Зачем нужна операционная система? плюсы и минусы 3-х основных осей

Почему стоит перейти на свободные программы?

Некоторые люди думают, что свободные программы не могут стать достойной заменой платного аналога. На самом деле, есть категории программного обеспечения, в которых уже просто не осталось платных приложений, например, интернет браузеры. Сегодня обычный среднестатистический пользователь и не знает, что браузеры могут быть платными, а ведь такие были когда-то давно. Направления программ с открытым исходным кодом, свободных, двигается и развивается, и возможно со временем вытеснит платные программы.

Бесплатные аналоги программ есть фактически для любой платной программы, просто о них не всегда знают. В некоторых случаях бесплатный аналог имеет меньший набор функциональных возможностей, а в некоторых значительно больше, чем в платном приложении.

Какая выгода для разработчиков свободных программ?

Может появиться логичный вопрос, раз программа является бесплатной для всех, и даже более, её можно модифицировать, то какая может быть от неё выгода для разработчика? Действительно, на первый взгляд это может показаться как минимум странным. Для начала, перечислим типы разработчиков:

• — энтузиасты;
• — коммерческие компании;
• — студенты.

Теперь рассмотрим каждый тип разработчиков. Энтузиасты разрабатывают такие свободные программы пока это им интересно, но тут момент в том, что открыт исходный код, поэтому на смену одного энтузиаста обязательно придет другой. В свободно распространяемых программах обычно нет рекламы, как например, в бесплатной версии антивируса аваст, где он на каждом углу предлагает купить платную версию. Хотя нужно признать, что бывают редкие исключения. Коммерческие организации могут писать программы со свободными лицензиями, дабы не вести её поддержку. И могут предлагать поддержку за деньги. Это один из вариантов. Также они могут саму программу распространять свободно, а также предлагать услуги по её установке, настройке, обслуживанию, или просто просить деньги за то, что запишут вам её на диск. Иногда компании разрабатывают параллельно два продукта. Один продукт является минимальной версией второго. И этот минимальный продукт они распространяют по свободной лицензией. Делают это обычно для привлечения внимания ко второму продукту. Студенты — Линукс изначально и появился на свет, как курсовой проект одного студента.

Вне зависимости от типа разработчика они могут зарабатывать на своем программном обеспечении с открытым исходным кодом за счет пожертвований. В некоторых странах государство осуществляет финансовую поддержку таких проектов. Да и некоторым организациям может потребоваться расширение функционала программы. К кому они в первую очередь обратятся в таком случаи? Конечно к автору.

Фаза 0: Начало работы

Перед выполнением курса следует достать себе в непосредственное пользование unix-подобную операционную систему. Это может быть Linux, BSD или macOS с установленными , , , и . Теоретически может заработать в Windows 10 с подсистемой linux, но никто не проверял наверняка. По крайней мере такая конфигурация не поддерживается. Т.е. для виндузятников нет готовых рецептов и рекомендуется установить Ubuntu LST или Fedora.

Из железа нам потребуются:

• Raspberry Pi 3 model B (обязательно с процем BCM2837)
• Макетная плата, она же доска для прототипирования
• microSD карточка (плюс адаптер/переходник)
• USB-UART переходник (CP2102 USB TTL)
• Десяток многоцветных светодиодов
• Резисторы на 100 Ом и на 1 кОм по четыре штуки
• проводки

В обсуждении на reddit есть ссылочки на amazon с тем, что может потребоваться. Впрочем всё это можно купить в любом другом магазине. В том числе и в офлайне. Кроме этого всего можно докупить ещё каких либо компонентов на свой вкус.

Внимание: малинка чувствительна к электростатике. Старайтесь не трогать голыми руками контакты

Вас током не убьёт и даже не поцарапает, а вот саму малинку вполне себе может вывести из строя. Заземляйтесь.

Когда это всё есть в наличии можно стянуть код задания:

Не стесняйтесь исследовать содержимое самостоятельно.

