به طور کلی ، وظایف سیستم عامل شامل موارد زیر است



استفاده بهینه از منابع و جلوگیری از به هدر رفتن آنها

تخصیص و آزاد سازی منابع

اداره صف ها و زمان بندی استفاده از منابع

حساب داری ( Accounting ) میزان استفاده از منابع

ایجاد امنیت ( security )

ایجاد ، حذف و اداره فرایند ها

ایجاد مکانیسم های ارتباط بین فرایند ها و همگام سازی آنها

مدیریت فایل ها و پوشه ها

مدیریت حافظه های اصلی و جانبی

برقراری امکان دسترسی چندتایی ( Multiaccess ) و اجرای هم روند ( Concurrent ) فرایند ها

به اشتراک گذاری منابع ( Resource Sharing )

تعیین راهکار هایی برای اداره بن بست ( deadlock ) ها

جلوگیری از شرایط رقابتی ( Race Condition ) و تداخل یا در هم قفل شدن ( Interlock ) فرایند ها

جلوگیری از گرسنگی ( Starvation )



سیستم عامل های فعلی

امروزه پرمصرف ترین سیستم عامل جهان ، ویندوز است که بر روی بیشتر رایانه‌های شخصی نصب شده ‌است .



نام چند ‌سیستم عامل معروف جهان در زیر آمده است :



یونیکس

لینوکس

سولاریس (سیستم عامل)

بی اس دی

مک او اس

ام وی اس.

ویلز (سیستم عامل)

ویندوز اکس‌پی

ویندوز ویستا

ویندوز ان‌تی

ویندوز سی‌ئی

پالم (سیستم عامل)

سیمبیان (سیستم عامل)



انواع سیستم عامل



سیستم عامل تک پردازنده

این نوع سیستم عامل ها ، سیستم عامل های نسل چهارم ( نسل فعلی ) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می شوند .

سیستم عامل شبکه ای

این نوع سیستم عامل ها ، از کنترل کننده های واسط شبکه و نرم افزار های سطح پایین به عنوان گرداننده استفاده می کنند و برنامه هایی برای ورود به سیستم های راه دور و دسترسی به فایل از راه دور در آنها به کار گرفته می شود .



سیستم عامل توزیع شده

این سیستم عامل ها خود را مانند سیستم عامل های تک پردازنده به کاربر معرفی می کنند ، اما در عمل از چندین پردازنده اجرا می شوند .





سیستم عامل بی درنگ

از این نوع سیستم‌های عامل برای کنترل ماشین آلات صنعتی، تجهیزات علمی و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌گردد. یک سیستم عامل بلادرنگ دارای امکانات محدود در رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه‌های کاربردی مختص کاربران هستند. یکی از بخش‌های مهم این نوع سیستم‌های عامل، مدیریت منابع موجود کامپیوتری بگونه‌ای است که یک عملیات خاص در زمانی که می‌بایست، اجراء خواهند شد , مهمتر اینکه مدیریت منابع بگونه ایست که این عمل در هر بار وقوع, مقدار زمان یکسانی بگیرد.



تطابق تکنیکهای سیستم عامل با نسل های کامپیوتر:



در نسل اول کامپیوترها (55-1945) که از لامپ خلأ برای ساخت آنها استفاده می‌شد,زبانهای برنامه نویسی (حتی اسمبلی )ابداع نشده بودند و سیستم عامل نیز اصلاً وجود نداشت . روند کار به این صورت بود که برنامه نویسان تنها در یک فاصله زمانی مشخص حق استفاده از کامپیوتر بزرگ و گران قیمت را داشتند.

آنها برنامه‌های خود را توسط تخته مدار سوراخدار (و بعدها توسط کارتهای پانچ) و به زبان ماشین به کامپیوتر می‌دادند. اکثر برنامه‌های محاسبات عددی معمولی مانند جداول سینوس و کسینوس بود.

مفاهیم کلی

به طور کلی نرم افزارهای کامپیوتر به دو گروه تقسیم می‌شوند:

یکی برنامه‌های سیستمی که عملیات کامپیوتر را مدیریت می‌کنند و دیگری برنامه‌های کاربردی .سیستم عامل (operating system=os) اصلی ترین برنامه سیستمی است که به عنوان رابط بین کاربر و سخت افزار کامپیوتر عمل می‌کند .

