednak kontrola dostępu do plików, audyty, zabezpieczenia przed atakami z sieci i stabilność jądra systemu czynią NT znacznie trudniejszym do "złamania" systemem niż pozostałe wersje Windows. Często jednak niestety bezpieczeństwo systemu poprawiają jego błędy - gdy superstabilne serwery stoją już otworem dla hackerów, serwer pracujący pod NT ciągle się opiera... ponieważ zawiesił się.
Wydajność - chociaż jedynie w bardzo poważnych zastosowaniach, to jednak NT potrafi być szybszy od swych młodszych braci. W pełni 32-bitowa architektura systemu i system plików NTFS potrafią zapewnić oprócz większego bezpieczeństwa również znacznie szybszą pracę. Niestety, wiele prostych aplikacji nie może skorzystać z tych możliwości.
Pełna implementacja Win32 API - Windows NT 3.1 był pierwszą implementacją interfejsu programisty Win32 API i dlatego Windows NT cały czas wyprzedza Windows 95/98 w jakości tej implementacji. W przeciwieństwie do Windows 95/98 i dość już podstarzałego Windows NT 3.1, NT 4.0 zawiera wszystkie udokumentowane funkcje Win32 API, zarówno w wersji Multibyte, jak i UniCode (Windows 95 i 98 obsługują jedynie kilkanaście funkcji w wersji UniCode). Daje mu to przewagę w zastosowaniach wymagających obsługi wielu języków, grafiki trójwymiarowej i kontroli bezpieczeństwa.

Cena - NT nie jest zazwyczaj dodawane do nowego komputera, a podstawowa wersja systemu (NT Workstation 4.0 PL) kosztuje około tysiąca złotych. NT Server, potrafiący obsługiwać większe sieci, jest jeszcze droższy.



II. UNIX

1. Wstęp.

Ostatnimi czasy zaobserwować można coraz większy wzrost popularności darmowych sieciowych systemów operacyjnych rodziny UNIX (między innymi Linuxa). Systemy te ze względu na coraz większą ilość przeznaczonych dla nich aplikacji oraz możliwość darmowej eksploatacji stają się coraz poważniejszą konkurencją dla komercyjnych systemów sieciowych takich jak Microsoft Windows NT czy też Novell Netware.

Ponadto UNIX jako pierwszy z systemów na komputery PC zapewniał pracę za pośrednictwem sieci jak i połączeń modemowych. W systemie zaszyta jest warstwa umożliwiająca komunikację z użytkownikami odległymi, którzy nawet nie zdają sobie z tego sprawy. Protokół komunikacyjny TCP/IP jest standardem, w wypadku sieci opartych o serwery UNIX'owe. Cała sieć Internet opiera się właśnie na tym protokole, a najczęściej spotykanymi węzłami tej sieci są serwery UNIX'owe.


2. Zalety UNIX’a.


Najważniejszymi zaletami UNIX'a jest wielozadaniowość i wieloużytkowość. Wielozadaniowość oznacza, że użytkownik może wykonywać wiele zadań równocześnie, a co za tym idzie pracować bardziej efektywnie. Druga cecha: wieloużytkowość daje możliwość korzystania z zasobów komputera więcej niż jednej osobie, co wspomaga pracę grupową bez ponoszenia dużych kosztów zakupu pojedynczych komputerów.

UNIX jest takim ważnym systemem ponieważ można go uruchomić na prawie każdym komputerze (w przeciwieństwie do Windows NT). Istnieje wiele wersji systemu UNIX dla różnych typów komputera: począwszy od komputerów osobistych (IBM PC i Macintosh) poprzez komputery średniej wielkości (VAX firmy DEC) aż do superkomputerów firmy Cray. W praktyce są tylko dwa komputery, na których niemożliwe jest uruchomienie tego systemu: starsze modele PC (np. PC XT) i systemy komputerowe do zadań specjalnych (np. AS/400).


