Файловые системы современных ОС.

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В новом понимании файловая система состоит из многих составляющих. Новая файловая система имеет многоуровневую структуру на верхнем уровне которой располагается так называемый переключатель файловых систем . Он обеспечивает интерфейс между запросами приложения и конкретной файловой системой, к которой обращается это приложение. Переключатель файловых систем преобразует запросы в формат, воспринимаемый следующим уровнем - уровнем файловых систем. Для выполнения своих функций драйверы файловых систем обращаются к подсистеме ввода-вывода, образующей следующий слой файловой системы новой архитектуры. Подсистема ввода вывода - это составная часть файловой системы, которая отвечает за загрузку, инициализацию и управление всеми модулями низших уровней файловой системы. Большое число уровней архитектуры файловой системы обеспечивает авторам драйверов устройств большую гибкость - драйвер может получить управление на любом этапе выполнения запроса - от вызова приложением функции, которая занимается работой с файлами, до того момента, когда работающий на самом низком уровне драйвер устройства начинает просматривать регистры контроллера. Многоуровневый механизм работы файловой системы реализован посредством цепочек вызова.

43. Кэширование операций ввода-вывода при работе с накопителями на магнитных дисках.

Защита памяти.

Защита памяти (англ. Memory protection) — способ управления правами доступа к отдельным регионам памяти. Используется большинством многозадачных операционных систем. Основной целью защиты памяти является запрет доступа процессу к той памяти, которая не выделена для

этого процесса. Такие запреты повышают надежность работы как программ так и операционных систем, так как ошибка в одной программе не может повлиять непосредственно на память других приложений. Следует различать общий принцип защиты памяти и технологии ASLR или NX-бит. Защита по уровню привилегий. В защищенном режиме процессор имеет четырехуровневую систему привиле­гий, которая управляет использованием привилегированных инструкций и до­ступом к сегментам памяти. Уровень привилегии сегмента указывается в его дескрипторе. Нумерация уровней происходит от 0 до 3, высшие привилегии соответствуют нулевому уровню. Уровни привилегий обеспечивают защиту целостности операционной системы от «недружелюбных» программ. А также защиту адресных пространств одновременно выполняемых задач. Сервисы операционной системы, обра­ботчики прерываний и другое системное обеспечение могут включаться в вир­туальное адресное пространство каждой задачи и защищаться системой приви­легий. Как правило, назначение уровней следующее. Нулевой уровень – уровень операционной системы (ядро операционной системы). Уровни 1 и 2 – программы системного назначения. Уровень 3 – прочие прикладные программы (уровень прикладных программ). Дескрипторы (сегменты) и селекторы имеют свои атрибуты привилегий. защита по функциональному назначению.

Для надежной работы многозадачных систем необходима защита задач друг от друга. Защита предназначена для предотвращения несанкционированного до­ступа к памяти и выполнения критических инструкций — команды HLT, которая останавливает процессор, команд ввода/вывода, управления флагом разреше­ния прерываний и команд, влияющих на сегменты кода и данных. Механизмы защиты вводят следующие ограничения:

- Ограничение использования сегментов (например, запрет записи в только читаемые сегменты данных или попытки исполнения данных как кода). Для использования доступны только сегменты, дескрипторы которых описаны в GDT иLDT;

- Ограничение доступа к сегментам через правила привилегий; · Ограничение набора инструкций — выделение привилегированных инст­рукций или операций, которые можно выполнять только при определен­ных уровнях CPL и IOPL;· Ограничение возможности межсегментных вызовов и передачи управле­ния.

Защита данных.

Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения, а также средствами защиты от несанкционированного доступаПервым рубежом обороны при защите данных от несанкционированного доступа является процедура логического входа. Операционная система должна убедиться, что в систему пытается войти пользователь, вход которого разрешен администратором. Важным средством защиты данных являются функции аудита ОС, заключающиеся в фиксации всех событий, от которых зависит безопасность системы. Поддержка отказоустойчивости реализуется операционной системой, как правило, на основе резервирования. Чаще всего в функции ОС входит поддержание нескольких копий данных на разных дисках или разных дисковых накопителях. При отказе одного из избыточных устройств операционная система должна быстро и прозрачным для пользователя образом произвести реконфигурацию системы и продолжить работу с резервным устройством. Особым случаем обеспечения отказоустойчивости является использование нескольких процессоров, то есть мультипроцессирование, когда система продолжает работу при отказе одного из процессоров, хотя и с меньшей производительностью.

Основные понятия безопасности операционных систем.

безопасность операционной системы – это комплекс мер, направленных на предотвращение действий со стороны пользователя или других программ, которые могут привести к нарушению нормального функционирования операционной системы. Угроза безопасности компьютерной системы – это потенциально возможное происшествие, которое может оказать нежелательное воздействие на саму систему, а также на информацию, находящуюся в ней. Уязвимость компьютерной системы – это такая неудачная или не совсем корректная ее характеристика, которая представляет возможным возникновение угрозы. Уязвимости как раз и являются причиной возникновения неприятных ситуаций. 1. Несовершенство используемого программного обеспечения 2. Неправильная настройка программного обеспечения

Атака на компьютерную систему – это алгоритм действий, с помощью которых может быть осуществлен поиск уязвимостей и их использование с целью осуществления угрозы. Существуют три основных вида угроз: Угрозы раскрытия Угрозы целостности Угрозы отказа в обслуживании