Operační systémy – rozcestník

Rozcestník kategorie: o čem předmět je, kdy se podle ŠVP učí, co si z něj určitě zapamatovat, kde je které téma a které maturitní okruhy pokrývá.

O předmětu

• Co operační systém dělá (prostředník mezi uživatelem, programy a hardwarem), z čeho se skládá a jak spravuje procesor, paměť, data a periferie.
• Prakticky: instalace a údržba Windows, příkazový řádek, disky a zálohování, uživatelé, skupiny a oprávnění, ochrana před malwarem.
• Ve 2. a 4. ročníku serverová část: Windows Server, doména a Active Directory, zásady skupiny (GPO), DHCP, PowerShell; ve 3. ročníku Linux (terminál, SSH, Samba).
• Navazuje na úvod do výpočetní techniky (BIOS, disky) a prolíná se s počítačovými sítěmi a kybernetickou bezpečností.

Ročníky a hodiny podle ŠVP

Plné znění výstupů je v přehledu ŠVP.

Co si určitě zapamatovat

• Operační systém = jádro (kernel) + uživatelské rozhraní + souborový systém. Funkce: ovládání počítače, abstrakce hardwaru (API, ovladače), správa prostředků. Jádro monolitické, mikrojádro, hybridní.
• BIOS (Flash ROM, nastavení v CMOS s baterií) po startu najde hardware a zavede OS. UEFI ho nahrazuje: Secure Boot, podpora GPT pro disky nad 2 TB (limit MBR).
• Správa procesoru: multitasking kooperativní (program procesor vrací sám – Windows 3.x/95/98) × preemptivní (OS ho programu odebírá – dnešní systémy). Plánování FIFO, prioritní, nejkratší úloha, cyklické. Virtuální paměť = odkládání na disk.
• FAT32: soubor max. 4 GB, bez oprávnění (flash disky); exFAT bez limitu 4 GB pro přenosná média. NTFS: oprávnění, šifrování, komprese, diskové kvóty, žurnál. Linux ext4, macOS APFS.
• Licence: proprietární (komerční, freeware, shareware – demo, trial, adware; OEM vázaná na hardware) × svobodný software (public domain, GNU GPL – úpravy se musí šířit pod stejnou licencí). Software se nekupuje, kupuje se licence.
• Skupiny Administrators, Users, Guests, Backup Operators; právo (right) = systémová akce × oprávnění (permission) = přístup k objektu. Odepřít je vždy silnější než povolit, oprávnění se dědí z nadřazené složky, vlastník má úplné řízení.
• Profily: místní, cestovní (na serveru, aktualizuje se po odhlášení), povinný (změny se po odhlášení zahodí), dočasný.
• Zálohy: úplná a přírůstková archivační atribut nastaví na „archivováno“, rozdílová ho nemění; kopírovací a denní atribut ignorují. V praxi úplná 1× týdně + přírůstková nebo rozdílová denně. RAID není záloha.
• RAID 0 prokládání bez redundance, RAID 1 zrcadlení, RAID 5 parita rozložená na všech discích, RAID 10 zrcadlení + prokládání.
• Malware: virus potřebuje hostitele, červ se šíří sám po síti, trojský kůň se vydává za užitečný program, dále spyware, adware, ransomware (šifruje data, chce výkupné), rootkit, backdoor; hoax a phishing jsou podvodné zprávy.
• Hesla: neuhodnutelná, dlouhá, kombinace 3 ze 4 skupin znaků; online útok (hádání, zamkne se účet) × offline cracking hashe.
• Active Directory: doména, doménový řadič (AD DS), organizační jednotky (OU), doménové účty a skupiny. GPO se uplatňují v pořadí místní → lokalita → doména → OU (pozdější vyhrává), dědičnost lze zablokovat (Block inheritance) a vynutit (Enforced).
• Windows Server: instalace Server Core (bez GUI) × Desktop Experience; edice Standard, Datacenter, Essentials; role AD DS, DNS, DHCP, souborový a tiskový server, Remote Desktop Services (terminálový server), IIS, Hyper-V, WSUS.
• Vzdálený přístup: Telnet (23, nešifrovaný), SSH (22, šifrovaný, i klíčem), RDP (3389, grafická plocha Windows).
• DHCP přiděluje adresu postupem Discover → Offer → Request → Ack; bez serveru si Windows vezme adresu APIPA 169.254.x.x.
• Linux: jádro pod GPLv2, šíří se v distribucích; root = administrátor; práva chmod číselně r = 4, w = 2, x = 1 (755, 644).

Témata kategorie

Teorie operačních systémů

• Základní pojmy (hardware, software)
• Úvod do operačních systémů – BIOS, UEFI, části OS
• Historie operačních systémů
• Operační systémy – správa procesoru, paměti, dat a periferií
• Souborové systémy – FAT32, exFAT, NTFS, ext4, APFS, žurnálování
• OS Linux – distribuce, grafický a textový režim
• OS Windows
• Licence a autorský zákon

Příkazový řádek a síť

• Příkazový řádek (cmd)
• Práce se sítí (příkazy)
• Síť peer-to-peer
• DHCP

Uživatelé a oprávnění

• Uživatelské účty a hesla
• Uživatelské profily
• Uživatelská práva a oprávnění
• GPO (zásady skupiny)

Disky a zálohování

• Práce s disky
• Pevný disk a nástroje pro údržbu
• RAID
• Stínové kopie svazku, pevné odkazy, diskové kvóty, praktické využití a anglický text k procvičení
• Zálohování dat

Zabezpečení

• Antivirové programy
• Malware
• Firewall

Server a Linux v praxi

• Windows Server – verze, instalace a role
• Terminálový a tiskový server
• Praktická správa Linuxu a Windows Serveru
• Active Directory a správa z příkazové řádky
• Vzdálený přístup – Telnet, SSH, RDP
• SSH – vzdálený přístup a autentizace klíčem
• Samba – sdílení souborů mezi Linuxem a Windows

Maturitní okruhy

Kompletní seznam je v maturitních okruzích IT. Této kategorie se týkají okruhy 11–15:

Okruh 19 (práva ve Windows a Linuxu, SSH) z kybernetické bezpečnosti využívá stránky oprávnění, vzdálený přístup a SSH.

Co je jen okrajové

• Historie Windows a starých systémů (Multics, CP/M, Unix, Apple DOS, Windows 3.1…) – stačí vývojová linie a rozdíl kooperativního a preemptivního multitaskingu.
• Strategie plánování procesů – stačí vědět, že existují, a znát FIFO a cyklické plánování.
• Podrobnosti GPO (konkrétní cesty v editoru, Sysvol, výchozí GPO) – důležitý je princip a pořadí uplatňování.
• Příkazy ds* a syntaxe dávkových souborů – k laboratorní práci, ne k učení nazpaměť.
• Anglický text o shadow copy je cvičný text, ne nová látka.
• RAID 3 a víceúrovňová pole kromě RAID 10 – stačí vědět, že existují.