Путь паладина

Путь паладина – путь, ориентированный на максимальную защиту информации. В этом случае работа ведется с операционной системы Tails, которая запускается с внешнего носителя.

Tails – бесплатная операционная система с открытым исходным кодом, ориентированная на защиту данных на вашем компьютере. Tails – это аббревиатура, которая расшифровывается как The Amnesic Incognito Live System. Систему отличает свойство забывать все предыдущие действия пользователя после перезагрузки, не оставляя возможности установить, чем занимался пользователь Tails ранее. Исключение составляют файлы, которые пользователь перенесет в постоянное хранилище.

Суть пути: вы записываете на внешний носитель (USB-флешку, SD-карту или внешний жесткий диск) ОС Tails и работаете только с нее.

Плюсы данного пути:

• Система хранит только выбранную вами информацию, а все остальное моментально забывает при выключении – простом вытаскивании USB-флешки.
• Tails по умолчанию надежно шифрует всю хранимую информацию, получить доступ к ней можно, только введя корректный пароль.
• Забытую Tails информацию невозможно восстановить даже с помощью самого современного криминалистического софта, никакие дампы оперативной памяти тут не работают.
• Tails по умолчанию не хранит никакую информацию о пользовательской активности в сети, потому, даже изъяв у вас включенный компьютер, историю вашей активности в сети извлечь не удастся.
• Работая с Tails, вы анонимны по умолчанию. Весь трафик идет через Tor, ваши подлинные IP, DNS, Mac-адрес всегда будут скрыты.
• При работе с ОС Tails восстановить удаленную с жесткого диска информацию не удастся даже в лаборатории.
• Tails практически неуязвима для современных вирусов и троянов.
• Tails рекомендовал и использовал сам Эдвард Сноуден, ее рекомендует Агентство национальной безопасности США для своих агентов. Уровнем защиты информации в Tails восхищены многие эксперты.

Минусы:

• Весь трафик по умолчанию идет через Tor, и, как мы расскажем далее в нашем курсе, это хорошо для анонимности, но опасно для ваших данных.
• Это одна из самых неудобных для повседневной работы операционных систем среди тех, что описываются в нашем курсе. Все эти неудобства вызваны высоким уровнем безопасности Tails.
• Данная система работает корректно не на всех компьютерах, у многих пользователей возникают различного рода проблемы при использовании ОС Tails.
• В Tails вам будет сложно запустить виртуализацию, настроить трафик через персональный VPN и многое другое.

Этот путь подойдет многим пользователям, заинтересованным в максимальной защите данных от offline-атаки, когда недоброжелатели получают физический доступ к компьютеру. Ваша задача лишь успеть вытащить USB-флешку или иной внешний носитель, где запущена система. Кроме того, Tails практически неуязвим для вредоносного программного обеспечения.

Дальнейшие действия на пути паладина.

Продолжайте читать курс. Подготовьте внешний носитель (USB-флешку, SD-карту или внешний жесткий диск) минимальным объемом 8 GB. В главе о Tails мы расскажем вам, как установить ОС Tails на внешний носитель и как запускать ее на вашем компьютере с внешнего носителя.

Особенности операционной системы

Существует бесчисленное множество конфигураций оборудования, периферийных устройств и операционных систем, которые предоставят пользователю наилучшие функциональные возможности. Как мы уже обсуждали ранее, на рынке операционных систем есть опции по спектру функций и удобству использования, в зависимости от вашей специализации и личных предпочтений. Но есть некоторые основные функции, которые вы должны иметь в виду при исследовании решения вашей операционной системы, которые могут сильно повлиять на ваш опыт.