سیستم عامل دو وظیفه (یا هدف) اصلی دارد:



سیستم عامل استفاده از کامپیوتر را ساده می‌سازد. این بدان معناست که مثلاًکاربر یا برنامه نویس بدون درگیر شدن با مسائل سخت افزاری دیسکها به راحتی فایلی را بر روی دیسک ذخیره و حذف کند . این کار در واقع با به کاربردن دستورات ساده‌ای که فراخوان های سیستمی (System Calls) را صدا می‌زنند انجام پذیرد .

در صورت عدم وجود سیستم عامل کاربرو یا برنامه نویس می‌بایست آشنایی کاملی با سخت افزارهای مختلف کامپیوتر (مثل مانیتور ,فلاپی , کی بورد و غیره) داشته باشدو روتین‌هایی برای خواندن و یا نوشتن آنها به زبانهای سطح پائین بنویسد. از این جنبه به سیستم عامل با عنوان ماشین توسعه یافته(Extended machine) یا ماشین مجازی (Virtual machine) یاد می‌شود که واقعیت سخت افزار را از دید برنامه نویسان مخفی می‌سازد.



وظیفه دوم سیستم عامل مدیریت منابع(Resource Management) می‌باشد, یعنی سیستم عامل باعث استفاده بهینه و سودمند (اقتصادی) از منابع سیستم می‌گردد. منظور از منابع پردازنده‌ها ,حافظه‌ها ,دیسکها,موس ها , چاپگرها , فایلها , پورتها و غیره هستند. یک سیستم کامپیوتری منابع نرم افزاری و سخت افزاری بسیار دارد که ممکن است در حین اجراء برنامه لازم باشند , سیستم عامل همانند مدیر منابع عمل کرده و آنها را بر حسب نیاز به برنامه‌های مشخصی تخصیص می‌دهد.

سیستم عامل معمولا اولین برنامه‌های است که پس از بوت شدن در حافظه بار می‌شود. پس از بار شدن قسمتی از سیستم عامل بطور دائم در حافظه باقی (Resident)می‌ماند. قسمتهای دیگر با توجه به کاربرد کامپیوتر توسط کاربر از دیسک به حافظه آورده می‌شود.

به قسمت اصلی سیستم عامل که وظایف مهم آن را انجام می‌دهد هسته یا Kernel گفته می‌شود. هسته سیستم عامل برنامه‌ای است که در تمامی اوقات بر روی کامپیوتر در حال اجراست.

سیستم عامل و معماری کامپیوتر اثر زیادی بر روی یکدیگر داشته‌اند. یعنی جهت سهولت کار با سخت افزارهای جدید, سیستم عامل‌ها توسعه یافتندو همچنین در اثنای طراحی سیستم عامل‌ها , مشخص شد که تغییراتی در طراحی سخت افزار می‌تواند سیستم عاملها را ساده تر و کارآمدتر سازد .

هر چند که تطبیق نسلهای کامپیوتر با نسلهای سیستم عامل کار درستی نیست ولی این تطبیق که در ادامه انجام می‌دهیم علت ایجاد سیستم عاملهای جدید را مشخص می‌سازد.



سیستم عامل کامپیوتر:

کامپيوتر خود را بهتر بشناسيم : سيستم عامل



کاربران اينترنت و ساير شبکه های کامپيوتری به منظور استفاده از منابع موجود بر روی شبکه از امکانات سخت افزاری و نرم افزاری متعددی استفاده می نمايند . آشنائی با عناصری که دارای جايگاهی اساسی در ايمن سازی يک شبکه کامپيوتری می باشند از زاويه امنيتی بسيار حائز اهميت است . اگر قرار است ما چيزی را ايمن نمائيم ، اولا" بايد بدانيم چه چيزی مشمول اين موضوع می شود و ثانيا" شناخت مناسبی را نسبت به آنان پيدا نمائيم . نمی شود اقدام به ايمن سازی يک شبکه نمود بدون اين که نسبت به عناصر درگير در فرآيند ارتباطی شناخت مناسبی وجود داشته باشد.

