Халимова А

Халимова А. М., магістрантка; Сатімова Е. Г., к.т.н., доцент

Алматинський університет енергетики та зв'язку

ДО ПИТАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ УПРАВЛІННЯ В РІЗНИХ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

Анотація наукової статті

Будь-яка операційна система не може існувати без трьох базових елементів: управління процесами, управління пам'яттю і безпеку. У даній статті буде представлений огляд базових елементів ОС. Дані елементи є основою будь-якої операційної системи. Що обгрунтовує необхідність розгляду основних переваг та недоліків, проведення порівняльного аналізу.

Annotation of a scientific article

Any operating system can not exist without the three basic elements: process management, memory management and security. This article will provide an overview of the basic elements of the operating system. These elements are the foundation of any operating system. Which justifies the need to review the major advantages and disadvantages, a comparative analysis.

З кожним днем ​​технології збільшуються і розвиваються, через це є багато конкуренції між різними операційними системами. Порівняємо три основних операційних системи відомі на сьогодні Windows, Mac і Linux. Є багато ключових елементів в будь-якій операційній системі, але є помітні відмінності в управлінні пам'яттю, управління процесами і безпеки між цими трьома системами.

Управління пам'яттю.

Управління пам'яттю - це процес координації пам'яті комп'ютера і виділення блоків пам'яті для різних запущених програм з метою досягнення оптимальної продуктивності. Пам'ять є одним з найбільш важливих компонентів будь-якої комп'ютерної системи. Незалежно від того, яка операційна система використовується, чи є це Windows, Linux або Mac в OS X, управління пам'яттю здійснюється за одними і тими ж основним вимоги. Основними вимогами управління пам'яттю є захист, обмін, перенос і організація. Захист пам'яті необхідна, так як запобігає доступ неавторизованих програм, які можуть містити шкідливі загрози, що збільшують роботу комп'ютера. Спільне використання пам'яті - це коли кілька програм хочуть отримати доступ до однієї і тієї ж частини пам'яті. Переміщення включає в себе переміщення програм між віртуальною пам'яттю і фізичної пам'яті. Для підтримки оптимальної продуктивності, процес який був запущений першим буде призупинено для реалізації більш важливо процесу. Ключовим компонентом в управлінні пам'яттю є її організація, тому що деякі блоки пам'яті повинні бути доступні швидше, ніж інші. Ці блоки зберігаються в оперативній пам'яті (RAM), яка легко доступна. Існують два основних компоненти оперативної пам'яті, якими є обсяг фізичної і віртуальної пам'яті.

Фізична пам'ять, яка показує фактичний обсяг пам'яті, встановленої на комп'ютері, дорівнює зазвичай 64 або 128 мегабайт. Цього обсягу мало пам'яті для запуску всіх програм на комп'ютері, тому використовується метод, званий віртуальної пам'яттю. За даними "Windows. Microsoft. Com", "Віртуальна пам'ять поєднує в собі пам'ять комп'ютера з тимчасовим простором на жорсткому диску. Коли весь RAM віртуальної пам'яті переміщує дані з оперативної пам'яті в простір під назвою" файл підкачки ". Переміщення даних" в "і "з" файлу підкачки звільняє оперативну пам'ять, тому комп'ютер

може завершити свою роботу "[1]. Поняття віртуальної пам'яті засноване на віртуальних адресах. Коли дані зберігаються в віртуальної пам'яті, їм присвоюється віртуальний адреса, який вказує на фізичну адресу. Таким чином, коли викликається віртуальний адреса, він переводиться в фізичну адресу на основі використання сторінок таблиці. Цей процес звернення пам'яті відомий як підкачка.

Відмінності в управління пам'яттю операційними системами.

Mac OS X. Маковські групи пам'яті діляться на чотири категорії: вільна пам'ять, дротова, активна і неактивна (Рис. 1).

Мал. 1 - Чотири категорії пам'яті на Mac

Вільна пам'ять - це пам'ять системи. Провідна пам'ять, яка використовується ядром, не може бути замінена. Активною є пам'ять, якою користуються в даний момент часу, і неактивній пам'яттю називається пам'ять, яка була використана недавно. Завдяки використанню віртуальної пам'яті, Mac може виділяти до 4 гігабайт (ГБ) для кожного процесу. Для порівняння Windows і Linux виділяють таку ж суму, але розподіляється вона по-різному. Windows виділяє по 2 ГБ для кожного ядра, а Linux виділяє тільки 1 ГБ для ядра [1].

Коли справа доходить до спільного використання пам'яті, Mac OS X, взагалі кажучи, не поділяє пам'ять між процесами. Ядро призначить кожному процесу власний адресний простір, яке буде контролювати доступ адресних просторів. Проте, в OS X системі відмінно налаштоване спільне використання пам'яті для різних бібліотек і framework. Windows дозволяє декільком процесам спільно використовувати пам'ять за рахунок використання покажчиків на файли (Рис. 2).

