Операционная система windows относится к уровню

Тема 3. Операционные системы персонального компьютера

3.1. Классификация видов программного обеспечения

Под
программным обеспечением ЭВМ понимается
совокупность программ, процедур и правил
вместе со связанной с этими компонентами
документацией, позволяющих использовать
вычислительную технику для решения
различных задач. Программное обеспечение
призвано обеспечить работоспособность
ЭВМ, облегчить взаимодействие пользователя
с ЭВМ, расширить ресурсы вычислительной
системы, повысить эффективность их
использования, повысить производительность
и качество труда пользователя.

Программное
обеспечение подразделяется на три
группы (рисунок 3.1.).

Рисунок
3.1. Классификация программного обеспечения

Системное
программное обеспечение
— минимальный
набор программных средств, обеспечивающих
работу компьютера.
К нему также относится сервисное
программное обеспечение
— программы и программные комплексы,
которые расширяют возможности базового
программного обеспечения и организуют
более удобную среду работы пользователя.

В
системное (базовое) программное
обеспечение входят операционные системы;
операционные оболочки (текстовые и
графические); сетевая операционная
система.

Современным
операционным системам присущи следующие
функциональные особенности: многозадачность,
многопоточность, виртуальная память,
многопроцессорная обработка.

Многозадачность
(механизм, позволяющий выполнять на
компьютере несколько задач), т.е.
способность самостоятельно, в зависимости
от ситуации, передавать или забирать
управление у того или иного приложения,
что не позволяет одному приложению
занимать все аппаратные ресурсы.

Многопоточность.
Для более эффективного использования
ресурсов компьютера задачи делятся на
отдельные потоки,
каждому из которых также назначается
приоритет и выделяется интервал
процессорного времени.

Виртуальная
память.
В
оперативной памяти применяется разделение
ее адресного пространства на отдельные
непересекающиеся области и выделение
таких областей каждому запущенному
приложению. Таким образом, каждая
отдельная программа работает в отведенном
ей сегменте памяти, не конфликтуя с
другими программами. Из-за ограниченности
оперативной памяти, механизм виртуальной
памяти выделяет
часть памяти на внешних устройствах
(жестком диске), что в дальнейшем
рассматривается системой как продолжение
оперативной памяти. Возникает так
называемый файл
подкачки.

Симметричная
многопроцессорная обработка (Symmetric
MultiProcessing, SMP)
– это способность операционной системы
работать с компьютером, в котором
установлены два и более процессора

Сервисное
программное обеспечение — расширение
базового программного обеспечения
компьютера, набор дополнительно
устанавливаемых программ, которые
классифицируют по функциональному
признаку следующим образом:

• программы
  диагностики работоспособности
  компьютера;

• антивирусные
  программы, обеспечивающие защиту
  компьютера, обнаружение и восстановление
  зараженных файлов;

• программы
  обслуживания дисков, обеспечивающие
  проверку качества поверхности магнитного
  диска, контроль сохранности файловой
  системы на логическом и физическом
  уровнях, сжатие дисков, создание
  страховых копий дисков, резервирование
  данных на внешних носителях и др.;

• программы
  архивирования данных, обеспечивающие
  процесс сжатия информации в файлах с
  целью уменьшения объема памяти для ее
  хранения;

• программы
  обслуживания сети.

Прикладное
программное обеспечение включает
прикладные программы, которые
непосредственно обеспечивают выполнение
необходимых работ для пользователей.
Прикладные программы, как правило,
являются пакетами программ. Пакет
прикладных
программ — комплекс
взаимосвязанных программ для решения
задач определенного класса конкретной
предметной области.

К
этому классу пакетов относятся офисные
пакеты,
обеспечивающие
организационное управление деятельностью
офиса
(текстовые
и табличные процессоры, средства
презентационной графики, органайзеры,
программы-переводчики, средства проверки
орфографии и распознавания текста,
коммуникационные программные средства)
и интегрированные
пакеты,
представленные
набором нескольких программных продуктов,
функционально дополняющих друг друга,
поддерживающих единые информационные
технологии и реализуемые на общей
вычислительной и операционной платформе.

Инструментальные
программные системы,
обеспечивают процесс создания новых
программ для компьютера и представляют
собой совокупность программ и программных
комплексов, обеспечивающих технологию
разработки, отладки и внедрения,
создаваемых программных продуктов.
Программные продукты данного класса
поддерживают все технологические этапы
процесса проектирования, программирования
(кодирования), отладки и тестирования
создаваемых программ. Пользователями
технологии программирования являются
системные и прикладные программисты.

В
данном классе различают следующие
группы программных продуктов.