Chyba najważniejszą jego zaletą jest przede wszystkim darmowy dostęp do samego systemu operacyjnego jak i dużej liczby przeznaczonych dla niego aplikacji. Dostępność darmowego oprogramowania serwerów WWW, FTP i poczty elektronicznej sprawia że możliwe jest stworzenie serwera internetowego przy wydatkach jedynie na sprzęt oraz połączenie z Internetem. Przy tym możliwość o wiele elastyczniejszej konfiguracji niż w przypadku systemów np. firmy Microsoft sprawia że taki system ma o wiele mniejsze wymagania sprzętowe niż równoważna instalacja oparta np. na Windows NT. Kolejną zaletą takich rozwiązań jest ich duża stabilność: wiele instalacji wykorzystujących te systemy może działać w sposób nie wymagający interwencji użytkownika latami, a nawet dość poważne zmiany konfiguracji systemu nie wymagają jego restartowania - nie wprowadzając tym samym zakłóceń w codziennej pracy, podczas gdy niewiele systemów działających w oparciu o Windows NT może się poszczycić nieprzerwaną pracą dłuższą niż 1 rok a nawet najmniejsza zmiana w konfiguracji systemu wymaga jego restartu tym samym zaburzając pracę wszystkich użytkowników korzystających z sieci.
Serwer sieci lokalnej

Wcale nie trzeba mieć połączenia z siecią Internet żeby w pełni wykorzystać zalety z posiadania darmowego systemu operacyjnego. Zarówno Linux jak i FreeBSD posiadają pakiety umożliwiające emulację podstawowych funkcji zarówno Windows NT jak i Novell Netware (m. in. udostępnianie plików oraz drukarek), co daje nie tylko możliwość stworzenia darmowego wariantu komercyjnego serwera sieciowego ale również pozwala połączyć w jednym serwerze funkcje zarówno Windows NT jak i Novell Netware przez co stacje robocze bez względu na to z jakiego protokołu korzystają mogą mieć dostęp do tych samych zasobów.



3. Hasła i zabezpieczenia.

System SCO UNIX spełnia wymagania bezpieczeństwa normy C2, ale dotyczy to tylko serwera pracującego samodzielnie, bez przyłączenia do sieci. W momencie zainstalowania karty sieciowej i włączenia serwera do jakiejkolwiek sieci, system staje się dostępny dla wszelkiego rodzaju operacji dokonywanych przez nie zawsze uczciwych ludzi.

Dlatego proces logowania jest bardzo restykcyjny, gdyż nie wiemy czy podaliśmy źle nazwę użytkownika czy hasło, a jedynym stałym użytkownikiem jest root, czyli administrator. Przechwycenie jego hasła daje pełny dostęp do zasobów systemu, a co za tym idzie do plików użytkowników, jak również umożliwia manipulowanie ustawieniami systemu. Nie ma się co czarować, że ktoś kto zna hasło root'a nie skorzysta z okazji, aby się pobawić.

Następnym elementem bezpieczeństwa są hasła. Przy serwerze samodzielnym wystarczy je zmieniać co 30 dni, ale przy sieciowym zalecane jest raz w tygodniu. Hasło nie może zawierać imion i nazw własnych, różnego rodzaju dat, itp. Ale należy też wypracować własny system zmiany hasła i jego zapamiętywania. W niektórych systemach, administrator sam zmienia hasła użytkowników, dając im wykaz haseł np. na cały miesiąc. W tym przypadku administrator chroni własny system w przypadku obecności użytkowników, którzy używają jakiegoś programu, a w związku z tym nie mają dostępu do linii poleceń systemu.

Niektórych użytkowników może zdziwić fakt, że nie mogą korzystać z dyskietek lub innych nośników danych. To jest następny element systemu bezpieczeństwa. Użytkownik może dane przesyłać na swoje konto na serwerze wyłącznie z wykorzystaniem protokołu FTP. Związane jest to z tym, że napędy urządzeń zewnętrznych niosą potencjalne zagrożenie dla systemu związanie np. z odtwarzaniem danych przy ścieżkach bezwzględnych. Dlatego dostęp do tych urządzeń ma tylko administrator i/lub osoba odpowiedzialna za wykonywanie kopii bezpieczeństwa. Właściwie to administrator rzadko korzysta z napędów urządzeń zewnętrznych, gdyż większą część swojej pracy wykonuje ze stanowiska zdalnego.

