33

Э.С. Спиридонов, м.С. Клыков, м.Д. Рукин

Н.П. Григорьев, Т.И. Балалаева, А.В. Смуров

ПРАКТИКУМ

ПО ОПЕРАЦИОННЫМ

СИСТЕМАМ

Под редакцией профессора Э.С. Спиридонова

и профессора М.С. Клыкова

URSS

Москва

УДК 658.001:625.2.005.(0.21)

ББК 65.230-3.46.97

С 107

Практикум по операционным системам: Лабораторный курс / Э.С. Спиридонов, М.С. Клыков, М.Д. Рукин, Н.П. Григорьев, Т.И. Балалаева, А.В. Смуров; Под ред. проф. Э.С. Спиридонова и проф. М.С. Клыкова - Москва: изд-во ЛКИ, 2010. - 296 с.

Изложены основы функционирования операционных систем, исследован состав вычислительной системы, рассмотрен процесс загрузки операционной системы, проанализированы файловые системы и архитектура операционных систем, даны базовые принципы безопасности операционных систем, технологии распределения прав пользователей, освещены внутренняя политика безопасности и политика обновления, принципы построения защищенной файловой системы, обеспечения защиты операционной системы от атак по компьютерным сетям, аудит безопасности системного программного обеспечения. В лабораторном курсе особое внимание уделено практическому освоению материала. Учебный материал по каждой лабораторной работе снабжен контрольными вопросами, упражнениями и заданиями.

Предназначен для бакалавров и магистров по специальностям экономики и информатики всех форм обучения, изучающих управление производством, а также для управленческого персонала организаций, научных работников, программистов.

Рецензенты:

М.Х. Ахтямов, д-р биол. наук, профессор, директор естественнонаучного института Дальневосточного государственного университета путей сообщения;

В.А. Ильин, д-р техн. наук, профессор, зам. генерального директора ОАО “БАМтоннельстрой”.

ISBN 5-843091-003

© Э.С. Спиридонов, М.С. Клыков, М.Д. Рукин,

Н.П. Григорьев, Т.И. Балалаева, А.В. Смуров 2010

© Издательство ЛКИ, 2010

Введение

В программном обеспечении вычислительных систем операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного процесса, обеспечивает компьютерную и сетевую безопасность. Любая из программных компонент пользователя обязательно работает под управлением операционной системы. Не умаляя значимости знания фундаментальных концепций, принципов построения и функционирования операционных систем, следует отметить важность приобретения практических навыков в работе с системным программным обеспечением.

Поэтому не случайно практикум по операционным системам представлен в виде лабораторных работ, которые, кроме теоретической части, включают контрольные вопросы, упражнения и задания. Достаточно подробно рассматриваются состав и процесс загрузки операционных систем, файловая организация и архитектура системного программного обеспечения. Учитывая особую актуальность проблемы информационной безопасности особое внимание уделеляется базовым принципам безопасности операционных систем, вопросам распределения прав пользователей, внутренней политике безопасности и политике обновления, принципам построения защищенной файловой системы и обеспечению защиты операционной системы от атак по компьютерным сетям, аудиту безопасности системных программ.

Первые два раздела практикума посвящены рассмотрению аппаратного и программного обеспечения операционной систем, последовательности развертывания системных программных средств, структуры BIOS и реестра операционной системы Windows XP, а также средств восстановления и механизмов автогагрузки системных программ.

В третье разделе предстпавлены различные технологии структуризации файлов и способы доступа к ним, исследована логическая структура файловых архивов, рассмотрены операции над директориями. Проанализированы файловые системы линейки операционных систем Windows, многопользовательской операционной системы с разделением времени UNIX, расширенного системного программного обеспечения Linux.

Четвертый раздел посвящен изучению архитектуры современных операционных систем, ее компонент, работающих в режиме ядра, и подсистем окружения, функционирующих в режиме пользователя.

В пятом, шестом и седьмом разделах раскрываются базовые принципы безопасности и принципы управления пользователями на примере одной из наиболее распространенных операционных систем - системы Windows XP. Рассмотриваются режимы работы, принципы функционирования, подсистемы и библиотеки, а также защитные механизмы операционной системы Windows XP, включая технологии групповой, системной и локальной политики безопасности.

