Linux VS Windovs

1. Введение.

        Данная работа написана с целью  изучения и сравнения двух  принципиально различных операционных  систем – Windows и Linux. Изначально их различие основано на использовании разных платформ. Для Windows такой платформой является система MS DOS, остатки которой по – прежнему присутствуют где-то за кадром в начальный момент загрузки (ведь система BIOS была перенесена на новую ОС без изменений), а для Linux основой стала профессиональная система Unix. Сейчас вполне можно говорить о появлении новых систем, которые вполне  могут составить достойную конкуренцию для мощного и популярнейшего программного  монстра, созданного компанией Microsoft – системы Windows. Рассматриваемая в данной работе ОС Linux является профессиональной системой, сумевшей шагнуть на компьютеры более или менее опытных пользователей. Это произошло благодаря использованию удобного графического интерфейса, который каждый пользователь может сформировать по своим предпочтениям на той или иной программной основе, а также благодаря возможности выбора наиболее дружелюбного и удобного для него дистрибутива и тому, что интерфейс системы так или иначе сформирован в соответствии с общепринятыми стандартами.

          Таким  образом, можно сказать, что  современный пользователь обрел  ощутимую  свободу выбора и доступ к по-настоящему профессиональной программной основе, работа с которой прежде была привилегией профессионалов, обладающих очень мощной аппаратной базой. Обладая необходимой для сравнения информацией, можно сделать вывод о том, какая система окажется оптимальной для использования на конкретной машине для выполнения определенных задач. В работе приводится примерное «поведение» двух ОС и их возможности в различных аспектах обработки информации, её защиты и обмена данными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная  часть.

 

1.1 История  развития рассматриваемых ОС.

 

1.1.1 Возникновение ОС Linux.

Вместе с новой системой на базе UNIX зарождалась и концепция «коллективного программирования» - после того, как 5 октября 1991 года «отец- основатель» Linux, Линус Торвальдс, предложил всем желающим присоединиться к разработке проекта. Число программистов-энтузиастов быстро росло, и версии проекта сменяли одна другую, пока в 1994 году не вышла первая официальная версия системы – 1.0.

    Успех проекта  в том, что новая ОС дала возможность перенести дорогостоящие системы на более дешевую аппаратную базу. Эта система переняла производительность и надежность, свойственные ОС UNIX, недоступной для многих программистов по причине недостатка средств. Новые «обитатели» системы вкладывали свое время и квалификацию в развитие проекта.

    Вдобавок Linux , как и большая часть ПО для неё, распространяется на свободных условиях, зачастую - бесплатно. Однако в дома простых

пользователей система  не спешила по причине изначальной сложности установки, настройки и использования, но зато сформировалась, как истинно профессиональная.

    За последнее  же время появилась графическая  подсистема X Window и множество «графических оболочек» (Gnome, KDE, IceWM, Window Marker), использующих устоявшиеся стандарты пользовательского интерфейса(Windows, Macintosh). Так что тонкости использования и настройки ОС становятся всё доступнее для более или менее опытного пользователя.

     А  ПО (офисные пакеты, программы для  работы с электронной почтой, графические среды и т. д.) распространяется очень быстрыми темпами.

   Linux - отличное ядро для устройств, требующих сложной логики, что вкупе с бесплатностью и гибкостью позволяет применять ее в качестве основной ОС для КПК, сотовых телефонов, сложных мультимедийных систем (там, где рядовой пользователь даже не заподозрит существование какой-то операционной системы).

    Так что история Linux – это не только история энтузиазма, но и история успеха. И, видимо, у нее еще многое впереди.

    Linux не существует, как единый проект. Есть ядро системы, разрабатываемое  Линусом Торвальдсом и его командой, и есть множество программ, обеспечивающих работу пользователя и управляющих работой ядра. Различные комплектации этого ПО с ядром называются дистрибутивами, различными по степени дружелюбности к пользователю и областью применения. Все дистрибутивы – пакетные, образованы через компиляцию исходных программ, включающих ядро, средства загрузки, системные утилиты и прикладные программы.

1.1.2 История развития Windows.

