Читайте также:
|
Компьютерные преступления чрезвычайно многогранные и сложные явления. Объектами таких преступных посягательств могут быть сами технические средства (компьютеры и периферия) как материальные объекты или программное обеспечение и базы данных, для которых технические средства являются окружением; компьютер может выступать как предмет посягательств или как инструмент.
Виды компьютерных преступлений чрезвычайно многообразны. Это и несанкционированный доступ к информации, хранящейся в компьютере, и ввод в программное обеспечение "логических бомб", которые срабатывают при выполнении определенных условий и частично или полностью выводят из строя компьютерную систему, и разработка и распространение компьютерных вирусов, и хищение компьютерной информации. Компьютерное преступление может произойти также из-за небрежности в разработке, изготовлении и эксплуатации программно-вычислительных комплексов или из-за подделки компьютерной информации.
В настоящее время все меры противодействия компьютерным преступлениям можно подразделить на технические, организационные и правовые.
К техническим мерам можно отнести защиту от несанкционированного доступа к компьютерной системе, резервирование важных компьютерных систем, принятие конструкционных мер защиты от хищений и диверсий, обеспечение резервным электропитанием, разработку и реализацию специальных программных и аппаратных комплексов безопасности и многое другое.
К организационным мерам относятся охрана компьютерных систем, подбор персонала, исключение случаев ведения особо важных работ только одним человеком, наличие плана восстановления работоспособности центра после выхода его из строя, организацию обслуживания вычислительного центра посторонней организацией или лицами, незаинтересованными в сокрытии фактов нарушения работы центра, универсальность средств защиты от всех пользователей (включая высшее руководство), возложение ответственности на лиц, которые должны обеспечить безопасность центра, выбор места расположения центра и т.п. В мире и нашей стране техническим и организационным вопросам посвящено большое количество научных исследований и технических изысканий.
К правовым мерам следует отнести разработку норм, устанавливающих ответственность за компьютерные преступления, защиту авторских прав программистов, совершенствование уголовного и гражданского законодательства, а также судопроизводства. К правовым мерам относятся также вопросы общественного контроля за разработчиками компьютерных систем и принятие соответствующих международных. Только в последние годы появились работы по проблемам правовой борьбы с компьютерной преступностью, (в частности, это работы Ю. Батурина, М. Карелиной, В. Вехова) и совсем недавно отечественное законодательство встало на путь борьбы с компьютерной преступностью. И поэтому, представляется весьма важным расширить правовую и законодательную информированность специалистов и должностных лиц, заинтересованных в борьбе с компьютерными преступлениями.
До недавнего времени, а именно до 1 января 1997 года, даты вступления в действие нового Уголовного Кодекса Российской Федерации (УК РФ), в России отсутствовала возможность эффективно бороться с компьютерными преступлениями. Несмотря на явную общественную опасность, данные посягательства не были противозаконными, т.е. они не упоминались нашим уголовным законодательством. Хотя, еще до принятия нового УК в России была осознана необходимость правовой борьбы с компьютерной преступностью. Был принят ряд законов, которые внесли правовую определенность в явление компьютеризации нашего общества вообще и проблему компьютерной преступности в частности и вместе с другими правовыми актами сформировали пласт, именуемый "законодательством в сфере информатизации", охватывающий в настоящее время несколько сотен нормативно-правовых актов.
Непосредственно законодательство России в области информатизации начало формироваться с 1991 года и включало до 1997 года десять основных законов. Это закон "О средствах массовой информации" (27.12.91 г.? 2124-I), Патентный закон РФ (от 23.09.92 г.? 3517-I), закон "О правовой охране топологий интегральных микросхем" (от 23.09.92 г.? 3526-I), закон "О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных" (от 23.09.92 г.? 3523-I), Основы законодательства об Архивном фонде РФ и архивах (от 7.07.93 г.? 5341-I), закон "Об авторском праве и смежных правах" (от 9.07.93 г.? 5351-I), закон "О государственной тайне" (от 21.07.93 г.? 5485-I), закон "Об обязательном экземпляре документов" (от 29.12.94 г.? 77-ФЗ), закон "О связи" (от 16.02.95 г.? 15-ФЗ), закон "Об информации, информатизации и защите информации" (от 20.02.95 г.? 24-ФЗ), закон "Об участии в международном информационном обмене" (от 5.06.1996 г.? 85-ФЗ).