1. Средства
   для создания приложений
   — совокупность
   языков и систем программирования, а
   также различные программные комплексы
   для отладки и поддержки создаваемых
   программ;

2. СASE-технология
   (Computer-Aided
   System Engineering),
   представляющая методы анализа,
   проектирования и создания программных
   систем и предназначенная дли автоматизации
   процессов разработки и реализации
   информационных систем.

Одной
из первых была операционная система
MS—DOS,
представляющая собой однозадачную и
однопользовательскую систему с командным
интерфейсом. К операционным системам
нового поколения относятся системы
семейства Windows
(Windows–98,
2000, XP,
NT);
UNIX;
OS|2
и другие.

Windows–95
(98, 2000, Millennium Editor, ХР и другие) –
это высокопроизводительные, многозадачные
и многопотоковые 32-разрядные системы
с графическим интерфейсом и расширенными
сетевыми возможностями.

Системы
поддерживают 16-разрядные приложения
без всякой их модификации и представляют
собой интегрированные среды, обеспечивающие
обмен текстовой, графической, звуковой
и другой информацией.

Системы
также поддерживают мультимедиа, включая
лазерный проигрыватель, просмотр
видеодисков, делают более эффективным
использование Web
за счет применения всех возможностей
компьютера к интерактивному содержимому
Internet.

OS|2
–
эта операционная система (фирмы IBM)
отличается надежностью, имеет большое
число бизнес-приложений, с ней совместимы
DOS-приложения,
и по своей идеологии она сходна с
системами типа Windows.

Операционная
система UNIX
–
представляет собой одну из альтернатив
семейству операционных систем Windows.
Это многозадачная и многопользовательская
операционная система, обладает простым
пользовательским интерфейсом, ее легко
понимать, изменять, переносить на другие
аппаратные платформы. Файловая система
представлена в иерархической форме,
обеспечивает единый интерфейс доступа
к данным и к периферийным устройствам.

LINUX
– является полной многозадачной и
многопользовательской операционной
системой, поддерживает национальные и
стандартные клавиатуры, разные типы
файловых систем для хранения данных,
обеспечивает полный набор протоколов
TCP|IP
для работы в сети. Система компактна,
отличается высоким уровнем надежности.

Классификация
операционных систем.
По числу
одновременно работающих пользователей
операционные системы подразделяют на
однопользовательские (MS
DOS,
Windows3.x,
ранние версии OS|2)
и многопользовательские (UNIX,
Windows
NT).

По
числу одновременно выполняемых задач
системы могут быть однозадачными (MS
DOS,
MSX)
и многозадачными (UNIX,
Windows-95,OS|2).

По
принципу рациональности использования
процессорного времени операционные
системы могут быть системами с
невытесняющей многозадачностью (NetWare,
Windows3.x)
и системами с вытесняющей многозадачностью
(Windows
NT,
UNIX,
OS|2).

Лекция
№6

Одной
из функций операционной системы является
организация файловой системы, которая
обеспечивает взаимодействие программ
с различными физическими устройствами
компьютера — накопителями на магнитных
дисках и магнитных лентах, устройствами
ввода и вывода и т.д. Файловая система
обеспечивает выполнение двух видов
функций: создание, удаление, изменение
атрибутов файлов и т.д.; чтение, запись,
поиск и т. д.

Файл
–
это
поименованная
область структурированных данных на
машинном носителе. На диске файл не
требует для своего размещения непрерывного
пространства, обычно он занимает
свободные кластеры в разных частях
диска. Сведения о номерах этих кластеров
хранятся в специальной FAT-таблице.
Кластер
является минимальной единицей пространства
диска, которое может быть отведено
файлу.

В
файлах может храниться различная
информация: тексты, рисунки, чертежи,
таблицы и т.п. Любой файл характеризуют
следующие параметры: полное имя; объем
файла в байтах; дата создания файла;
время создания файла; специальные
атрибуты файла (R
(Read
only)
– только для чтения, H
(Hidden)
– скрытый файл, S
(System)
– системный файл, A
(Archive)
– архивированный файл).

Каждый
файл имеет обозначение, которое состоит
из двух частей: имени и расширения. Имя
файла всегда уникально. Оно образуется
не более чем из восьми символов, причем
используются только буквы латинского
алфавита.

Тип
файла (расширение) служит для характеристики
хранящейся в нем информации и образуется
не более чем из трех символов, причем
используются только буквы латинского
алфавита. Расширение всегда начинается
с точки, например AT.bas,
B.com.
Установлен ряд соглашений по заданию
типа файла, например: .arj
– архивный файл;

.bak
– копия файла; .bat
– командный файл;
.com
– командный системный (исполнительный)
файл;
.hlp
– файл справки;
.exe
– исполняемый файл; .txt
– текстовый файл и др.