Основа для создания Windows - это выпущенная компанией Microsoft дисковая операционная система MS DOS, которая была первой ОС компьютеров IBM PC. Появление MS DOS было связано с необходимостью обслуживания файловой структуры.    Именно эта ОС ввела ту файловую систему, которая в основных чертах сохранилась по сегодняшний день. Её особенности, а также появившиеся изменения, будут рассмотрены далее. Без особых изменений осталась и BIOS (базовая система ввода - вывода). Windows, в отличие от своей предшественницы, изначально формировалась как многозадачная и многопользовательская система. 

Нужно отметить, что развитие этой системы происходит несколько  иначе, чем у её подрастающего  конкурента, Linux. Для последней характерны очень ощутимые различия между дистрибутивами. Так же происходят изменения внутри каждого дистрибутива от версии к версии. В то же время в системе Windows изменения появляются лишь с выходом очередной версии программы. Причем иногда эти изменения оказываются не столь значительными и актуальными, а версии системы сменяются столь быстро, что не все из них успевают завоевать популярность и найти своих пользователей. Так, к примеру, произошло с ОС Windows2000, появление

которой прошло практически незамеченным для пользователей, предпочитающих или работать пока с версией Windows’98, или одновременно с установкой более современного оборудования перебираться на Windows XP. Так или иначе, эта система имеет в целом устоявшийся, давно знакомый и привычный графический интерфейс и стандартные пакеты приложений, которые также претерпевают изменения в соответствии с той версией программы, к которой принадлежат.

Подводя итог, можно сказать, что данная система постепенно наращивает мощность и производительность, но больших сюрпризов своим поклонникам  уже не преподносит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          1.2. Файловые системы в Windows

 и Linux.

В представлении данных файловыми системами Windows и Linux есть существенные различия в организации структуры каталогов и дисков, представлении устройств.

 

1.2.1 Структура файловой системы ОС Linux.

 Для Linux «родной» является файловая система ext – одна из реализаций Unix – подобных файловых систем. Эта система имеет несколько реализаций, на данный момент её основными типами считаются ext2 и ext3 (в ext3 добавлена возможность ведения журнала). Как и все файловые системы Unix, ext2 реализует в себе  поддержку обычных (регулярных) файлов, каталогов (директорий),  и файлов устройств.

 

 

 

Регулярные  файлы – обычные файлы с полезной для пользователя информацией (данные, программы). Для каждого пользователя с момента регистрации создается домашний каталог, где в котором он имеет все права.

В Linux используется более сложный способ организации каталогов – с перекрестными ссылками, для поддержки которого требуются специальные ссылочные файлы , или просто ссылки.

Мягкая (символическая) ссылка – специальный тип файла, содержащий только имя реального файла. Она может указывать на файл с другого физического носителя, другой файловой системы и даже другого ПК. Они чем - то похожи на ярлыки вWindows.

Жесткие ссылки существуют в пределах одной ФС (или раздела диска), то есть указывают на индекс файла, его метаданные, в то время как символические ссылки – только на имя. Удаленный файл легко восстанавливается посредством жестких ссылок. По аналогии с      Windows это синхронизированные копии файлов.

Файлы устройств используются для предоставления доступа к устройствам ввода-вывода через интерфейс операций с файлами (открытие, чтение, запись). Каждое устройство Unix-подобных систем представлено специальным типом файла, над которым можно производить операции через системные вызовы. Это нужно для унификации и упрощения написания прикладных программ, совмещения приложений для различных программных платформ. Все файлы устройств расположены в каталоге /dev.

Корневой каталог (/) есть во всех Unix-подобных файловых системах. Он необходим для использования нескольких дисков внутри одного дерева каталогов, как единого диска. Защищает файловую систему от переполнения.

     

 

 

 

 

1.2.2 Файловые системы, используемые в Windows.

На компьютере, работающем под управлением Windows XP, можно выбрать для раздела диска одну из трех файловых систем: NTFS, FAT или FAT32.  NTFS следует признать наилучшей файловой системой.

NTFS — более мощная файловая система, чем FAT и FAT32 В ее состав входят возможности, необходимые для обслуживания Active Directory, а также другие важные функции обеспечения безопасности. Только NTFS позволяет использовать такие средства, как Active Directory и система безопасности на основе доменов.