В данных законах определяются основные термины и понятия в области компьютерной информации (например, такие как компьютерная информация, программа для ЭВМ, ЭВМ (компьютер), сеть ЭВМ, база данных), регулируются вопросы ее распространения, охраны авторских прав, имущественные и неимущественные отношения, возникающие в связи с созданием, правовой охраной и использованием программного обеспечения и новых информационных технологий. Также осуществлено законодательное раскрытие понятий информационной безопасности и международного информационного обмена.
Следует также упомянуть Указы Президента РФ, которые касаются, прежде всего, вопросов формирования государственной политики в сфере информатизации, (включая организационные механизмы), создания системы правовой информации и информационно-правового сотрудничества с государствами СНГ, обеспечения информацией органов государственной власти, мер по защите информации (в частности, шифрования).
Таким образом, до 1 января 1997 года на уровне действующего законодательства России можно было считать в достаточной степени урегулированными вопросы охраны исключительных прав и частично защиту информации (в рамках государственной тайны). Не получили достойного отражения в законодательстве права граждан на доступ к информации и защита информации, т.е. то, что напрямую связано с компьютерными преступлениями.
Часть указанных пробелов в общественных отношениях в области компьютерной информации была ликвидирована после введения в действие с 1 января 1997 года нового Уголовного Кодекса, принятого Государственной Думой 24 мая 1996 года.
Составы компьютерных преступлений (т.е. перечень признаков, характеризующих общественно опасное деяние как конкретное преступление) приведены в 28 главе УК, которая называется "Преступления в сфере компьютерной информации" и содержит три статьи: "Неправомерный доступ к компьютерной информации" (ст. 272), "Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ" (ст. 273) и "Нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сети" (ст. 274).
Рассмотрим подробнее все три статьи УК РФ, ставя целью обрисовать основные признаки совершения компьютерных преступлений, т.е. предусмотренных уголовным законодательством виновных нарушений охраняемых законом прав и интересов в отношении информационных компьютерных систем. Сухое юридическое описание будет скрашено некоторыми немногочисленными примерами отечественных компьютерных преступлений прошлых лет, компенсирующие бедность правоприменительной практики на базе нового УК РФ и позволяющие осуществить мысленный эксперимент по его применению.
Неправомерный доступ к компьютерной информации (ст. 272 УК)
Статья 272 УК предусматривает ответственность за неправомерный доступ к компьютерной информации (информации на машинном носителе, в ЭВМ или сети ЭВМ), если это повлекло уничтожение, блокирование, модификацию либо копирование информации, нарушение работы вычислительных систем.
Данная статья защищает право владельца на неприкосновенность информации в системе. Владельцем информационной вычислительной системы может быть любое лицо, правомерно пользующееся услугами по обработке информации как собственник вычислительной системы (ЭВМ, сети ЭВМ) или как лицо, приобретшее право использования компьютера.
Преступное деяние, ответственность за которое предусмотрено ст. 272 должно состоять в неправомерном доступе к охраняемой законом компьютерной информации, который всегда носит характер совершения определенных действий и может выражаться в проникновении в компьютерную систему путем использования специальных технических или программных средств позволяющих преодолеть установленные системы защиты; незаконного применения действующих паролей или маскировка под видом законного пользователя для проникновения в компьютер, хищения носителей информации, при условии, что были приняты меры их охраны, если это деяние повлекло уничтожение или блокирование информации.
Неправомерным признается доступ к защищенной компьютерной информации лица, не обладающего правами на получение и работу с данной информацией, либо компьютерной системой.
Важным является наличие причинной связи между несанкционированным доступом и наступлением предусмотренных статьей 272 последствий, поэтому простое временное совпадение момента сбоя в компьютерной системе, которое может быть вызвано неисправностями или программными ошибками и неправомерного доступа не влечет уголовной ответственности.
Неправомерный доступ к компьютерной информации должен осуществляться умышленно. Совершая это преступление, лицо сознает, что неправомерно вторгается в компьютерную систему, предвидит возможность или неизбежность наступления указанных в законе последствий, желает и сознательно допускает их наступление либо относится к ним безразлично.
Мотивы и цели данного преступления могут быть любыми. Это и корыстный мотив, цель получить какую-либо информацию, желание причинить вред, желание проверить свои профессиональные способности. Следует отметить правильность действий законодателя, исключившего мотив и цель как необходимый признак указанного преступления, что позволяет применять ст. 272 УК к всевозможным компьютерным посягательствам.