Программные обновления — Технология движется быстро. Мало того, что достижения сделаны быстрее, чем мы можем успевать. После выпуска новой ОС перед следующим официальным выпуском она обычно увидит десятки, если не сотни небольших изменений. Вы увидите оповещения или уведомления об этих обновлениях программного обеспечения в течение использования вашей текущей версии. Обновления системы будут предлагаться в виде исправлений или автоматических установок. В целом, это значительный показатель заботы и приверженности разработчиков

Эти надежные, сложные платформы выпускаются настолько полно, насколько это возможно, но важно понимать, что они находятся в стадии разработки, основываясь на скорости, с которой развиваются технологии и получают обратную связь

Поддержка поставщика — Подобно системным обновлениям, возможность связываться с разработчиками вашей ОС с обратной связью или проблемами с производительностью является центральной особенностью общего опыта. Хотя в некоторых случаях это все еще возможно при телефонных звонках, современные операционные системы упростили процесс благодаря встроенной поддержке поставщиков через онлайн-каналы связи. Это дополнение к подробным учебным пособиям и справочным статьям, которые должны быть размещены на вашем жестком диске или доступны на веб-сайте разработчика. Когда в вашей ОС происходит сбой или происходит сбой приложения, эта информация будет отправлена ​​в службу поддержки. На определенных платформах группа поддержки сможет напрямую связаться с вами, провести вас через исправление или полностью взять под контроль ваше устройство, чтобы разобраться в ситуации.

Приложения — Операционные системы — это не просто дома для ваших сторонних приложений и инструментов. Во многих случаях они предлагают проприетарные программы, которые могут быть столь же полезными (если не очень) в вашей повседневной жизни. Операционные системы Windows и Mac известны своими встроенными прикладными программами, которые варьируются от программного обеспечения для ведения заметок до медиаплееров, в дополнение к играм и инструментам, таким как калькуляторы

Когда вы исследуете операционные системы для себя или своего бизнеса, обратите внимание на включенные приложения и, если вы предпочитаете одни, другим. Эти различные программы являются визитной карточкой крупнейших операционных систем и могут дополнять функцию «сделай или сломай» для некоторых покупателей

Разрешения. В зависимости от ситуации вам может потребоваться наличие нескольких учетных записей на одном компьютере или возможность совместного использования устройств в вашем бизнесе. Функция разрешений позволяет вам управлять этим очень подробно. Вы можете делегировать доступ пользователей как можно большему количеству людей, что позволяет пользователям сохранять и получать доступ к своим файлам и программам и защищать свою учетную запись уникальным паролем. Это особенно удобно, если у вас есть конфиденциальная информация о вашей основной учетной записи, но вы хотите, чтобы другие могли использовать устройство в определенное время.

Все определения OC

Что означает OC в тексте

В общем, OC является аббревиатурой или аббревиатурой, которая определяется простым языком. Эта страница иллюстрирует, как OC используется в обмена сообщениями и чат-форумах, в дополнение к социальным сетям, таким как VK, Instagram, Whatsapp и Snapchat. Из приведенной выше таблицы, вы можете просмотреть все значения OC: некоторые из них образовательные термины, другие медицинские термины, и даже компьютерные термины. Если вы знаете другое определение OC, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы включим его во время следующего обновления нашей базы данных. Пожалуйста, имейте в информации, что некоторые из наших сокращений и их определения создаются нашими посетителями. Поэтому ваше предложение о новых аббревиатур приветствуется! В качестве возврата мы перевели аббревиатуру OC на испанский, французский, китайский, португальский, русский и т.д. Далее можно прокрутить вниз и щелкнуть в меню языка, чтобы найти значения OC на других 42 языках.