Разделы легко преобразуются в  формат NTFS. При таком преобразовании все данные в разделе сохраняются (в отличие от процедуры форматирования диска в FAT и FAT32). Если требуется управлять доступом к файлам и папкам и организовать поддержку учетных записей с ограниченными правами, необходимо использовать NTFS. В случае файловой системы FAT32 все пользователи будут иметь доступ ко всем файлам на жестком диске, независимо от типа учетной записи (администратор, ограниченные права или стандартные права). NTFS лучше всего подходит для работы с большими дисками. (Ей немного уступает в этом отношении файловая система FAT32.)

 При определенных  обстоятельствах может потребоваться  использование файловой системы  FAT или FAT32. Если на компьютере планируется работа как в Windows XP, так и в операционной системе предыдущей версии, необходимо создать основной (загрузочный) раздел жесткого диска в формате FAT или FAT32.

В остальных случаях, когда работа в нескольких операционных системах не планируется, рекомендуется выбрать файловую систему NTFS.

 

1.2.3 Организация файлов файловыми системами Windows

 и Linux.

 

Системы NTFS и ext3 имеют сходный способ организации файлов. Это индексный способ. В индексе файла сгруппированы все метаданные(в Linux он называется inode).

       Метаданные содержат атрибуты файла, которые в разных ФС реализованы в той или иной степени : имя файла, тип файла - директория, устройство или ссылка, размер, права доступа для трех видов пользователей. Это:

        1 – пользователь, владелец файла;

        2 – пользователи  из группы – владельцы;

 

        3 – остальные.

Права для каждой группы обозначают через 3 бита : ‘r’- чтение,’w’-

запись,‘x’- запуск. Например, rwxr-x---. Это значит, что первая группа имеет все права, вторая - только право чтения и запуска, а третья вообще не имеет прав доступа к данному файлу.

       Отличительная  черта Unix- систем – это виртуальные файловые системы. VFS является своеобразным посредником между пользовательскими и статическими приложениями различных типов. Среди используемых в VFS файловых систем могут быть сетевые (NFS,CODA), распределенные (HTTPFS) или временные(tmpfs, romfs), но пользователь работает с файлами, как будто они находятся на локальном диске и являются обычными файлами. NTFS, ext2, ext3 и другие ФС имеют больше схожих черт, чем различий, так что выявить превосходство какой – то одной из них просто невозможно.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Пользовательский интерфейс.

 

1.3.1 Интерфейс командной строки.

        С помощью командной строки  осуществляются почти все операции.                                              В  Linux популярны интерпретаторы командной строки bash, csh, tsh, ash и другие. Не смотря на то, что система Windows является графической, работа в режиме командной строки бывает необходима.

Для использования командной  строки в графическом режиме разработаны  специальные программы – эмуляторы. Использование эмулятора на практике чаще всего удобно для восстановления системы после сбоев (редактор vi – для коррекции конфигурационных файлов), для установки IP – адреса компьютера и т. п.

 

1.3.2 Графический интерфейс Linux.

Общие принципы построения.

         Система X Window для ОС Linux построена на модели клиент – сервер, но как бы в перевернутом виде, т.к. Х – сервер запускается на компьютере пользователя и обеспечивает вывод изображения на монитор. Сама по себе запущенная система выглядит на мониторе, как серый экран с крестиком курсора. Роль Х – сервера в том, чтобы доставить графику видеоадаптеру и передать сообщения о событиях от аппаратной части своим клиентам, коими являются, например, графический редактор GIMP, текстовый редактор Open Office.org, эмулятор терминала xterm и другие.

          Ещё  два важных компонента графического  интерфейса – библиотека графических  функций X-lib и менеджер окон, который управляет другими клиентами и обеспечивает возможность запуска других приложений, а также выполнение всех операций с окнами: прорисовку рамок, меню, иконок, полос прокрутки и др. элементов окна.

