Операционная система Эльбрус
Операционная система (ОС) – самая важная часть программного обеспечения любого вычислительного комплекса (ВК). ОС – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительного комплекса и прикладными программами, а с другой стороны – предназначены для управления устройствами ВК, вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений.
Компанией МЦСТ для ВК с архитектурой SPARC и «Эльбрус» создана, сопровождается и постоянно развивается операционная система ОС «Эльбрус». Она основана на базе ядра Linux 2.6.33. ОС «Эльбрус» обеспечивает многозадачный и многопользовательский режимы работы. Для неё разработаны особые механизмы управления процессами, виртуальной памятью, прерываниями, сигналами, синхронизацией, поддержка тегированными вычислениями.
Для использования ВК серии «Эльбрус» в ряде ответственных систем проделана фундаментальная работа по преобразованию ОС Linux в операционную систему, поддерживающую режим работы в реальном времени, для чего были реализованы актуальные оптимизации в ядре и на базе стандартной библиотеки управления потоками вычислений и синхронизацией libpthread была создана собственная оптимизированная библиотека elpthread. В ходе работы в реальном времени можно устанавливать различные режимы обработки внешних прерываний, планирования вычислений, обменов с дисковыми накопителями и некоторые другие.
В состав ОС «Эльбрус» входят базовые средства поддержки интерфейса пользователей:
Средства поддержки интерфейса командной строки (та самая «консоль»). Обеспечивают оператору возможность работы с ВК в текстовом режиме с помощью набора команд и получения текстовых сообщений от операционной системы и запускаемых приложений;
Средства архивации для объединения ряда файлов в единый архив или серию архивов (в том числе со сжатием данных), что обеспечивает удобство передачи через каналы связи или хранения;
Средства разработки программного обеспечения. Обеспечивают процесс разработки и поддержки программного обеспечения. Это – ассемблеры, трансляторы, компиляторы, компоновщики (редакторы связей), сборщики, препроцессоры, отладчики, текстовые редакторы, библиотеки подпрограмм, средства управления версиями, средства документирования;
Средства планирования заданий — позволяют указать операционной системе, какие действия, в какое время и с какой периодичностью необходимо выполнить.
Помимо базовых в интерфейс пользователя введён ряд средств, поддерживающих создание функционального программного обеспечения.
Средства поддержки графического пользовательского интерфейса содержат базовые компоненты графической системы Xorg, а также набор различных вспомогательных библиотек, в том числе GTK+ и Qt.
Основой ОС является библиотека. Glibc – (GNU C Library) – свободно распространяемая библиотека С. Обеспечивает системные вызовы и основные функции, такие как open, malloc, printf и т.д. Библиотека C используется для всех динамически скомпонованных программ. Glibc используется в системах, на которых работает много разных ОС, и на разных архитектурах. Наиболее часто Glibc используется на x86-машинах с ОС Linux. Также официально поддерживаются архитектуры SPARC и «Эльбрус».
Библиотека glibc, поставляемая в составе ОС Эльбрус, сформирована на основе GNU glibc версии 2.7. Она состоит из двух частей:
заголовочные файлы, которые определяют типы и макрокоманды и объявляют переменные и функции;
фактическая библиотека или архив, который содержит определения переменных и функций. Состоит из нескольких файлов, функции в которых объединены по какому то признаку (например, libm.a – архив математических функций).
Для поддержки программ, работающих в защищённом режиме, поставляется компактная библиотека libmcst, обеспечивающая функции работы с памятью и поддержку ввода-вывода на уровне базовой библиотеки libc.
В ядро операционной системы «Эльбрус» встроен комплекс средств защиты информации (КСЗИ) от несанкционированного доступа (НСД). Полное функционирование КСЗИ ОС «Эльбрус» должно обеспечивать требуемый уровень защиты информации от НСД при работе ВК в составе специализированных автоматизированных систем. КСЗИ реализуется использованием системных вызовов, библиотек подпрограмм, конфигурированием системы.
КСЗИ от НСД ОС «Эльбрус» предоставляет возможность применять средства вычислительной техники (СВТ) серии «Эльбрус» в составе ВК для построения автоматизированных систем с классами защищённости от НСД 3А, 2А, 1Б, 1А и ниже, согласно руководящим документам Гостехкомиссии при президенте РФ. В этом случае СВТ:
а) отвечают требованиям 2-го класса защищённости от НСД РД Гостехкомиссии при президенте РФ;
б) позволяют проводить сертификацию ОПО СВТ по 2-му уровню контроля недекларированных возможностей, в соответствии с РД Гостехкомиссии при президенте РФ
Для поддержки существующих пользователей продолжается сопровождение дистрибутивов ОС «Эльбрус» с ядром Linux 2.6.14. Помимо ОС «Эльбрус», компанией МЦСТ поставляются и поддерживаются ОС МСВС с ядром Linux 2.4.25 для ВК «Эльбрус-90микро» и ОС МСВС с ядром Linux 2.6.14 для ВК «Эльбрус-3М1». В составе серии ВК «Эльбрус-90микро» поддерживается также операционная система OS_E90 на базе Solaris 2.5.1.