Linux використовує трохи інший метод для спільного використання пам'яті (Рис. 3). Для спільного використання пам'яті, один процес повинен виділити сегмент. Тоді кожен процес, який бажає здійснити доступ до сегменту повинен видалити попередній сегмент. Після завершення сегмента, кожен процес відокремлює цей сегмент. В якийсь момент, один процес повинен звільнити сегмент. Це часто називається як Malloc.

Мал. 2 - Схема організації пам'яті в Windows

Мал. 3 - Схема організації пам'яті в Linux

В кінці хотілося б відзначити, що пам'ять організована у вигляді структури фізичної або логічної пам'яті. Mac OS X є унікальною, тому що віртуальна її пам'ять завжди постійна, на відміну від Linux і Windows, в якому віртуальна пам'ять змінюється в залежності від розміру необхідного користувачеві. Крім того, OS X відрізняється від Linux в тому, що вона не використовує виділений розділ диска для резервного сховища. Для Windows дані переноситься в файл підкачки, щоб вони могли бути легко доступні. Так як управління пам'яттю є важливою частиною будь-якої операційної системи, то управління процесами є важливою частиною будь-якої системи.

управління процесами

У кожній операційній системі є засіб для виконання процесу, але кожна операційна система обробляє ці запити по-своєму. Щоб краще пояснити, як кожна операційна система здійснює управління процесами, мало кількох визначень. Потік являє собою процес виконання завдань, який є одиницею ресурсів.

В операційній системі Linux завдання вирішуються в структурі даних. Кожне завдання містить інформацію різної категорії, яка включає стану, планування інформації, ідентифікатори, посилання, час і таймери, файлові системи, адресний простір і конкретні процесори. Ці категорії можуть бути описані як атрибути процесу. Кожне завдання містить також стану виконання, яке може бути запущено, перервано, безперебійно, зупинено. Linux бере потоки користувальницького рівня для задач і може перекидати їх на ядра процесів на тому ж рівні, з тим же ідентифікатором групи. Це забезпечує одночасне спільне використання ресурсів і безпеку [2].

Microsoft Windows "процес був обумовлений необхідністю забезпечити підтримку в різних середовищах ОС" [3]. Оскільки Windows може працювати на різних платформах, його рідний дизайн не є складним. Це дозволяє підсистем імітувати структури інших процесів. Процес починається, коли завдання запустилася. Процесу призначається маркер доступу безпеки, за допомогою Windows викликається основний маркер процесу. Поряд з маркером, об'єктами процесу є так само атрибути, дії, або інші послуги, необхідні для виконання завдань процесу. Остання частина процесу в Windows це потік. Потоки є тим, що операційна система виконує як частина виконання процесу. Вони можуть бути припинені і відновлені в операційній системі для обробки всіх запитів ефективно.

Операційні системи Mac виконує процеси зовсім по іншому на відміну від Windows, і Linux. Mac має Grand Central Dispatch, який містить пул доступних потоків. "Пули потоків автоматично змінюють свій розмір за допомогою системи для максимального підвищення продуктивності додатків, що використовують GCD, мінімізуючи час простою або конкуруючого потоку. Windows ОС надаватимуть якнайбільше паралелізму, наскільки це можливо (на основі числа доступних ядер)" [4]. Планувальник встановлює ці потоки в черзі для здійснення паралельної обробки. Процес об'єднання в Grand Central Dispatch є дуже ефективним у більшості випадків в порівнянні з прикладним управлінням потоків. В одному ряду з керуванням пам'яттю і процесами, варто так само управління файлами операційних систем.

Управління пам'яттю і управління процесами дуже важливі компоненти всіх операційних систем. Однак, якщо система не є захищеною, всі ці компоненти не будуть мати ніякого значення.

Безпека

Багато користувачів Mac вважають, що їх система не пропускає загроз. Це не так, тому що жодна комп'ютерна система не є невразливою. Це відомий факт, що для Windows написано колосальну кількість вірусних програм, створюється враження, що програмісти змагаються, хто більше і краще «проб'є» Windows. Але так як існує дуже мало вірусів для Mac, то люди вважають, що система невразлива. Mac OS X побудована на UNIX-ядрі, одному з найбільш безпечних операційних систем. UNIX створює файлову систему, в якій користувач володіє не найпотужнішою роллю на комп'ютері і потребує root права, щоб дійсно зробити будь-які серйозні зміни, але користувач може змінити логічну стандартну структуру файлової систему (маючи достатні знання). Це технічно більш безпечно, але є реальний недолік, який полягає в тому, що Apple, не займає великий відсоток ПК на ринку комп'ютерної техніки. Apple використовувала колись маркетинговий хід для заохочення такого способу мислення (невразливість ОС), але після вірусу Flashback вони вирішили, що це було не дуже хорошою ідеєю так брехати своїм клієнтам [5].