Шаблон
имени файла. Операции
с группой файлов (копирование, удаление,
перемещение, поиск) легко выполнить,
пользуясь при формировании имен и типов
файлов шаблоном. Шаблон имени файла –
специальная форма, в которой в полях
имени и типа файла используются символы
«*» или «?».

Каталог
(папка)
–
это справочник файлов, папок и ярлыков
с указанием месторасположения их на
диске. Различают текущий (активный) и
пассивный каталоги. В активном каталоге
пользователь находится в текущее время.
Пассивный – это каталог, с которым в
данный момент времени не имеется связи.

Структуру
MS—DOS
образуют следующие модули:

—
базовая система ввода-вывода BIOS
(Basic Imput /Output System),
находящаяся в постоянной памяти
компьютера, и модуль расширения
возможностей BIOS
(представлен в виде файла с именем
IO.SYS);

—
базовый модуль в виде файла MSDOS.SYS
предназначен для управления ресурсами
компьютера, файловой системой и работой
программ;

—
командный процессор в виде файла с
именем COMMAND.COM.
Взаимодействие с ним осуществляется
при помощи команд. Резидентные команды
входят в состав самого командного
процессора. Транзитные команды являются
файлами типа EXE
или
COM,
входящими в состав операционной системы
DOS
и хранящимися в каталоге, как правило,
с именем DOS;

—
внешние команды и драйвера, утилиты в
виде файлов .COM,
.EXE, .SYS.
Внешняя команда – это программа, выдающая
пользователю ряд простых запросов без
специального интерфейса. Внешние
драйвера выполняются без диалога и
поставляются отдельно от MS
DOS;

—
системный загрузчик SB
всегда размещается на диске в нулевом
секторе. Его назначение — поиск и загрузка
с диска в оперативную память двух файлов
– IO.SYS
и MSDOS.SYS,
а также запуск модуля расширения BIOS.

Команда
операционной системы состоит
непосредственно из имени и параметров,
разделенных пробелами. Для ввода команды
в ЭВМ следует набрать эту команду на
клавиатуре и нажать клавишу Enter.

Работа
с дисками —
для смены дискового устройства необходимо
набрать имя нового дискового устройства
с двоеточием и нажать клавишу Enter.

Например:
смена диска D:
на диск C:
производится командой D:
\ >C:

После этого на экране появляется
следующее приглашение C:
\ >_

Просмотр
содержимого диска.

Dir
— просмотр содержимого текущего диска;

Dir
/P
/W
[дисковод:] – просмотр содержимого
диска (P—
постраничный просмотр, W
–
вывод краткого содержания).

Работа
с файлами

—
для создания текстовых файлов – команда
Copy
con
[дисковод:][путь \] имя файла;

—
для удаления файла – команда Del
[
дисковод: ] [ путь \ ] имя файла.

—
для переименования файлов – команда
Ren
[дисковод:] [путь \ ] имя файла новое имя
файла;

—
для копирования файлов – команда Copy
[дисковод:] [путь \ ] имя файла [дисковод:]
[путь \ ] имя файла.

Если
имя файла не указано, то файл копируется
с тем же именем.

—
для вывода файла на экран – команда
Type
[дисковод:] [путь \ ] имя файла;

—
для вывода файла на печать – команда
Copy
[дисковод:] [путь \ ] имя файла Prn.

Работа
с каталогами.

—
для входа в каталог – команда CD
[дисковод:] [путь \ ] имя каталога;

—
для выхода из каталога – CD
..
;

—
для изменения текущего каталога – CD
[дисковод: ] путь;

—
для выхода в корневой каталог – CD\;

—
для создания каталога– MD
[дисковод:] путь;

—
для удаления каталога – RD
[дисковод:]
путь;

—
для просмотра каталога – DIR
[дисковод: \ путь] [имя файла] [/P]
[W].

Лекция
№7

Операционные
системы Windows
имеют следующие особенности:

—
оконный графический интерфейс, окно –
это основное поле действия;

—
многозадачность;

—
использования длинных имен файлов и
каталогов до 255 символов (в MS—DOS
имя файла не превышает 11 символов);

—
преимущественное использование мыши
для операций над объектами;

—
стандартная система меню, форм отчетов
и операции обработки;

—
полная независимость от аппаратуры;

—
совместимость со всеми видами приложений
для MS—DOS;

—
реализация принципа создания Рабочего
стола.

Окно
–
это специальным образом обрамленная и
оформленная прямоугольная область на
экране для размещения объектов и
выполнения операций над ними.