Система всегда запускается  с правами суперпользователя, т.к. ей требуется доступ к аппаратным устройствам. Запуск системы осуществляется в графическом или в текстовом режиме. Причем предпочтительнее именно ручной запуск из командной строки, т.к. в графическом режиме пользователь не может полностью контролировать процесс, и если его не удовлетворит результат настройки, коррекция будет достаточно трудоемкой.

 

Оконные менеджеры для сервера X Window.

         Три основных вида надстроек  над X Window: собственно оконные менеджеры, надстройки над ними (добавляют к графическому интерфейсу разные полезные функции), и так называемые Desktop Managers, объединяющие в себе два первых типа. Рассмотрим самые распространенные графические надстройки для Linux.

      Десктоп – менеджер KDE. Это исключительно удобная, бесплатная, стабильная, масштабируемая пользовательская среда с открытым исходным

 кодом, оперативно реагирующая на современные запросы пользователей. Конечно, поддерживает мультимедийные технологии и имеет мощную систему надстроек на конкретные требования пользователя.

Такая мощная система требует соответствующих  ресурсов, и если на современном  ПК KDE  является почти идеальным графическим интерфейсом для Linux – систем, то на слабых машинах она будет работать с ощутимыми задержками. Но здесь многое зависит и от настройки системы на низком уровне, числа ненужных запущенных сервисов и многих других параметров. Главное – найти золотую середину, что вполне возможно.

Надстройка  над оконными менеджерами Gnome. Во многом он схож с KDE, во всяком случае, ни в чем особо не проигрывает ей, и ни в чем особо не выигрывает. Gnome также является бесплатным, свободно распространяемым продуктом. Функциональные возможности также схожи: Рабочий стол для данных и приложений; панель быстрого запуска; набор стандартных приложений, с которых можно начать использование компьютера; определенное количество утилит; средства для администрирования компьютера и набор спецификаций и библиотек для разработчиков Gnome – ориентированного программного обеспечения. Программа имеет интуитивно понятный интерфейс, включает набор приложений для работы с сетью, мультимедиа и офисом, а также множество утилит, помогающих в повседневной работе, администрировании и мониторинге рабочей станции.  Gnome не имеет собственного оконного менеджера, и это становится одним из его основных преимуществ перед KDE – можно самому выбрать оконный менеджер, с которым хочется работать. К тому же при прочих равных условиях Gnome работает несколько быстрее, чем KDE. Среди недостатков Gnome можно выделить отсутствие однородности интерфейса, присущей приложениям для KDE.

Оконный менеджер Window Maker является одним из самых используемых оконных менеджеров, т. к. отличается гибкостью, красотой и скоростью, но при всем этом удивительно нетребователен к ресурсам.

 Оконный менеджер IceWM – это очень маленький, быстрый и удобный оконный менеджер, делающий именно то, что от него требуется. Может имитировать поведение и внешний вид Motif, OS/2 Warp4, OS/2Warp и Windows95.В этом оконном менеджере поддерживаются темы (скины), настройка внешнего вида под пользователя, виртуальные рабочие пространства. Для многих маломощных ПК это, возможно, единственное решение для графической работы в Linux.

Enlightenment – это оконный менеджер с полностью конфигурируемым внешним видом и поддержкой сложной системы скинов, что превращает его в один из самых красивых и «психоделичных». Он весьма требователен к ресурсам, зато позволяет создать свою неповторимую рабочую систему.

Сложно выделить из всего  перечисленного идеальный оконный менеджер, так как, обратив внимание на перечисленные особенности каждого из них, любой конкретный пользователь сделает вывод на основе личных предпочтений и имеющихся ресурсов.

 

1.3.3 Графический интерфейс системы Windows

 

Нет смысла очень подробно описывать знакомые всем, привычные и удобные окна. Основные принципы такой организации пользовательской графики давно стали стандартом в мире операционных систем. Структура, построенная на использовании окон в качестве своеобразных контейнеров для вывода данных, позволяет компактно, удобно разместить информацию на рабочем столе,  легко проследить взаимное расположение необходимых файлов и папок в файловой системе и производить необходимые операции над ними. Для многозадачной и многопользовательской ОС такое построение просто идеально.