Najważniejszym elementem bezpieczeństwa systemu jest sam system i jego odporność na różnego rodzaju działania użytkowników. Nawet jeżeli jakiś domorosły majsterkowicz złapie konto użytkownika, to ze względu na przydzielone prawa (a raczej ich brak) nie za wiele może zdziałać.



III. Linux



1. Wstęp.

Linux jest 32 - bitowym systemem operacyjnym zaprojektowanym do działania na komputerach PC bazujących co najmniej na procesorze 80386.
Formalnie rzecz biorąc Linux pracuje jak wyżej opisany system operacyjny Unix, co oznacza, że odpowiada na wszystkie standardowe polecenia i wykonuje programy systemu UNIX.


2. Zalety.

Zalety Linuxa będą niemal identyczne jak systemu UNIX, gdyż jest on jego uboższym odpowiednikiem:
1. Tak jak i UNIX, Linux jest systemem wielozadaniowym jak i wileoużytkowym
2. 32 - bitowość
3. pamięć wirtualna (może wykorzystywać całość pamięci RAM, nie ma ograniczenia do 640k)
4. całkowita kompatybilność z X Window (standardowy graficzny, unixowy interfejs użytkownika
5. obsługę oprogramowania GNU (rozprowadzany wraz z duża ilością darmowych programów unixowych z biblioteki Projektu GNU)

Linux jest alternatywą w świecie komercyjnych systemów operacyjnych. Jest uderzającym ciosem w komercyjne cesarstwo. Linux doskonałym, a co najważniejsze darmowym systemem operacyjnym.




IV. Novell.

System operacyjny NetWare/intranetWare firmy Novell jest przeznaczony dla serwerów sieciowych sieci LAN/WAN czy Internet/Intranet. Może być wykorzystywany jako serwer dostępowy do sieci Internet, jako serwer plików i drukowania. Cechuje go ogromna stabilność i możliwości. Jest to system bardzo prosty w instalacji i administrowaniu. Po stronie stacji roboczej Novell wyposażył swój system w wiele potężnych narzędzi do administrowania całą siecią z jednego miejsca. Również po stronie serwera jest wiele doskonałych narzędzi do zarządzania serwerem jak i cała siecią.

Novell daje administratorowi możliwość zdalnej administracji systemu (to znaczy gdy nie mamy fizycznego dostępu do serwera. Serwer znajduje się np. w innym budynku czy pomieszczeniu ) a mamy tylko jeden monitor. Wprawdzie większość czynności administracyjnych wykonujemy przy pomocy programu NetWare Administrator na stacji roboczej ale są pewne rzeczy wymagające dostępu i bardziej bezpośredniego kontaktu z serwerem. Można to wykonywać przez tak zwaną Remote Console. Jest to nic innego jak przechwycenie ekranu i klawiatury odległego serwera. Pozwala to nam na wykonywanie wszystkich tych czynności które możemy robić siedząc bezpośrednio przy serwerze. Konfigurowanie zdalnego dostępu jest bardzo proste.

Poza tym Novell jak, przystało na sieciowy system operacyjny jest systemem wielozadaniowym i wieloużytkowym, ponadto oferuje dobrą stabilność oraz bezpieczeństwo systemu. A wymagania sprzętowe dla serwera są niewielkie, system może pracować już przy takiej konfiguracji serwera:


Procesor: 486DX 100 MHz
Pamięć: min. 20 MB
Dysk: min. 120 MB - 150 MB na partycję DOS'ową i 100 MB na NetWare'owy volumen sys. To oczywiście tylko minimalna ilość miejsca wymagana przez system operacyjny, jak ma się zamiar coś przechowywać na dysku serwera to musi on być odpowiednio duży.
Karta sieciowa: zgodna ze standardem NE2000, czyli jakaś najtańsza, w serwerze powinna być jednak karta o nieco lepszych parametrach.
Karta graficzna: VGA 1 MB
Stacja dyskietek: 3,5" 1,44 MB
CD-ROM: zgodny z IDE.