Папка
–
это логическая емкость, в которой можно
сгруппировать любые элементы: документы,
отдельные файлы, другие папки, ярлыки.

Ярлык
– представляет собой файл, содержащий
указатель на некоторый объект в дереве
ресурсов и обеспечивающий быстрый
доступ к нему. Наличие ярлыка не изменяет
местоположение файла, оно упрощает его
открытие.

Меню
–
это список команд, из которых пользователь
делает выбор. Это набор объединенных
по функциональному признаку пунктов,
каждый из которых означает команду.
Выбор пункта равносилен выдаче той
команды, которая с ним ассоциируется
при работе с программой.

Рабочий
стол
– это титульный лист системы. На нем
могут размещаться значки пиктограмм
с надписями папок (собственных и
системных), файлов с программами и
документами, ярлыков для папок, файлов
и устройств.

Кроме
того, на Рабочем столе находится Панель
задач с кнопкой Пуск.

Системными
называются
папки, которые создаются и обслуживаются
самой операционной системой.

Панель
задач
– отображает список исполняемых в
данный момент приложений и облегчает
переключение между ними.

Все
Windows-программы
можно отнести к следующим трем группам.

Первая
группа
– это программы, постоянно присутствующие
на Рабочем столе: «Мой компьютер»,
«Корзина», «Проводник».

Вторая
группа
– это Стандартные программы Windows,
к которым относятся группы программ
«Развлечения», служебных программ,
программы Блокнот, Pаint,
Word
Pad,
Калькулятор и некоторые другие.

Третья
группа
– специальные программы: текстовый
(MS—Word)
и табличный (MS—Excel)
процессоры, система управления базой
данных (MS—Access),
организации презентаций (Power
Point)
и
ряд других.

Интерфейс
– это
набор средств взаимодействия, связи и
сопряжения, облегчающих работу
пользователя с компьютером. Основные
элементы интерфейса –
меню,
панели инструментов, Панель задач и
строки состояния.

Операционная
система Windows
позволяет создавать комплексные
документы, содержащие несколько разных
типов данных, обеспечивать совместную
работу нескольких приложений при
подготовке одного документа, переносить
и копировать объекты между приложениями.

Система
Windows
располагает средствами интеграции,
которые позволяют выполнять совместную
обработку приложений. К ним относятся:

—
буфер
обмена
– специальная область памяти, которая
используется для пересылки данных между
приложениями и документами. Можно
выделить какой-либо объект, поместить
его для хранения в буфер обмена, а затем
его можно вставить либо в другое место
того же документа, либо в другой документ
того же или совсем другого приложения.
Для такого обмена используются команды
Вырезать, Копировать, Вставить;

—
технология
OLE
(связь
и внедрение объектов)
позволяет объединить в одном документе
объекты разного происхождения, например,
текст, фотографию, музыку. Внедрять эти
объекты можно либо через буфер обмена,
либо командой Специальная вставка
(Правка — Вставить);

—
конвертирование
(или преобразование)
файлов – предполагает изменение
формата файла-документа. Например, файл
формата «Текстовый файл» преобразуется
в «Документ Word»
и наоборот;

—
импорт
и экспорт
–
операция, где данные одного файла/документа
по определенным соглашениям пересылаются
в другой файл/документ;

—
динамический обмен данными
– разработан набор специальных
соглашений (протоколов) об обмене данными
между приложениями.

К
управляющим Windows–программам
относятся:

—
диспетчер
программ
– это
центральная
управляющая программа, осуществляющая
начало и завершение большинства
процессов. Из нее запускаются
Windows-приложения.
Сеанс работы в Windows
заканчивается завершением Диспетчера
программ;

—
диспетчер
файлов –
это вспомогательная программа,
обеспечивающая управление файловой
системой. Принципы хранения файлов в
среде DOS
и Windows
одинаковы. Диспетчер файлов показывает,
на каких дисках, какие каталоги и файлы
доступны, и к какому типу эти файлы
относятся;

—
диспетчер
задач
– предназначен для управления
несколькими, параллельно работающими
приложениями, переключения с одной
задачи на другую, для закрытия приложений.
С помощью Диспетчера задач можно
упорядочить расположение окон и
пиктограмм параллельно работающих
приложений;

—
диспетчер
памяти
– осуществляет управление распределением
памяти;

—
диспетчер
конфигурации
– планирует выделение адресов вновь
устанавливаемым устройствам;

—
диспетчер
печати
–

предназначен для управления процессом
печати, устанавливается очередность и
приоритет при печати нескольких
документов. Закрывается Диспетчер
автоматически по команде с клавиатуры
или через системное меню. При этом печать
документа прекращается.