Статья состоит из двух частей. В первой части наиболее серьезное воздействие к преступнику состоит в лишении свободы до двух лет. Один из характерных примеров потенциального применения данной статьи - уголовное дело о хищении 125,5 тыс. долл. США и подготовке к хищению еще свыше 500 тыс. долл. во Внешэкономбанке СССР в 1991 г., рассмотренное московским судом. По материалам другого уголовного дела, в сентябре 1993 г. было совершено покушение на хищение денежных средств в особо крупных размерах из Главного расчетно-кассового центра Центрального банка России по г. Москве на сумму 68 млрд. руб.
Еще один пример. В 1990 г. компьютерная программа перечисления комсомольских взносов работников одного из отечественных предприятий была составлена так, что отчисления производились из зарплаты не только комсомольцев, но и всех работников в возрасте до 28 лет. Пострадавших оказалось 67 человек, теперь это возможно квалифицировать по части 1 ст. 272 УК.
Часть вторая 272 ст. предусматривает в качестве признаков, усиливающих уголовную ответственность, совершение его группой лиц либо с использованием своего служебного положения, а равно имеющим доступ к информационной вычислительной системе и допускает вынесение приговора с лишением свободы до пяти лет.
Ярким примером возможности применения 272 ст. могут служить хорошо освещенные средствами массовой информации действия Л. и других граждан России, которые вступили в сговор с целью похищения денежных средств в крупных размерах, принадлежащих "City Bank of America", расположенного в Нью-Йорке (США). Образовав устойчивую преступную группу, они в период с конца июня по сентябрь 1994 г., используя Интернет и преодолев банковскую систему защиты от несанкционированного доступа, с помощью персонального компьютера, находящегося в Санкт-Петербурге, осуществляли денежные переводы на общую сумму свыше 10 млн. долл. США.
В марте 1995 г. Л. вылетел в Лондон, где был арестован. В приведенном примере необходимо подчеркнуть следующую немаловажную деталь: состоявшийся в августе 1995 г. лондонский суд отложил принятие решения по делу Л. на неопределенный срок, поскольку в ходе судебного разбирательства было доказано, что для получения доступа к счетам клиентов банка подсудимый использовал в качестве орудия совершения преступления компьютер, находящийся на территории России, а не на территории США, как того требует уголовное законодательство Великобритании. На основании вышеизложенного просьба американских и российских представителей о выдаче им Л. была судом отклонена.
Действия Л. и его сообщников можно квалифицировать по ч. 2 ст. 272 УК РФ, т.к. в результате предварительного сговора ими был осуществлен неправомерный доступ к секретной банковской информации с целью получения материальной выгоды. Место нахождения непосредственного объекта преступления - компьютерная система в США не повлияло бы на суть дела.
По уголовному законодательству субъектами компьютерных преступлений, могут быть лица, достигшие 16-летнего возраста, однако часть вторая ст. 272 предусматривает наличие дополнительного признака у субъекта совершившего данное преступление - служебное положение, а равно доступ к ЭВМ, системе ЭВМ или их сети, способствовавших его совершению.
Статья 272 УК не регулирует ситуацию, когда неправомерный доступ осуществляется в результате неосторожных действий, что, в принципе, отсекает огромный пласт возможных посягательств и даже те действия, которые действительно совершались умышленно, т.к., при расследовании обстоятельств доступа будет крайне трудно доказать умысел компьютерного преступника (например, в сети Интернет, содержащей миллионы компьютеров, в связи со спецификой работы - переход по ссылке от одного компьютера к другому довольно легко попасть в защищаемую информационную зону даже не заметив этого).
Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ (ст. 273 УК)
Статья предусматривает уголовную ответственность за создание программ для ЭВМ или их модификацию, заведомо приводящее к несанкционированному уничтожению, блокированию и модификации, либо копированию информации, нарушению работы информационных систем, а равно использование таких программ или машинных носителей с такими программами.
Статья защищает права владельца компьютерной системы на неприкосновенность находящейся в ней информации.
Под созданием вредоносных программам в смысле ст. 273 УК РФ понимаются программы специально разработанные для нарушения нормального функционирования компьютерных программ. Под нормальным функционированием понимается выполнение операций, для которых эти программы предназначены, определенные в документации на программу. Наиболее распространенными видами вредоносных программ являются широко известные компьютерные вирусы и логические бомбы.
Для привлечения к ответственности по 273 ст. необязательно наступление каких-либо отрицательных последствий для владельца информации, достаточен сам факт создания программ или внесение изменений в существующие программы, заведомо приводящих к негативным последствиям, перечисленным в статье.