V. Podsumowanie.


Podsumowując opisane systemy, to Windows NT klasyfikuje się na końcu listy, zawiera sporą liczbę problemów związanych ze stabilnością systemu, bezpieczeństwem a także z konfiguracją sprzętową, dodatkowo jest to system komercyjny i pomimo wielu wad trzeba za niego słono zapłacić. Co do propozycji jego zastosowania to najrozsądniejszym wydaje się zastosowanie w niewielkich firmach, w których korzysta się głównie z pakietów biurowych takich jak Office, czy aplikacji graficznych typu Photo Shop czy Corel.
A wręcz nie wskazanym byłoby zastosowanie Window NT jako serwera WWW.
UNIX i Linux prezentują się chyba najlepiej, i ich zastosowanie jest największe. I tu najlepiej nadają się jako oprogramowanie do serwer WWW.
Linux jest spełnia wiele potrzeb, jest dobrym narzędziem do przetwarzania tekstu, zadań obliczeniowych, arkuszy kalkulacyjnych, telekomunikacji, a co najważniejsze jest systemem bezpłatny.
Niestety w Polsce Linux nie jest aż takt popularny ja w Stanach, a to za sprawą Microsoft’u. Niemniej liczba jego użytkowników wciąż rośnie i mam nadzieję, że kiedyś w końcu zastąpi on Windows’y.



I. Zadania systemu operacyjnego

• zarządzanie zasobami komputera, m.in.: procesorem (a dokładniej czasem procesora), pamięcią, urządzeniami peryferyjnymi oraz przydzielanie zasobów procesom,
• koordynacja pracy ww. urządzeń poprzez obsługę przerwań oraz odpowiednie na nie reagowanie,
• ochrona danych i pamięci - tak aby jeden proces, w wyniku błędu lub zamierzonego działania nie mógł zniszczyć lub pozyskać danych innego procesu,
• automatyzacja najczęściej wykonywanych funkcji
• ukrywanie skomplikowania sprzętu komputerowego przez tworzenie abstrakcji, np.
o zbiory zapisanych klastrów na dysku widziane są jako pliki o symbolicznych nazwach
o abstrakcja równoległości wykonywania programów
o jednolity sposób dostępu do urządzeń
o
System operacyjny jest ładowany do pamięci na początku pracy komputera. Program ten ma bardzo specyficzny charakter: w przeciwieństwie do programów użytkowych (aplikacji) nie korzysta z żadnych gotowych funkcji, tylko sam je udostępnia, a więc od niego zależą rzeczywiste możliwości wykorzystania sprzętu komputerowego.
Wielozadaniowe systemy operacyjne można podzielić na oferujące i pozbawione wywłaszczania. W systemie z wywłaszczaniem jest możliwe przerwanie wykonywania procesu i przeniesienie go z powrotem do kolejki kontrolowanej przez algorytm szeregowania. W systemie bez wywłaszczania zadania muszą przełączać się dobrowolnie. Proces aktywny (wykonujący się) jest przenoszony do kolejki procesów oczekujących tylko wtedy, gdy sam przerwie (wstrzyma, zawiesi) swoje działanie a dopóki tego nie uczyni (lub nie zakończy działania), żaden inny proces nie otrzyma dostępu do procesora.

II. Zadania systemu operacyjnego:

• Ukrywa szczegóły sprzętowe systemu komputerowego poprzez tworzenie abstrakcji (maszyn wirtualnych).
Przykłady:
o jednolity sposób dostępu do urządzeń zewnętrznych,
o zbiory bloków dyskowych widziane jako pliki o symbolicznych nazwach,
o duża, szybka, dedykowana pamięć operacyjna,
o współbieżne wykonywanie programów (jako abstrakcja równoległości)
• Zarządza zasobami:
o zasoby to obiekty niezbędne do wykonywania programu, np. pamięć, czas CPU, wejście-wyjście, porty komunikacyjne,
o strategie przydziału i odzyskiwania zasobów (zarządzanie pamięcią, zarządzanie procesorem, zarządzanie plikami, zarządzanie urządzeniami),
o efektywność zarządzania zasobami decyduje o wydajnej eksploatacji sprzętu komputerowego
• Dostarcza przyjazny interfejs: wygoda użycia (ustawianie przełączników, karty perforowane, taśmy perforowane, terminale graficzne z myszką i klawiaturą)