Служебные
приложения предназначены для обслуживания
компьютера и операционной системы. Они
позволяют находить и устранять дефекты
файловой системы, оптимизировать
настройки программного и аппаратного
обеспечения, автоматизировать рутинные
операции по обслуживанию компьютера.

Служебные
приложения Windows
XP
вызываются командами Пуск, Программы,
Стандартные, Служебные. В их число входят
программы активизации Windows,
архивации данных, восстановления
системы, дефрагментации диска, очистки
диска, назначенные задания и таблица
символов.

Windows
XP
является следующей — после Windows
2000
и Windows
Millennium.
В Windows
XP
осуществлена эффективная интеграция
сильных сторон Windows
2000
(основанной на отраслевых стандартах
системы безопасности, высокой надежности
и управляемости) с лучшими характеристиками
системы Windows
Me,
такими как простой в применении интерфейс
пользователя, возможности технологии
Plug
and Play
и новые принципы организации службы
технической поддержки. Были разработаны
две версии для пользователей домашних
компьютеров и бизнес-пользователей:
Windows
XP Home Edition
и Windows
XP Professional.

Сохранив
ядро Windows
2000,
операционная система Windows
XP
обрела новое внешнее оформление. Одним
из нововведений стала возможность
применения несколькими пользователями,
работающими на одном компьютере, функции
быстрого переключения пользователей.
При переключении не требуется, чтобы
ранее работавший на компьютере
пользователь выходил из системы, сохраняя
открытые им файлы. Для каждого такого
сеанса требуется дополнительно около
2 МБ оперативной памяти. Поэтому для
обеспечения надежной работы в
многопользовательском режиме
рекомендуется, чтобы объем оперативной
памяти составлял не менее 128 МБ.

Система
UNIX
получила распространение на машинах с
различной мощностью обработки, от
микропроцессоров до больших ЭВМ,
обеспечивая на них общие условия
выполнения программ. Система состоит
из двух частей. Одну составляют программы
и сервисные функции, другая часть
является собственно операционной
системой, поддерживающей эти программы
и функции.

Популярность
системы UNIX
объясняется следующими причинами:

• система
  многопользовательская и многозадачная,
  благодаря чему каждый пользователь
  может одновременно выполнять несколько
  процессов;

• архитектура
  машины скрыта от пользователя, что
  облегчает процесс написания программ
  для различных конфигураций аппаратных
  средств;

• система
  написана на языке высокого уровня,
  благодаря чему ее легко читать, понимать,
  изменять и переносить на другие машины;

• наличие
  довольно простого пользовательского
  интерфейса, в котором имеется возможность
  предоставлять все необходимые
  пользователю услуги;

• наличие
  элементарных средств, позволяющих
  создавать сложные программы из более
  простых;

• наличие
  иерархической файловой системы, легкой
  в сопровождении и эффективной в работе;

• обеспечение
  согласования форматов в файлах, работа
  с последовательным потоком байтов,
  благодаря чему облегчается чтение
  программ;

• наличие
  простого, последовательного интерфейса
  с периферийными устройствами.

Лекция
№8

Для рядовых пользователей работа с ПК под управлением Windows — это как полёт в самолёте. С одной стороны дико тошнит от багов и глюков, а с другой – выйти всё равно некуда. Zip File, мамкины хаЦкеры. С вами Денчик и нынче мы наконец-то обсудим верхние уровни устройства операционной системы Windows. Рассмотрим детально процесс загрузки, архитектурные особенности и нюансы. Ну и конечно же разберём потенциальные уязвимости, которые могут встречаться в операционных процессах данной системы. Если вам интересна данная тема и вы давненько хотите узнать, что же скрывается в неё под капотом. Тогда устраивайтесь по удобней, наливайте свежую порцию чего-нибудь по забористей и приготовьтесь к путешествию в полную Виндузятню. Погнали.

Но перед тем, как мы начнём обсуждение основной темы, я бы хотел рассказать вам о партнёрах данного выпуска, хостинг-провайдере FirstVDS. FirstVDS — это крупный хостинг-провайдер, который на рынке уже 20 лет. 6 декабря ребята начали отмечать юбилей, и в честь этого праздника запустили крутейшую акцию. Что же будет 6 декабря? Будут скидки, занимательная статистика для клиентов, розыгрыш техники Apple и игра FirstRunner. Игра FirstRunner была создана разработчиками специально к 20-летию FirstVDS. Участникам предлагается помочь Ферст Джону пробежать от медленного 2002 до сверхбыстрого 2022. Играйте, ищите пасхалки, входите в ТОП и получайте дополнительный подарки. Каждому клиенту, который поиграет в игру, выпадает возможность выиграть макбук, айфон, плейстейшн или сертификаты на баланс. FirstVDS будет ждать всех на странице акции с 6 по 13 декабря! Присоединяйтесь по ссылке в описании к видео. 