اجازه دهيد اين سوال را مطرح نمائيم که در زمان اتصال به اينترنت ، کداميک از عناصر سخت افزاری و يا نرم افزاری دارای استعداد لازم به منظور آسيب رساندن به اطلاعات بوده و ممکن است امنيت شبکه و اطلاعات را به مخاطره بياندازد ؟ در صورت ارائه پاسخ مناسب به سوال فوق ، محدوده و نوع ايمن سازی و ايمن نگه داشتن سيستم های کامپيوتری ، مشخص خواهد شد . ما نمی توانيم قدم در جاده ای بگذاريم که خطرات و يا تهديدات امنيتـی متعددی در کمين ما می باشد ، بدون اين که نسبت به نقاط آسيب پذير و يا بهتر بگوئيم ضربه پذير آگاهی مناسبی را داشته باشيم .

تعداد بسيار زيادی از کاربران اينترنت را افرادی تشکيل می دهند که فاقد مهارت های خاصی در زمينه فن آوری اطلاعات بوده و از امکانات حمايتی مناسبی نيز برخوردار نمی باشند . سيستم های اينگونه کاربران دارای استعداد لازم به منظور انواع تهاجمات بوده و بطور غير مستقيم شرايط مناسبی را برای مهاجمان به منظور نيل به اهداف مخرب ، فراهم می نمايند . به نظر می بايست طرحی نو در اندازيم و يک مرتبه و برای هميشه و بصورت کاملا" اصولی و علمی با عناصر درگير در ايمن سازی يک شبکه کامپيوتری آشنا شده و به بررسی دقيق نقاط حساس و آسيب پذير در اين رابطه بپردازيم .

به منظور ايمن سازی و ايمن نگه داشتن يک شبکه کامپيوتری می بايست هم در سطح و هم در عمق حرکت کرد .



حرکت در عمق ، ارتقاء سطح علمی و بروز نگه داشتن دانش کارشناسان امنيت اطلاعات و شبکه های کامپيوتری است تا آنان بتوانند با استفاده از آخرين فن آوری های موجود نسبت به برپاسازی و نگهداری يک شبکه ايمن اقدام نمايند . فراموش نکنيم که امنيت يک فرآيند است و نه يک محصول ، بنابراين ارتقاء سطح علمی کارشناسان امنيت اطلاعات، می بايست به صورت مستمر و بر اساس يک برنامه کاملا" مدون و مشخص دنبال شود.



حرکت در سطح ، افزايش دانش عمومی کاربران اينترنت در جهت استفاده ايمن از شبکه های کامپيوتری است . با آموزش مناسب اين نوع کاربران، می توان از آنان به منظور ايمن نگه داشتن يک شبکه کامپيوتری استفاده نمود. امنيت در شبکه های کامپيوتری نظير يک تابلو نقاشی است که تصوير امنيت جزء با همياری تمامی عناصر در گير در يک سازمان بر روی آن نقش نخواهد بست . هيچ سازمان و يا کارشناس امنيت اطلاعاتی نمی تواند بدون در نظر گرفتن جايگاه عوامل انسانی وظايف تعريف شده خود را در جهت ايمن نگه داشتن يک شبکه کامپيوتری بدرستی انجام دهد . اگر قرار است در اين رابطه دور خود نچرخيم و در مسيرهای بسته و تکراری گرفتار نشويم ، می بايست حرکاتی منسجم و کاملا" سازمان يافته را در اين راستا انجام دهيم .



عدم توجه به هر يک از موارد اشاره شده ما را در برپاسازی و نگهداری ايمن شبکه های کامپيوتری با شکست مواجه نموده و شايد زمانی فرارسد که ما قادر به پرداخت تاوان چيزی که از دست داده ايم ، نباشيم ( اطلاعات و داده های ارزشمند ، عدم ارائه سرويس های online و ... ).

مخاطب اين مطلب و ساير مطالبی که با اين مضمون تهيه و بر روی سايت منتشر خواهد شد ، کاربران عمومی اينترنت می باشد .با اين مقدمه طولانی و شايد خسته کننده و تکراری ! به بررسی اولين و مهمترين عنصر تاثيرگذار در امنيت شبکه های کامپيوتری يعنی سيستم عامل ، خواهيم پرداخت .



سيستم عامل مهمترين ترين برنامه ای است که بر روی کامپيوتر شما اجراء شده و خدمات متنوعی را در ابعاد متفاوت ارائه می نمايد . بد نيست به برخی از اين نوع خدمات اشاره ای مختصر داشته باشيم :



نوع نرم افزاری را که شما می توانيد بر روی سيستم خود نصب نمائيد، مشخص می نمايد

هماهنگی لازم به منظور اجرای برنامه ها را انجام می دهد .