Типы операционных систем

1. Операционные системы реального времени (Real-time operating system, RTOS). Операционные системы реального времени предназначены для управления машинным оборудованием, научными инструментами и промышленными системами. Обычно пользовательский интерфейс таких систем не балует дизайнерскими изысками, а утилиты, ориентированные на конечного пользователя, отсутствуют. Это готовая к использованию «закрытая коробка». Важнейшей задачей такого типа операционной системы является следить за тем, чтобы определенная операция выполнялась в определенный отрезок времени. И эти отрезки были равными. В сложных машинах нельзя допустить, чтобы их элементы двигались быстрее чем нужно, поскольку система располагает «лишними» ресурсами. Или, наоборот, не двигались вовсе по причине занятости системы
2. Однопользовательские однозадачные операционные системы (Single-user, single task). Как следует из их названия, эти операционные системы ориентированы на выполнение одним пользователем одной задачи в один период времени. Ярким примером системы такого типа может служить Palm OS для наладонников Palm. Эти устройства пользовались определенной популярностью до того как началось массовое распространение смартфонов
3. Однопользовательские многозадачные операционные системы (Single-user, multi-tasking). Системы этого типа управляют большинством современных настольных и портативных компьютеров. И Microsoft Windows, и Apple OS X относятся именно к этому типу. Например, пользователь Windows может одновременно писать заметку в текстовом редакторе и загружать файл из Интернета. В это же самое время принтер может печатать, а почтовый клиент принимать электронную корреспонденцию
4. Многопользовательские операционные системы (Multi-user). Многопользовательские операционные системы позволяют нескольким пользователям одновременно получать доступ к ресурсам устройства. Операционной системе приходится удерживать баланс между теми требованиями, которые предъявляют разные пользователи. При этом операционной системе приходится следить за тем, чтобы у каждой из работающих программ было достаточно ресурсов, и задача, решаемая одним из пользователей, не мешала другим пользователям. В качестве ярких примеров многопользовательских систем можно привести Unix, VMS и операционные системы для больших ЭВМ, подобные MVS

Важно внести ясность в некоторые тонкости, которые могут затруднить определение типа операционной системы. Существуют многопользовательские операционные системы и системы, поддерживающие сетевые соединения

И это различные операционные системы. Например, Windows 2000 и Novell Netware поддерживали сотни и даже тысячи сетевых соединений. При этом их нельзя считать истинно многопользовательскими. Единственным настоящим пользователем Windows 2000 и Netware является системный администратор. Сетевая поддержка и все удаленные аккаунты пользователей включены в общий план операционной системы, программно определяемый ее администратором.

Фаза 3: Няшный Си

На этот раз мы будем писать на сях прогу, которая будет делать тоже, что и . Для того, чтоб иметь возможность компилировать няшную сишечку под малинку нам нужен кросс-компилятор под .

Установка кросс-компилятора

Нам нужно установить GNU-тулчейн для под архитектуру (компилятор gcc и его компанию вроде objcopy).

Под macOS

Для начала стоит установить менеджер пакетов homebrew. Если уже установлен, то эту часть можно пропустить.

1. Установите инструменты Xcode для командной строки. Появится диалоговое окно. Когда появится — нажмите «Установить», «Продолжить» или что там обычно.
2. Запустите скрипт установки Homebrew. Оный проведет вас через остальную часть процесса установки.

Теперь установим тулчейн aarch64-none-elf используя homebrew.

Проверим, всё ли правильно установлено:

Под Linux

1. Загрузим и распакуем aarch64-none-elf-linux-x64.tar.gz. После этого переместим в :
2. Добавим к переменной окружения . Как именно — это зависит от вашего конкретного диструбутива Linux. В большинстве случаев следует добавить в следующее:
3. Проверяем, всё ли нормально. В качетве вывода мы должны получить версию gcc и всё такое.

Можно собрать самому из исходников, если такое желание возникнет. Подробнее вот тут.

Теперь немного о железе

Взаимодействие подавляющего большинства современных аппаратных устройств с ПО осуществляется через отображение его в память Memory-mapped I/O. Суть такова: с устройствами можно общаться так, будто это просто некая часть памяти. При этом предоставляется спецификация о том, что будет происходить при записи или чтении определённых адресов в памяти. Адреса обычно разделяются на кусочки по 32 или 64 бита, которые называют регистрами. Регистры могут быть доступны только для чтения из них, для записи или для того и другого сразу.