Дополнительная безопасность компьютера, наряду с прменением средств операционной системы, обеспечивается назначением прав пользователям путем указания перечня задач, которые им разрешено выполнять в системе компьютера или домене. Технологии настройки прав пользователей, а также правил для одного или нескольких компьютеров с целью защиты ресурсов вычислительной системы рассматриваются в восьмом разделе практикума.

В операционных системах особое внимание уделяется построению защищенных файловых систем (для организации пользовательскихи и системных программ, а также областей данных). Существует большое количество файловых систем под общим названием FAT, а также файловая система NTFS. Последняя является файловой системой нового поколения и характеризуется устойчивостью к сбоям и повышенной безопасностью. В девятом разделе рассматриваются технологии развертывания на компьютере файловой системы NTFS.

В десятом разделе рассматриваютсчя способы защиты операционноой системы от атак по компьютерным сетям, заключающихся в получении несанкционированного доступа к информации, к услугам, в выводе из рабочего режима определенного класса услуг.

С целью повышения безопасности в современных операционных системах процессы, происходящие на уровне ядра отслеживаются и фиксируются. Таким образом возможно наблюдение за различными событиями, затрагивающими безопасность, например, за неудачными попытками доступа к операционной системе или попытками доступа к защищенным файлам и папкам. Отображение системных событий необходимо для определения злоумышленников или попыток поставить под угрозу данные системы. В завершающем разделе изучаются инструментарии аудита безопасности операционных систем.

Рассмотренная тематика практикума адресована менеджерам-экономистам, научным работникам, бакалаврам и магистрантам вузов, обучающимся по специальностям: «Информационные системы и технологии в экономике», «Системы автоматизированного проектирования», «Прикладная информатика в экономике», «Экономика и управление на предприятии», «Теория и практика принятия организационно-технологических и экономических решений». Кроме того, книга может быть полезна программистам, ко­торые хотят более эффективно использовать системные средства.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………… 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. Состав вычислительной

системы 8

1.1. Теоретическая часть лабораторной работы 1 8

1.1.1. Аппаратное обеспечение вычислительной системы 8

1.1.2. Программное обеспечение 23

1.2. Практическая часть лабораторной работы 1 28 1.2.1. Контрольные вопросы 28

1.2.2. Упражнение. Настройка компьютерной системы

средствами программы SETUP 30

Список рекомендуемой литературы к лабораторной работе 1 31

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2. Процесс загрузки операцион-

ной системы 32

2.1. Теоретическая часть лабораторной работы 2 32

2.1.1. Последовательность развертывания системных

программных средств 32

2.1.2. Базовая Система Ввода Вывода 35

2.1.3. Опции настройки Базовой Системы Ввода Вывода 38

2.1.4. Реестр операционной системы Windows XP. Редактор

RedEdit и структура реестра 66

2.1.5. Восстановление Windows XP. Восстановление реестра 68

2.1.6. Консоль восстановления 74

2.1.7. Автозагрузка в Windows XP 74

2.2. Практическая часть лабораторной работы 2 76

2.2.1. Контрольные вопросы 76

2.2.2. Упражнение. Исследование порядка запуска компьютера 78

2.2.3. Упражнение. Автозагрузка в Windows XP 79

Список рекомендуемой литературы к лабораторной работе 2 81

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3. ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 82

3.1. Теоретическая часть лабораторной работы 3 82

3.1.1. Общие сведения о файловых системах 82

3.1.2. Файловая система FAT 82

3.1.3. Файловая система NTFS 85

3.1.4. Файловая система CDFS 90

3.1.5. Файловая система UDF 91

3.1.6. Файловая система DFS 92

3.1.7. Файловая система операционной системы MS-DOS 96

3.1.8. Файловая система операционной системы Windows 98 98

3.1.9. Файловая система операционной системы UNIX 100

3.1.10. Файловая система операционной системы Linux 104

3.1.11. Виртуальные файловые системы 106

3.2. Практическая часть лабораторной работы 3 108

3.2.1. Контрольные вопросы 108