Стандартное устройство машины

Ну а мы возвращаемся к основной теме нашего выпуска. Как вы помните, эталонно любая машина состоит у нас из процессора, исполняющего команды программ, быстрой памяти (ОЗУ), дискового пространства для долговременного хранения и подключения к сетке.

Касательно этих терминов вроде бы всё просто и очевидно, однако и по сей день многие ITшники называют «программами» то, что на поверку является приложением. Не путайте пожалуйста. Это совершенно разные вещи.

Окей. В целом картина выглядит следующим образом. На прикладном уровне находятся вышеупомянутые приложения. Они взаимодействуют непосредственно с операционной системой.

В данном случае под операционной системой я подразумеваю совокупность ядра (Kernel) и драйверов устройств. Последние соответственно относятся к самому нижнему, так называемому, железному уровню.

Сегодня мы будем акцентировать внимание на среднем, операционном уровне, который позволяет железу работать с протоколами, методами, периферийной историей и прочими интересными штуками.

Для того, чтобы не писать драйвера для каждого мало-мальски значимого устройства посредством ассемблера, умные дядьки придумали операционные системы.

Ключевые версии Windows

Если речь заходит о Windows, то тут можно выстроить поистине гигантский таймлайн из версий. Я специально включил в подборку не все, а только наиболее значимые версии мелкомягкой ОСи.

Из тех, с которыми вы ещё можете столкнуться тут Windows XP. Я буквально пару лет назад работал в крупной конторе, где 90% парка состояло из ХРюш и никого это особо не парило. Как говорится, лучшее, враг хорошего.

Windows Server 2003 был весьма прорывным и дико сложным для освоения на то время. Именно с него начинается эпоха сисадминства в России. Восьмой сервер в свою очередь был чутка дружелюбнее.

Однако почему-то дико тяжёлым и ел столько оперативы, что запустить его на одной физической тачке с Касперским было практически нереально.

А учитывая то, что SSDшников ещё не было от слова совсем, удовольствия админы получили изрядную порцию.

Седьмая Винда имела кучу проблем с совместимостью. Хотя со временем с помощью обнов и сервис-паков это исправили. Точно также Мелкомягкие допилили и Восьмой сервер выпустив R2 версию, которая, как по мне и по сей день является практически идеальным решением для мелких и средних контор.

Ну про остальные ОСи говорить в целом особо нечего, ибо вы и сами можете попробовать их в деле у себя дома или на рабочих местах.

По 16 серваку в связке с 10 виндой в роли клиента у меня кстати есть целый авторский видеокурс. Можете чекнуть как-нибудь на досуге, если любите иногда развиваться, а не только писю гонять.

Также для развития очень полезно ежедневно учить команды для оперативного взаимодействия с командной строкой системы.

Как показывает практика, если вы шарите, то набрать команду можно в разы быстрее, нежели тыкать мышью в иконки. Рекомендую.

Application Programming Interface (API)

Интерфейс программного взаимодействия или API позволяет одной программе взаимодействовать с другой. Например, приложению с Windows.

API также имеют разные версии. Для 32 разрядных ОС они одни, для 64 разрядных другие.

Если в теме, напишите в комментах по каким причина 32 разрядные операционки до сих пор существуют и почему в самом ближайшем будущем их исчезновение в принципе невозможно.

Даю подсказку. Это как-то связано с особенностями программ. Как вы помните, программа – это набор инструкций для выполнения. Тут всё логично. Однако давайте помимо программы введём ещё такое понятие, как процесс.

Процесс – это совокупность из загруженного и исполняемого набора инструкций и контейнера для ресурсов. Ни больше ни меньше.

Любой процесс обладает рядом особенностей. Наиболее важным для вас из этого списка является PID. Он же Process ID. Он же идентификатор процесса.

Давайте сразу рассмотрим пример. Как видно в таскменеджере, запущенная программа, в данном случае блокнот, может в момент работы создавать несколько разных процессов.

Один процесс может запускать целое дерево из созависимых процессов. И каждый процесс в этом дереве будет иметь равные права. Это же работает в обратную сторону.

Т.е. если вы хлопните какой-нибудь процесс Explorer, всё что так или иначе связано с интерфейсом у вас отвалится. Это в целом достаточно удобная штука. Также для расширенной работы с процессами рекомендую юзать Sysinternals.

Это такой набор расширенных системных инструментов Windows от Марка Руссиновича, позволяющий получить больше информации, чем при апеллировании стандартными инструментами.