Под использованием программы понимается выпуск в свет, воспроизведение, распространение и иные действия по их введению в оборот. Использование может осуществляться путем записи в память ЭВМ, на материальный носитель, распространения по сетям, либо путем иной передачи другим лицам.
Уголовная ответственность по этой статье возникает уже в результате создания программы, независимо от того использовалась эта программа или нет. По смыслу ст. 273 наличие исходных текстов вирусных программ уже является основанием для привлечения к ответственности. Следует учитывать, что в ряде случаев использование подобных программ не будет являться уголовно наказуемым. Это относится к деятельности организаций, осуществляющих разработку антивирусных программ и имеющих соответствующую лицензию.
Данная статья состоит из двух частей, отличающихся друг от друга признаком отношения преступника к совершаемым действиям. Преступление, предусмотренное частью 1 ст. 273, может быть совершено только с умышленно, с сознанием того, что создание, использование или распространение вредоносных программ заведомо должно привести к нарушению неприкосновенности информации. Причем, цели и мотивы не влияют на квалификацию посягательства по данной статье, поэтому самые благородные побуждения (борьба за экологическую чистоту планеты) не исключают ответственности за само по себе преступное деяние. Максимально тяжелым наказанием для преступника в этом случае будет лишение свободы до трех лет.
Часть вторая ст. 273 в качестве дополнительного квалифицирующего признака предусматривает наступление тяжких последствий по неосторожности. При совершении преступления, предусмотренного ч. 2 рассматриваемой статьи, лицо сознает, что создает вредоносную программу, использует, либо распространяет такую программу или ее носители и либо предвидит возможность наступления тяжких последствий, но без достаточных к тому оснований самонадеянно рассчитывает на их предотвращение, либо не предвидит этих последствий, хотя при необходимой внимательности и предусмотрительности должно и могло их предусмотреть. Данная норма закономерна, поскольку разработка вредоносных программ доступна только квалифицированным программистам, которые в силу своей профессиональной подготовки должны предвидеть потенциально возможные последствия использования этих программ, которые могут быть весьма многообразными: смерть человека, вред здоровью, возникновение реальной опасности военной или иной катастрофы, нарушение функционирования транспортных систем. По этой части суд может назначить максимальное наказание в виде семи лет лишения свободы.
В 1983 г. на одном автомобильном заводе нашей страны был изобличен программист, который из мести к руководству предприятия умышленно внес изменения в программу ЭВМ, управлявшей подачей деталей на конвейер. В результате произошедшего сбоя заводу был причинен существенный материальный ущерб: не сошло с конвейера свыше сотни автомобилей. Программист был привлечен к уголовной ответственности. Подсудимый обвинялся по ст. 98 ч. 2 Уголовного кодекса РСФСР "Умышленное уничтожение или повреждение государственного или общественного имущества... причинившее крупный ущерб". При этом обвиняемый утверждал, что ничего натурально повреждено не было - нарушенным оказался лишь порядок работы, т. е. действия, не подпадающие ни под одну статью действующего в то время законодательства. С научной точки зрения интересен приговор суда: "три года лишения свободы условно; взыскание суммы, выплаченной рабочим за время вынужденного простоя главного конвейера; перевод на должность сборщика главного конвейера".
В настоящее время квалификация действий программиста должна была бы производиться по ч. 1 ст. 273. Он умышленно создал и использовал в заводском компьютере вредоносную программу, нарушившую технологический процесс. Но если видоизменить проводимый мысленный эксперимент: по неосторожности (допустим, из-за конфликта программного и аппаратного обеспечения) действие программы привело к тяжким последствиям - гибели людей на конвейере. Тогда, несомненно, указанные действия квалифицируются уже по ч. 2 ст. 273. А если убрать "неосторожность" и считать, что преступник действовал умышленно, то тогда оказывается, что в этом случае за тяжкие последствия по ст. 273 отвечать не нужно. Как свидетельствуют материалы одного уголовного дела, сотрудник отечественной АЭС из корыстных побуждений использовал в системах управления станцией несанкционированные программные модули. В итоге, это привело к искажению информации, отображаемой на пульте оператора атомного реактора, повлекшее возникновении нештатной ситуации, последствия которой не нуждаются в пояснении. Отсюда закономерно сделать вывод о том, что формулировка данной статьи нуждается в изменении.
Если в действиях же в действиях лица содержаться не только признаки преступления, предусмотренного ст. 273 УК, но и признаки другого преступления (убийства, уничтожения имущества), виновный будет нести ответственность по совокупности совершенных преступлений.
Нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сети (ст. 274. УК)
Статья 274 УК устанавливает ответственность за нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сети лицом, имеющим доступ к ним, повлекшее уничтожение, блокирование или модификацию охраняемой законом информации, если это деяние причинило существенный вред.
Статья защищает интерес владельца вычислительной системы относительно ее правильной эксплуатации.
Данная уголовная норма, естественно, не содержит конкретных технических требований и отсылает к ведомственным инструкциям и правилам, определяющим порядок работы, которые должны устанавливаться специально управомоченным лицом и доводиться до пользователей. Применение данной статьи невозможно для Интернет, ее действие распространяется только на локальные сети организаций.
Под охраняемой законом информацией понимается информация, для которой в специальных законах установлен специальный режим ее правовой защиты.
Между фактом нарушения и наступившим существенным вредом должна быть установлена причинная связь и полностью доказано, что наступившие последствия являются результатом именно нарушения правил эксплуатации.
Определение существенного вреда, предусмотренного в данной статье, - оценочный процесс, вред устанавливается судом в каждом конкретном случае, исходя из обстоятельств дела, однако очевидно, что существенный вред должен быть менее значительным чем тяжкие последствия.
Преступник, нарушившее правило эксплуатации, - это лицо в силу должностных обязанностей имеющее доступ к компьютерной системе и обязанное соблюдать установленные для них технические правила.
Преступник должен совершать свое деяния умышленно, он сознает, что нарушает правила эксплуатации, предвидит возможность или неизбежность неправомерного воздействия на информацию и причинение существенного вреда, желает или сознательно допускает причинение такого вреда или относится к его наступлению безразлично. Что наиболее строго наказывается лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет.
В части второй статьи 274 предусматривается ответственность за неосторожные деяния. По ней должны квалифицироваться, например, действия специалиста по обслуживанию системы управления транспортом, установившего инфицированную программу без антивирусной проверки, повлекшее серьезную транспортную аварию.
По данным правоохранительных органов, имеются сведения о фактах несанкционированного доступа к ЭВМ вычислительного центра железных дорог России, а также к электронной информации систем учета жилых и нежилых помещений местных органов управления во многих городах, что в наше время подпадает под ответственность, предусмотренную ст. 272 УК, либо ст. 274 УК в зависимости от действий лица, осуществившего посягательство и правил эксплуатации конкретной сети.
Следует отметить, что признаки преступлений, предусмотренных в статьях 272 и 274 УК, с технической точки зрения весьма похожи. Различие заключается в правомерности или неправомерности доступа к ЭВМ, системе ЭВМ или их сети. Статья 274 УК отсылает к правила эксплуатации компьютерной системы, но в статье 272 в качестве одного из последствий указано нарушение работы компьютерной системы, что, с технической точки зрения, является отступлением от правил и режима эксплуатации. Поэтому, возможно, имеет смысл данные почти однородные преступления законодательно объединить.
Подводя итоги некоторые итоги, можно сделать выводы о том, что сложность компьютерной техники, неоднозначность квалификации, а также трудность сбора доказательственной информации не приведет в ближайшее время к появлению большого числа уголовных дел, возбужденных по статьям 272-274 УК.
Предусмотренные составы компьютерных преступлений не охватывают полностью всех видов совершения компьютерных посягательств. Хотя, возможно, в этом случае будут "оказывать помощь" статьи 146 УК РФ (нарушение авторских и смежных прав) и 147 УК РФ (нарушение изобретательских и патентных прав), дающие возможность уголовного преследования за незаконное использование программного обеспечения.
Следует также отметить неудачность формулировок статей 28 главы УК РФ. Кроме того, в связи с повсеместным распространением сети Интернет требуется принять упреждающие меры уголовно-правового характера, заключающиеся в издании норм, пресекающих компьютерные посягательства с учетом ее специфики.
Тем не менее, позитивность произошедших перемен в нашем правовом поле очевидна.
Классификация операционных систем
Операционные системы различаются
§ особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами),
§ особенностями использованных методов проектирования,
§ типами аппаратных платформ,
§ критериями эффективности,
§ особенностями реализации сетевых решений и многими другими свойствами.
Особенности алгоритмов управления ресурсами
От эффективности алгоритмов управления ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами
По режиму обработки задач различают ОС, обеспечивающие однопрограммный или мультипрограммный режим работы.
Однопрограммные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером.
Они включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.
Мультипрограммирование, или многозадачность, - это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре выполняются сразу несколько программ (создается видимость одновременного выполнения нескольких программ).