حصول اطمينان از اين موضوع که عناصر سخت افزاری نظير صفحه کليد ، چاپگر و هارد ديسک دارای عملکردی عاری از خطاء بوده و امکان ارتباط با آنان وجود دارد .



ايجاد شرايط و امکانات لازم به منظور اجرای صحيح برنامه های کامپيوتری نظير واژه پردازها ( نظير MsWord ) ، برنامه های سرويس گيرنده پست الکترونيکی ( نظير OutLook ) ، مرورگرهای وب ( نظير Internet Explorer ) . در صورتی که برنامه ها نيازمند استفاده از منابع سيستم نظير چاپگر و يا هارد ديسک باشند ، با مديريت سيستم عامل اين امر ميسر می گردد.



ارائه پيام ها ی خطاء متناسب با مسائل ايجاد شده



سيستم عامل ، نوع و نحوه مشاهده اطلاعات و انجام عمليات مورد نظر را نيز مشخص می نمايد . برخی از سيستم های عامل از يک رابط کاربر گرافيکی معروف به GUI که از کلمات Graphical User Interface اقتباس شده است ، استفاده می نمايند . در اين نوع از سيستم های عامل ، اطلاعات با استفاده از تصاوير ( آيکون ، دکمه ها ، جعبه های محاوره ای ، پنجره ها ، ... ) و کلمات ارائه می گردد ( ويندوز نمونه ای از اينگونه سيستم های عامل است ) . ساير سيستم های عامل ممکن است از يک رابط کاربر مبتنی بر متن به منظور تعامل با کاربر استفاده نمايند .



چگونه يک سيستم عامل را انتخاب نمائيم

زمانی که شما يک کامپيوتر را خريداری می نمائيد ، انتخاب خود را در خصوص نوع سيستم عامل نيز انجام داده ايد، چراکه سيستم عامل بر روی کامپيوتر خريداری شده نصب و در اختيار شما قرار داده می شود . شما می توانيد هر زمان که تشخيص داديد سيستم عامل نصب شده بر روی کامپيوتر خود را تغيير دهيد . در برخی از کشورها ، همزمان با ارائه کامپيوتر سيستم عامل آن نيز عرضه می شود ( مثلا" کامپيوترهای شرکت Dell و Gateway به همراه ويندوز مايکروسافت عرضه می گردند ) .

تاکنون سيستم های عامل متداولی در سطح دنيا طراحی و پياده سازی شده است . هر سيستم عامل دارای ويژگی ها ، مزايا و محدويت های مختص به خود می باشد . در اين رابطه می توان به متداولترين سيستم های عامل موجود اشاره نمود :



ويندوز ( Windows ) : ويندوز که دارای نسخه های متعددی است متداولترين سيستم عامل استفاده شده توسط کاربران می باشد. اين سيستم عامل توسط شرکت مايکروسافت ارائه شده و دارای يک رابط کاربر گرافيکی است که استفاده از آن را برای اکثر کاربران راحت تر می نمايد ( نسبت به سيستم های عاملی که دارای رابط کاربر مبتنی بر متن می باشند ) . ويندوز دارای نسخه های جداگانه ای برای کاربران معمولی و نسخه هائی مختص سرويس دهندگان می باشد .



Mac OS X : سيستم عامل فوق توسط شرکت اپل ارائه شده است و از آن بر روی کامپيوترهای مکينتاش استفاده می گردد . اين سيستم عامل از لحاظ شکل ظاهری و رابط کاربر گرافيکی دارای شباهت های زيادی با ويندوز می باشد ( با تغييراتی اندک ) .



لينوکس و ساير سيستم های عامل مبتنی بر يونيکس : از لينوکس و ساير سيستم های عاملی که از يونيکس مشتق شده اند عموما" در ايستگاههای شبکه ای خاص و يا سرويس دهندگان شبکه نظير سرويس دهندگان وب و پست الکترونيکی ، استفاده می گردد . استفاده از اينگونه سيستم های عامل توسط کاربران معمولی عمدتا" مشکل بوده و به منظور استفاده از آنان به دانش و يا مهارت های خاصی نياز می باشد . همين موضوع يکی از دلايل اصلی در رابطه با عدم گسترش عمومی آنان محسوب می گردد . نسخه هائی از سيستم های عامل فوق در حال پياده سازی است تا کاربران معمولی نيز بتوانند بسادگی از آنان استفاده نمايند .