Друга операційна система, Linux, працює з відкритим вихідним кодом. Це означає, що код програмування для даної операційної системи або програми піддається перегляду широкою громадськістю. Існує ціла спільнота, що працює для усунення неполадок і забезпечення великих можливостей для цього програмного забезпечення. Таким чином, проблеми (а саме недоліки безпеки) можуть бути встановлені швидко. Свіжа установка будь-якого дистрибутива Linux буде негайно додана декількома сотнями оновлень. Це просто приклад того, як спільнота допомагає зробити систему краще протягом багатьох років [6].

В операційних системах Linux і Mac адміністратор за замовчуванням може вносити зміни в їх структуру, але не може змінювати системні файли. Це одна з переваг, що робить ці системи настільки впевненими і стабільними - користувач фізично не здатний знищити свою систему за замовчуванням. Пароль root потрібен для того, щоб робити будь-які серйозні зміни, але облікові записи root повинні бути розблоковані за допомогою пароля адміністратора, для чого необхідні певні знання. Існує найпростіший спосіб зробити це з терміналу. Linux і OS X Terminal працюють як командний рядок в Windows, тільки набагато могутніше. При додаванні ключового слова "sudo" перед тієї чи іншої команди, користувачеві даються права адміністратора. Втім, тема розтину паролів на всіх видах і релізах розглянутих ОС.

У Windows цікавим рішенням стало створення Windows Defender. Microsoft намагається боротися з програмами-шпигунами та іншими загрозами поряд з антивірусними рішеннями [7]. Windows Defender управляє підписаними даних, виконує сканування за розкладом, а також виконує такі операцій, як видалення даних і карантин. Під час цих перевірок Windows Defender перевірятиме додатки, встановлені в системі за списком визначень додатків. Ці визначення відсівають будь-які відомі загрози на машині і перевіряють цілісність всіх програм в рамках операційної системи [7]. Windows 7 приніс безліч нових функцій. Це все-в-одному утиліта, модернізована в Центр забезпечення безпеки, який стежить за всіма можливими загрозами для вашої системи. Він попереджає вас, коли ваш антивірус вимкнений або знаходиться поза часом, а також він попереджає користувача про багатьох інших можливостях, таких як резервне копіювання, оновлення та усунення несправностей технічного обслуговування. Крім того, брандмауер отримує подальший розвиток, що робить його більш захоплюючим і простим у використанні, ніж будь-коли раніше. Чи не занадто багато змінилося при переході з Windows 7 на Windows 8 з точки зору безпеки. Захисник Windows отримує капітальний ремонт і нову функцію Family Safety, яка функціонує як свого роду батьківський контроль. Одним з великих обновленій- Windows 8 є SmartScreen. SmartScreen був зроблений з метою уникнути фішинг-атак, і може бути великою підмогою, якщо користувач намагається завантажити що-небудь схоже цілком законно, але це не так.

Основними компонентами будь-якої ОС є: управління пам'яттю, управління процесами, управління файлами і безпекою. Windows, Mac і Linux - у всіх цих ОС є основні схожі компоненти, але їх функціонування, реалізація або структурованість кожної системи всередині має відмінності. Кожна система пропонує унікальний зовнішній вигляд, особливо Linux, коли справа доходить до управління файлами. Windows і Mac мають багато спільного щодо управління файлами, але коли справа доходить до розподілу пам'яті і управління процесами, є помітні відмінності. Windows розглядається як найбільш зручна і доступна операційна система, в порівнянні з Mac і Linux, але зате це набагато більш схильна до шкідливому ПО ОС. В цілому, ці три операційні системи надають користувачам якісну роботу з розподілом пам'яті, процесами і управлінням файловими системами, а також мають унікальні функції безпеки, але, коли справа доходить до вибору, яку використовувати краще, неможливо сказати, тому що кожна система має свої плюси і мінуси. Іноді це просто справа смаку або пристрастей.

Список літератури

1. Chandna, P.microsoft Security Essentials зазнає невдачі AV-Test. Maximum PC. 2012. Джерело http://www.maximumpc.com/article/ news / microsoft_security_essentials_flunks_av-

2. Андерсен, Л. Програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом є більш безпечним, ніж ви думаєте. SC Magazine, 2013. Джерело http: // www. scmagazine. com

3. Stallings, W. Операційні системи: Внутрішні і Принципи проектування. 7-е изд. Boston, MA: Prentice Hall. 2012.

4. Corio, C. Перший погляд: нові функції безпеки в Windows. TechNet Magazine, 2006. Джерело http://technet.microsoft.com /en-us/magazine/2006.05.firstlook.aspx

5. Чи є в Apple комп'ютери Mac які отримують віруси? (Nd). джерело http://www.computerhope.com/issues/ch000737.htm

6. Далзіл, H. Десять тестувань на проникнення в дистрибутиви Linux. Короткі курси з безпеки, Джерело http://www.concise-courses.com/security/top-ten-distros/

7. Литтон, J. Чому Linux не буде страждати від вірусів як в Windows. Hot Hardware, 2012. Джерело http: // hothardware. com / Reviews / Why - Linux - Will - Never - Suffer - From -

Віруси-Like-Windows /