Замечание. Вообще говоря, мультипрограммность и многозадачность – близкие понятия, но не синонимы. Основное принципиальное отличие:
Мультипрограммност ь – это параллельное выполнение нескольких приложений, программист в этом случае не заботится о механизмах организации параллельной работы, эти функции выполняет ОС.
Мультизадачность предполагает, что программист заботится о параллельном выполнении и взаимодействии приложений.
В современной технической и научно-популярной литературе разницу не делают.
Мультипрограммные ОС, кроме функций однопрограммных ОС, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.
По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:
· однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
· многопользовательские (UNIX, Windows NT).
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
!!! Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.
Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:
· невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x); активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.
· вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX); решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.
Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи.
ОС подразделяются на поддерживающие и неподдерживающие многонитевость.
Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).
Еще однимважным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование.
Мультипроцессорная обработка – это способ организации вычислительного процесса в системах с несколькими процессорами, при котором несколько задач (процессов, потоков) могут одновременно выполняться на разных процессорах системы.
Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.
В современных ОС введены функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.
Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС.
Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.
Симметричная ОС полностью децентрализована и использует все процессоры, разделяя их между системными и прикладными задачами.
Замечание. Мы рассмотрели характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором.
Однако, на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области важное влияние оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода.
ЗАДАНИЕ. Самостоятельно попытаться классифицировать ОС по особенностям реализации подсистем управления другими ресурсами.
Особенности аппаратных платформ
На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована.
По типу аппаратуры различают операционные системы
· персональных компьютеров,
· мини-компьютеров,
· мейнфреймов,
· кластеров
· сетей ЭВМ.
Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функциональной, чем ОС персонального компьютера. Так в ОС больших машин функции по планированию потока выполняемых задач реализуются путем использования сложных приоритетных дисциплин и требуют большей вычислительной мощности, чем в ОС персональных компьютеров. Аналогично обстоит дело и с другими функциями.
Сетевая ОС имеет в своем составе средства передачи сообщений между компьютерами по линиям связи, которые совершенно не нужны в автономной ОС.
Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров.
Кластер - слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Наряду со специальной аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная поддержка со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической реконфигурации системы.
Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС (аппаратно-независимые). Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX.
В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающем перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на С, который и был разработан для программирования операционных систем.
Критерии эффективности ОС
Мультипрограммирование применяется для повышения эффективности вычислительной системы.
Эффективность же может пониматься как
§ общая пропускная способность вычислительной системы;
§ удобство работы пользователей, например, возможность интерактивной работы для нескольких пользователей или возможность работы одного пользователя с несколькими приложениями на одной машине;
§ реактивность системы – то есть способность системы выдерживать заранее заданные (возможно, очень короткие) интервалы времени между запуском программы и получением результата.
В зависимости от выбранного критерия эффективности операционные системы делятся на:
§ системы пакетной обработки (например, OC EC),
§ системы разделения времени (UNIX, VMS),
§ системы реального времени (QNX, RT/11).
Системы пакетной обработки служат для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.
Главной целью и критерием эффективности таких систем является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.
Схема функционирования систем пакетной обработки данных:
ü в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам;
ü из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; (в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом).
Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается "выгодное" задание.
Þ таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени.
В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач.
Þ взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.
Основной недостаток систем пакетной обработки - изоляция пользователя-программиста от процесса выполнения его задач.
Системы разделения времени призваны исправить недостаток систем пакетной обработки данных.
Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой.
Каждой задаче выделяется только квант процессорного времени,
Þ ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым.
Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину.
!!! Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как
1) на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе,
2) увеличивается время работы, так как выполняется более частое переключение процессора с задачи на задачу.
Таким образом, критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.
Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.
Существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме.
Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия).
Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью.
Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.
Замечание. Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач, может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.
Особенности архитектуры ОС
При описании операционной системы часто указываются основные концепции, положенные в ее основу.
К базовым концепциям относятся:
· способы построения ядра ОС;
· построение на базе ОО Подхода;
· наличие нескольких прикладных сред;
· распределенная организация ОС.
По способам построения ядра ОС подразделяются на
· монолитные (Windows, Linux – можем сами собрать ядро, включив в него модули и драйверы, которые считаем целесообразным включить);
· микроядерные (QNX).
Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот.
Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме.
Недостаток - ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским.
Достоинство - ОС более гибкая - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.
Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно:
· аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования,
· хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне,
· структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.
Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС.
Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра.
Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах.
В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 14 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Правовое регулирование | | | Классификация операционных систем |