Как мы узнаем, какие регистры и для чего использовать, и где в памяти они находятся? Производители различных устройств пишут документацию на эти самые устройства. Обычно их зовут даташитами (data sheet), мануалами (device manual), ну или просто документацией. Нет какого либо общего широко распространённого формата для документирования устройств. Иногда документация может быть недостаточной или её может не быть вообще. Умение читать и понимать аппаратную документацию это вполне себе полезный скилл и в некотором роде даже искусство.

Интерфейс GPIO в памяти

Документацию на многие периферийные устройства, которые есть у Rasbperry Pi, можно найти в документе BCM2837 ARM Peripherals Manual. Про GPIO можно почитать на 89 странице.

Для нашей задачи нам достаточно следующих регистров:

Тащемто это непосредственно скопировано прямо из документации со страницы 90.

Теперь почитайте документацию для регистра на страницах 91 и 92. Мы записываем в этот регистр для настройки пинов в качестве выходных или входных. Какое должно быть значение в каждом поле регистра для настройки вывода №16 GPIO, чтоб он стал выходом?

Теперь опять читаем документацию на странице 95. Про регистры и . Мы записываем в регистр для включения контакта. А в для выключения. Какое значение нам требуется записать в эти регистры для включения/выключения вывода 16?

Написание кода

В каталоге репы есть заготовка кода для построения двоичного файла для малинки. Пока обойдёмся без объяснения того, зачем нужны , и . Вместо этого сосредоточимся на . В нём вы обнаружите, что уже указаны адреса всех трёх необходимых нам регистров в верхней части. Кроме этого там есть парочка функций, которыми можно создать временную задержку. Задача состоит в том, чтоб дополнить функцию так, чтобы вывод №16 GPIO был настроен как выход, а затем то включался, то выключался для мигания светодиодом.

Когда код будет готов — его следует протестировать. Для начала скомпилируйте его, запустив , находясь в директории . Если всё хорошо и нет ошибок, то создастся файлик . Переименовываем его в , копируем на microSD-карточку и запускаем это всё на малинке. Если уже есть работающий — можно переходить к следующей фазе.

Что в итоге?

В качестве основного вывода можно отметить только то, что, увы, Windows-системы и большинство разработок, созданных корпорацией Microsoft, по сравнению с UNIX-системами и Linux-вариациями, которые на них базируются, явно проигрывают. Та же ОС FreeBSD является и в установке, и в настройке намного более гибкой, не говоря уже о том, что она защищена наиболее полно в виде модификации с открытым исходным кодом, который любой желающий может изменить или модифицировать. Собственно, напрашивается и сам вопрос: «Что предпочесть?». Давать какие бы то ни было советы не хочется, но принципиально именно для организации локальных сетей с использованием центрального сервера лучше отдать предпочтение все-таки ОС на основе UNIX (Linux), а не Windows. Так и дешевле, и проще, и безопаснее. Правда, пользователям, привыкшим к интерфейсу и командам Windows-систем, эта оболочка может показаться, мягко говоря, не совсем понятной. Тем не менее разобраться с интерфейсом труда не составит. А вот с настройкой немного придется повозиться (а как же без этого?).

В свою очередь, следует отметить, что далеко не все современные ОС отвечают требованиям сегодняшнего дня, хотя и обладают довольно неплохим потенциалом для развития и модернизации. Это в первую очередь касается FreeBSD, которой развиваться, к сожалению, не суждено, несмотря на все преимущества. Разработчики просто поставили на ней крест. Но и другие системы не отстают. Так что, в ближайшее время можно ожидать даже обновленную версию Windows 10, которая уже совмещает в себе функциональность и стационарной, и серверной модели (после стандартной инсталляции сервер можно настроить совершенно элементарно). Даже дополнительные клиенты устанавливать не придется. Достаточно задействовать один из компонентов в самой ОС и в настройках BIOS (тот же модуль Hyper-V для создания виртуальной машины). С ним в плане распределения ресурсов между подключенными терминалами серверная ОС вообще просто «летает».