 Windows рассчитана на широкий круг пользователей. Как правило, они не нуждаются в подробной настройке тех или иных свойств и аспектов поведения системы, ведь их задачи являются стандартными. Поэтому интерфейс Windows тоже стандартен и является неотъемлемой составляющей операционной системы. 

Если мы говорили о  «перевернутой» модели клиент-сервер применительно к графической  оболочке ОС Linux, то для пользовательского интерфейса  Windows выявить подобную модель не удастся, так как устройство её гораздо проще и система может выступать как в качестве клиента, так и в качестве сервера.

Итог вышесказанного в том, что  устройство графического пользовательского  интерфейса и степень его интеграции в систему зависит от того круга пользователей (широкого или профессионального), на который каждая из систем рассчитана. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Системное администрирование.

 

1.4.1 Учет пользователей в Linux.

В Linux может быть любое количество пользователей. Все они выполняют разнообразные задачи и имеют различные права в системе. И только один из них получает над ОС полную власть. Его имя – root, или суперпользователь.

Сначала уточним понятие  «пользователь» применительно к  этой системе. Пользователи, зарегистрированные на данном компьютере, занесены в файл /etc/passwd. Причем среди них есть не только реальные люди, но и так называемые демоны – владельцы программ и системных процессов. По сути, они такие же пользователи, как какие-нибудь piter и mary, и выполняют важные функции по обеспечению нормального функционирования системы. И, конечно, обязательно присутствует системный администратор. Как правило, его зовут root. При работе с правами root человек недостаточно квалифицированный и аккуратный может стать чуть ли не эффективнее хакера в создании проблем.

           О том, каким образом выставляются права на тот или иной файл, говорилось выше, в теме посвященной файловым системам, Права на конкретный файл могут менять его владелец и суперпользователь, а в некоторых системах – только суперпользователь. Иногда защита от пользователя с правами root становится насущно необходимой. Для этого нужно определить, с каких терминалов будет разрешено заходить с правами администратора.

            С другой стороны, пользователи  могут входить в систему, минуя права root с помощью команды su, которая при запуске без дополнительных параметров пытается запустить командный интерпретатор с правами администратора. Она требует пароль не того пользователя, который её запустил, а того, от чьего имени должен будет запуститься администратор, и, как правило, может использоваться только членами группы wheel. Ещё более гибкой является команда sudo. Её использование небезопасно уже потому, что у рядового пользователя при столь мягких ограничениях возникает условный рефлекс – к недоступной команде спереди приписывается магическое слово sudo, и всё запускается.

           Еще один «рубеж обороны» обеспечивает  ядро. С его точки зрения  пользователи  делятся на root и всех остальных. На этом уровне проверяется уже не допустимость запуска программы, а допустимость системного вызова.

Таким образом никто, кроме администратора не может открыть raw-socket, смонтировать или размонтировать файловую систему, загрузить или выгрузить модуль ядра. К тому же никто, кроме root, не может уничтожить процесс, принадлежащий другому пользователю, или терминировать процесс, запущенный суперпользователем.

           Наверное, многим сетевым администраторам  хотелось создать список команд, которые никогда нельзя набирать. Но  “опасные места” различаются не только в  конкретных дистрибутивах, но и от версии к версии одного и того же дистрибутива. Такими опасными командами в различное время оказывались rm.*., umount/ или kill –91 (уничтожить системный процесс init) стать ваш опыт восстановления разрушенных файловых систем.

 

1. 4.2 Учет пользователей Windows.

В современной ОС Windows, место которой сейчас стремительно завоевала Windows XP, пользователи могут распределяться аналогичным образом. То есть существует системный администратор (либо несколько выделенных пользователей, обладающих его правами ), и несколько групп пользователей с установленными администратором правами. На мой взгляд, в этой системе существует меньше уловок, позволяющих простым пользователям производить требующие прав суперпользователя действия.

 Работа в Windows 2000 или Windows XP в качестве администратора делает систему уязвимой для так называемых «троянских коней» и других программ, угрожающих безопасности. Простое посещение веб-узла может очень сильно повредить систему. На незнакомом веб-узле может находиться троянская программа, которая будет загружена в систему и выполнена. Если в это время находиться в системе с правами администратора, такая программа может переформатировать жесткий диск, стереть все файлы, создать новую учетную запись пользователя с административным доступом и т. д.