Внутри процессов у нас существуют потоки исполнения (threads). Т.е. то, что Windows может запускать на ядре процессора на исполнение.

Также внутри работающего процесса есть как минимум один поток. Windows выделяет каждому потоку квант времени для выполнения на процессоре и быстро переключает исполняющиеся потоки.

Именно это и создаёт так называемую иллюзию «параллельности» работы приложений. Ключевая идея тут заключается в разделении задач на разные потоки, чтобы не было «подвисаний».

Например, один поток рисует графический интерфейс, а другой — выполняет сложную работу. Всё, как в жизни. От каждого по возможностям на благо общего дела.

Архитектура

Windows и приложения – это, как мы знаем исполняемый код, поэтому существует задача ограничения возможностей приложений. В современных процессорах (речь про x64) по дефолту определены 4 уровня привилегий.

Про UserMode мы с вами уже поговорили в общих чертах. Kernel же, являясь по сути ядром, даёт доступ к процессору и всей оперативной памяти.

Т.е. когда пользовательскому процессу необходимо выполнить операцию, требующую повышенных привилегий, например, блокнот хочет сохранить файл на диск.

Наш процесс самостоятельно вызывает соответствующий сервис в ядре. Там выполняется специальная команда, переводящая вызывающий поток в kernel mode, а после завершения возвращающая его обратно в user.

Именно поэтому все путные вирусы хотят заломиться именно в Kernel. Ибо доступ к железу возможен только на уровне ядра, а значит для какой-то реальной пакости требуются повышенные привилегии.

Память

Фундаментально вся память представляется, как непрерывная адресуемая последовательность байт, где операционная система занимает верхние адреса, к которым у пользовательских процессов доступа нет.

Поскольку процессов много, Windows распределяет между ними участки памяти так, что для процесса они как бы непрерывные, однако на самом деле это не так.

Т.е. в моменте процессор не видит этих пробелов. Для него есть только синенькие полосочки или только зелёненькие. Такие вот специфические особенности области видимости.

Если есть нужда посмотреть более детальную информацию о карте памяти процесса, то можно воспользоваться ещё одной утилитой от Руссиновича под названием VMMap.

Для примера я, как обычно, запустил стандартный блокнот. С помощью данной программы наглядно видно, что помимо самого файла notepad.exe (он будет в самом низу списка), загружается много dll файлов.

Библиотеки DLL

DLL (они же Dynamic-link library) – это специальный формат файлов, позволяющий хранить исполняемый код (т.е. инструкции), которые могут использоваться различного рода процессами.

Процессы подгружают библиотеки и используют описанные в ней функции. Поэтому если мы в VMMap’е прочекаем разные приложения, то увидим, что стандартные библиотеки используются одни и те же.

В основном это будут Кернелы. Именно эти библиотеки служат своеобразным слоем, который транслирует документированные вызовы функций в вызовы к сервисам Windows.

Глобально разделение на Kernel Mode и User Mode со стороны выглядит следующим образом. В самом низу мы видим вариант Мелкомягкого гипервизора. Эта деталь не является обязательной.

Если точнее, то она актуальна для ситуаций, когда на одном железе крутится несколько операционных систем. Само ядро, согласно схеме, находится над ХАЛом (набором общих инструкций).

При этом ядро загружается при старте машины и берёт управление на себя. А гипервизор, хоть и исполняется в 0-ом кольце, но при этом изолирует себя от ядра и может как бы «наблюдать» за всей ситуацией со стороны.

Или как говорят умные дядьки, осуществляет мониторинг. В самом User Mode выделяется 4 типа процессов: пользовательские — процессы, получаемые из обычных (т.е. устанавливаемых пользователем или предустановленных) приложений;

Сервисы (они же службы) — чаще всего процессы, которые выполняются в «фоновом режиме», например, службы печати, службы индексирования.

Environment Subsystems — поддержка различных окружений (ранее поддерживалось POSIX, сейчас только Windows). Поэтому обратной совместимости нет.

Ну и само-собой различного рода системные процыки. Уже упомянутый POSIX (Portable Operating System Interface) — это набор стандартов, предназначенный для организации совместимости между ОС.

Начиная с Windows 10, в состав операционки вошла подсистема WSL (Windows Subsystem for Linux). И как понятно из названия она предоставляет возможность запуска Linux-приложений из командной строки.

Вернее, так работала первая версия. WSL 2 уже представляет собой отдельную виртуалку на гипервизоре и даёт гораздо больше возможностей для сисадминов и безопасников в плане доступа к кишкам ОСи.

Ключевые файлы и драйвера

Теперь что касается ключевых файлов в системе. На слайде представлены основные каталоги, которые необходимо запомнить. Современные версии ОС Windows не позволяют как-либо работать с ними.

Однако во времена Windows 2000 вы могли удалить с компьютера папку system32 и тем самым провести небольшой саботаж. Папка окажется в корзине, восстановить вы её не сможете, винда зависнет, но при этом не выключится.

Короче, ад и Израиль. Благо, что мелкомягкие пофиксили этот забавный баг. Но сам факт существования такой вот хурмы заставляет задуматься о тщетности бытия.

Ладненько, помимо файлов есть ещё драйвера, которые представляют собою программный код, обеспечивающий поддержку той или иной функциональности устройств, протоколов и файл-систем.

Системные драйвера располагаются в каталоге System32\Drivers, а пользовательские — в произвольных каталогах, выбираемых в момент инсталляции.

Загрузка

Процесс загрузки компьютера начинается не с работы операционной системы Windows, а с работы встроенного ПО — BIOS.

BIOS зашит в материнскую плату и отвечает за базовую инициализацию оборудования и процедуру самотестирования (она же POST).

BIOS анализирует диски в установленном порядке для поиска MBR (Master Boot Record) — специальным образом оформленной области на диске.

Сам MBR загружает Boot Manager, который уже непосредственно и запускает ОС.

Для Windows это каталог %SystemDrive%\bootmgr (к слову в файловой системе он не отображается).

Ну а дальше Boot Manager загружает так называемый Windows Loader (файлик winload.exe), который уже будит наш Kernel, т.е. загружает ядро Винды.

Вот такой вот хитро**ный процесс. А вы это даже не цените. Давайте резюмирую. Сначала BIOS, затем Boot Manager, далее Loader и только затем ядро, а после уж и рабочий стол с пышногрудой девицей.

Есть ещё вариант с UEFI. Это такой интерфейс, пришедший на смену BIOS, который позволяет писать приложения, подписывать их и проверять конечную подпись.

Собственные UEFI есть у Samsung, ASUS и других популярных вендеров. Схематически работа этой истории выглядит следующим образом.

Да, возможно чутка сложнее, чем в случае с классическим BIOS, зато в разы дружелюбнее для конечного пользователя.

Помимо прочего есть ещё утилиты позволяющие модифицировать BOOT-систему. Например, bcdedit. Либо msconfig, если предпочитаете графический интерфейс. Если захотите поковырять, рекомендую делать это на виртуалке.

И последнее о чём мне бы хотелось сегодня поговорить – это процесс smss.exe. Данный процесс запускает ядро session manager subsystem.

Он же первый процесс в user mode. Который в свою очередь загружает цепочку процессов, отвечающих за выполнение дальнейшей процедуры инициализации.

Ее мы с вами подробно разберём в следующем видео из цикла информационная безопасность с нуля до джуна.

Так что, если не хочешь пропустить это дело и более детально изучить механизмы безопасности операционной системы Windows – обязательно подпишись на канал кликнув на колокольчик.

Не пойму правда, какого лешего ты не сделал этого раньше, но всё-таки дам шанс и возможность исправить карму по-братски, раз уж ты так напрягся и досмотрел ролик до этой минуты.

Окей, друзья. Нынче мы рассмотрели общую архитектуру ОС Windows и базовый процесс загрузки. Тот, что происходит непосредственно до загрузки ядра.

На следующей лекции мы с вами уже подробно поговорим о процессе загрузки и механизмах безопасности, предоставляемых данной операционной системой.

Не забываем сделать домашнее задание по теме лекции. Ссылочка, как обычно, будет закреплена в описании. Ну и если урок зашёл – не пожидитесь и отблагодарите жирнейшим лайкосиком.

Вам не напряжно пару раз по экранчику тапнуть, а мне дико приятно. Приятно осознавать, что работа над контентом происходит не зря и среди современных ITшников есть спрос на инфу с уклоном в ИБ.

Ладненько. С вами, как обычно, был Денчик. В заключении, по традиции, желаю всем удачи, успеха и самое главное, отличного настроения.

Берегите себя и данные своих пользователей. Не позволяйте криворуким ломать винду. Для этого регулярно делайте бэкапы на сервер с наиболее важных тачек. И будем вам счастье.

Помните, технологии – это весело. Во всяком случае, если речь идёт об IT. Тут без креативности, улыбки и хорошего чувства юмора в принципе никуда. Унынение – главный враг любого развития.

Капец, я, как всегда, под конец видео ударяюсь в никому не нужную диванную философию. Всё короче. До новых встреч, мои кайфные друже. Всем пока.

Инфоурок

›

Другое

›Презентации›Windows — основные элементы и способы работы