Необходимо добавить себя в группу «Пользователи» или  «Опытные пользователи». Войдя в  систему в качестве члена группы «Пользователи», можно выполнять  обычные задачи, в том числе выполнение программ и посещение узлов в Интернете, не подвергая компьютер излишнему риску. Члены группы «Опытные пользователи» могут, кроме того, устанавливать программы, добавлять принтеры и использовать большинство компонентов панели управления. Если необходимо выполнить такие задачи администрирования, как обновление операционной системы или настройка системных параметров, выйдите из системы и войдите в нее как администратор.

Использование команды От имени не ограничено учетными записями администраторов. При необходимости часто входить в систему и запускать программы с правами администратора можно использовать для этого команду runas.

Три фундаментальных  уровня защиты, которые предоставляются  конечным пользователям через членство в группах «Пользователи», «Опытные пользователи» или «Администраторы».

Администраторы

 

 Рекомендуется использовать административный доступ только для

 

выполнения следующих  действий:

• установки операционной системы и ее компонентов (например, драйверов устройств, системных служб и так далее);
• установки пакетов обновления;
• обновления операционной системы;
• восстановления операционной системы;
• настройки важнейших параметров операционной системы (политики паролей, управления доступом, политики аудита, настройки драйверов в режиме ядра и так далее);
• вступления во владение файлами, ставшими недоступными;
• управления журналами безопасности и аудита;
• архивирования и восстановления системы.

На практике учетные  записи администраторов часто должны использоваться для установки и  запуска программ, написанных для предыдущих версий Windows.

Опытные пользователи

Группа «Опытные пользователи»  поддерживается, в основном, для  совместимости с предыдущими  версиями для выполнения несертифицированных  приложений. Разрешения по умолчанию, предоставленные этой группе, позволяют членам группы изменять параметры компьютера. Если необходима поддержка несертифицированных приложений, конечные пользователи должны быть членами группы «Опытные пользователи».

«Опытные пользователи»  могут выполнять любые задачи с операционной системой, кроме задач, зарезервированных для группы «Администраторы». Все программы, которые могут выполняться членами группы «Пользователи» в Windows NT версии 4.0, в Windows 2000 и в Windows XP Professional могут выполнять членами группы «Опытные пользователи».

Опытные пользователи могут:

• выполнять приложения, сертифицированные для Windows 2000 и Windows XP Professional, а также устаревшие приложения;
• устанавливать программы, не изменяющие файлы операционной системы, и системные службы;
• настраивать ресурсы на уровне системы, включая принтеры, дату и время, параметры электропитания, другие ресурсы панели управления;

• создавать и управлять локальными учетными записями пользователей и групп;
• останавливать и запускать системные службы, не запущенные по умолчанию.

«Администраторы». Они не имеют  доступа к данным других пользователей  на томе NTFS, если соответствующие разрешения этих пользователей не получены.

Поскольку опытные пользователи могут устанавливать и изменять программы, работа под учетной записью группы «Опытные пользователь» при подключении к Интернету может сделать систему уязвимой для троянских коней и других программ, угрожающих безопасности.

Пользователи

Группа Пользователи является наиболее безопасной, поскольку разрешения, предоставленные этой группе по умолчанию, не позволяют пользователям изменять параметры операционной системы или данные других пользователей, параметры реестра на уровне системы, файлы операционной системы или программы. Пользователи могут выключать рабочие станции, но не серверы. Пользователи могут создавать локальные группы, но управлять могут только теми, которые они создали. Они могут запускать сертифицированные программы для Windows 2000 или Windows XP Professional, которые были установлены или внедрены администраторами. Пользователи имеют полный доступ к своим файлам данных (%userprofile%) и своей части реестра (HKEY_CURRENT_USER).

Однако разрешения на уровне пользователя часто не допускают  выполнение пользователем устаревших приложений. Участники группы «Пользователи» гарантированно могут запускать только сертифицированные для Windows приложения. Для обеспечения безопасности системы Windows 2000 или Windows XP Professional администратор должен: