Основные характеристики ОС Linux. Реферат по пакетам прикладных программ

свободного программного обеспечения . Аббревиатура GNU открывается рекурсивно - GNU"s Not Unix, т. е. то, что принадлежит проекту GNU, не является частью Unix (потому что к тому времени даже само слово UNIX уже было зарегистрированной товарной маркой, т. е. перестало быть свободным). В "Манифесте GNU", который был написан в 1985 г., Р. Столлман в качестве главной движущей силы, которая привела к возникновению FSF и проекта GNU, ставит свое неприятие прав собственности отдельных людей на программное обеспечение.

То, что разрабатываемое в рамках проекта GNU ПО свободно, не означает, что оно распространяется без лицензии и никак не защищено в юридическом смысле. Программы, разрабатываемые в рамках движения Open Source , распространяются на условиях лицензии General Public License(GPL). Если сказать очень кратко, то суть этой лицензии состоит в следующем. Программное обеспечение, распространяемое под этой лицензией, можно как угодно дорабатывать, модифицировать, передавать или продавать другим лицам при условии, что результат такой переработки тоже будет распространяться под лицензией copyleft . Последнее условие - самое важное и определяющее в этой лицензии. Оно гарантирует, что результаты усилий разработчиков свободного ПО останутся открытыми и не станут частью какого-либо лицензированного обычным способом продукта. Оно также отличает свободное ПО от ПО, распространяемого бесплатно. Говоря словами создателей FSF , лицензия GPL "делает ПО свободным и гарантирует, что оно останется свободным".

Практически все ПО, распространяемое на условиях GPL, является почти бесплатным для пользователей (в большинстве случаев для того, чтобы получить его, Вы должны заплатить только за CD-ROM-диск с ПО или за трафик выхода в Интернет). Это не означает, что программисты перестают получать вознаграждение за свой труд. Основная мысль Р. Столлмана состоит в том, что нужно продавать не программное обеспечение, а труд программиста как такового. Например, источником дохода может быть сопровождение программных продуктов или их установка и конфигурация для внедрения на новых компьютерах и/или в новых условиях, преподавание и т. д. Хорошим вознаграждением может быть и получение автором свободных программ определенной известности, которая позволит ему в последующем получить высокооплачиваемую работу.

В рамках движения Open Source , и в частности проекта GNU, было разработано значительное количество программ, наиболее известными из которых являются редактор Emacs и компилятор GCC (GNU C Compiler) - самый лучший и по сей день компилятор языка C. Открытость исходных кодов программ оказывает очень благотворное влияние на качество программного обеспечения: все лучшее, все новые идеи и решения сразу же широко распространяются, а все ошибки замечаются и быстро устраняются. Начинает работать механизм естественного отбора, который подавлен в том варианте подхода к распространению программ, который практикуется в коммерческом ПО.

Но вернемся к истории собственно Linux. Надо сказать, что разработка Линуса Торвальдса представляла собой только ядро операционной системы. Это ядро "упало на подготовленную почву", в том смысле, что в рамках проекта GNU уже было разработано большое количество утилит разного рода. Но для превращения GNU в полноценную ОС не хватало ядра. Разработка ядра велась (оно называлось Hurd), но по каким-то причинам задерживалась. Поэтому появление разработки Л. Торвальдса было очень своевременным. Оно ознаменовало рождение операционной системы, распространяемой с открытыми исходными кодами.

Р. Столлман, конечно, прав, когда настаивает на том, что операционная система Linux должна называться GNU/Linux. Но так уж сложилось, что название ядра стало служить названием всей операционной системы, и мы в этой книге будем поступать так же.

Основные характеристики ОС Linux

В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний момент Linux - самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX. Приведем краткий список этих возможностей.

Реальная многозадачность

Все процессы независимы; ни один из них не должен мешать выполнению других задач. Для этого ядро осуществляет режим разделения времени центрального процессора, поочередно выделяя каждому процессу интервалы времени для выполнения. Это существенно отличается от режима "вытесняющей многозадачности", реализованной в Windows 95, когда процесс должен сам "уступить" процессор другим процессам (и может сильно задержать их выполнение).

Многопользовательский доступ

Linux - не только многозадачная ОС , она поддерживает возможность одновременной работы многих пользователей. При этом Linux может предоставлять все системные ресурсы пользователям, работающим с хостом через различные удаленные терминалы.

Применение информационных технологий в образовательном процессе требует использования соответствующих программ. Альтернативой коммерческим и подчас дорогим продуктам является так называемое свободно распространяемое программное обеспечение.

Назначение и основные возможности операционной системы Linux

Разработка пакета свободного отечественного программного обеспечения (далее – ПО) – одна из центральных задач, которую необходимо решить для информационной безопасности России. Об этом неоднократно заявлял Президент РФ Дмитрий Медведев. По его словам, до 2010 г. в России должна быть создана собственная операционная система (далее – ОС) с открытым кодом и полный комплект приложений для обеспечения эффективной работы государственных органов и бюджетных организаций.

История появления свободного ПО

Осенью 2007 г. в России был проведен первый открытый конкурс по разработке и поставке пакета свободного, бесплатного ПО. Победила группа “Армада”. Соисполнителем по этому конкурсу стала компания ALT Linux. В рамках проекта сотрудниками ALT Linux был разработан и протестирован пакет свободного программного обеспечения (далее – ПСПО), который был внедрен более чем в тысяче школ трех пилотных регионов России: Республике Татарстан, Пермском крае и Томской области. В этих регионах была отработана технология не только внедрения, но и организации технической поддержки. Несмотря на то, что пилотных регионов было только три, любая школа России могла добровольно присоединиться к проекту и бесплатно получить комплект ПСПО. Для популяризации этой возможности и проекта в целом был проведен ряд семинаров в разных уголках страны. По итогам 2008 г. в проекте внедрения участвовала 2151 школа.
Давайте разберемся, что представляет собой ОСLinux . Это одна из ветвей развития ОС Unix, разработанная финским программистом Линусом Торвальдсом в 1991 г. для архитектуры процессоров семейства Intel х86. Сегодня она перенесена на ряд различных аппаратных платформ.

Понятие дистрибутива

Дистрибутив – это набор программного обеспечения, включающий четыре основные составные части ОС:
¦ ядро (основная, определяющая часть ОС, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ);
¦ файловая система (способ организации хранения файлов на запоминающих устройствах);
¦ интерпретатор команд пользователя (программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером);
¦ утилиты (отдельные программы, выполняющие различные служебные функции).
Ядро ОС Linux разрабатывается под общим руководством Линуса Торвальдса и распространяется свободно, как и огромное количество другого ПО, утилит и прикладных программ. Одним из следствий свободного распространения ПО для Linux явилось то, что большое число разных фирм и компаний, а также просто независимых групп разработчиков стали выпускать дистрибутивы на основе ядра Linux. На сегодняшний день существует множество дистрибутивов Linux. Поскольку Торвальдс продолжает координировать разработку ядра, его версии развиваются последовательно, а не ветвятся, как дистрибутивы.
Дистрибутивы отличаются друг от друга по составу включенных в них программ – они содержат как стандартные для всех дистрибутивов программы (например, оболочку или ядро), так и уникальные разработки авторов дистрибутива (например, программы для конфигурирования системы, разные графические оболочки, утилиты для работы с ядром и т. д.). Некоторые дистрибутивы выпускаются фирмами на коммерческой основе, другие распространяются на условиях лицензии GNU GPL , т. е. бесплатно.
На протяжении 15 лет с момента выхода первой версии ядра в мире уже существует несколько десятков различных дистрибутивов Linux. Наибольшее распространение получили три вида пакетов: rpm (формат Red Hat Linux), deb (формат Debian) и tgz (формат Slackware).

Описание дистрибутивов ОС Linux

Использование ПО с открытым исходным кодом

Сегодня пользователи все чаще стараются приобрести лицензионное ПО или же использовать open source software или freeware * аналоги. Коротко рассмотрим наиболее популярное ПО, распространяемое по лицензии GPL.
OpenOffice.org – международный проект с открытыми исходными кодами, созданный для того, чтобы разработать универсальный офисный пакет, работающий на разных операционных платформах, имеющий открытый API ** и формат файлов, основанный на XML ***.
GNU Image Manipulation Program или GIMP – растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики. Частично поддерживается векторная графика.
GNU Compiler Collection (используется сокращение GCC) – набор компиляторов для различных языков программирования, разработанный в рамках проекта GNU. GCC является свободным программным обеспечением, распространяется фондом свободного программного обеспечения (FSF) на условиях GNU GPL и GNU LGPL и является ключевым компонентом GNU toolchain. Он используется как стандартный компилятор для свободных Unix-подобных операционных систем, и в нескольких проприетарных ОС, в т. ч. Apple Mac OS X.
Mozilla Firefox (ранее известен как Phoenix и Firebird) – второй по популярности в мире браузер и первый с открытым исходным кодом, который добился такой популярности. Mozilla Suite и Mozilla Firefox были основаны на исходном коде Netscape Navigator, выпущенного под свободной лицензией MPL (Mozilla Public License).
KDevelop – свободная среда разработки ПО для Unix-подобных ОС. Проект стартовал в 1998 г. KDevelop не включает в свой состав компилятор, вместо этого он использует GNU Compiler Collection (или любой другой компилятор) для создания исполняемого кода.
Свободно распространяемое программное обеспечение по предоставляемым возможностям не уступает своим платным аналогам. Из технических преимуществ GNU/Linux стоит отметить, что данная ОС практически не подвержена заражению вирусами .
Информацию, касающуюся других сфер применения Linux, таких, как организация совместного доступа к файлам и принтерам, обеспечение безопасности можно прочитать на сайте Linux Pipeline (http://www.linuxpipeline.com).

Преимущества и недостатки ОС Linux

Долгое время ОС Microsoft представляла собой наиболее разумный выбор для пользователя. Однако в последнее время ОС Linux достаточно развилась, чтобы составить ей серьезную конкуренцию.
Преимуществами ОС Linux можно назвать:
¦ открытые исходные коды;
¦ стабильность;
¦ многопользовательность;
¦ возможность полноценного удаленного управления;
¦ сравнительно низкие требования к аппаратным ресурсам;
¦ наличие собственных ресурсов в сети Интернет (через которые можно получить поддержку и т. д.);
¦ минимальный объем ядра и возможность использования во встраиваемых системах, что позволяет добиться единообразия операционной среды;
¦ возможность (ограниченная) выполнения DOS и Windows приложений.
К недостаткам ОС можно отнести некоторую несовместимость между версиями Linux и дистрибуциями, затрудняющую использование приложений на разных Linux, а также относительную сложность конфигурирования.
К сожалению, практически отсутствуют под Linux системы разработки с развитой средой типа Inprise Delphi, MS Visual Studio.
Основная же проблема сейчас заключается в количестве прикладных программ для Linux, хотя эксперты утверждают, что в ближайший год произойдет резкое увеличение числа прикладных пакетов. Еще одна проблема – слабая поддержка Linux производителями аппаратуры, однако и она постепенно решается.
По мере совершенствования Linux будет получать все более широкое распространение. С присоединением коммерческих поставщиков, таких, как Oracle, Sybase, Informix и Corel (WordPerfect), и с появлением собственных инноваций от разработчиков проникновение Linux на рынки, занятые другими ОС, будет усиливаться. Red Hat, Caldera и другие поставщики коммерческих версий Linux намереваются расширять линейки продуктов, заниматься собственными разработками и вводить техническую поддержку. Всем вместе им будет вполне по силам играть заметную роль на рынке, а это должно увеличить доверие со стороны тех, кто пока опасается поручать Linux серьезные задачи.
Интернет-провайдеры (ISP) переходят на Linux из-за лучшей управляемости, режима работы 24x7 (24 ч в сутки, 7 дней работы) при больших нагрузках.
Многие организации предпочитают поддержку, которую обеспечивает семейство Linux, поддержке Microsoft. Можно не только настроить рабочий стол Linux, чтобы он выглядел как Windows, но и запускать пакеты приложений, которые по функциональности эквивалентны MS Office (Open Office). Реализация новых стандартов и протоколов происходит раньше в Linux, поскольку исходный код легко доступен, заплаты для дефектов в ПО для Linux иногда выходят в тот же день.
После установки необходимого ПО и русских шрифтов Linux-машина становиться более полноценным рабочим местом, нежели Windows-машина. В стандартную установку Linux входят множество программ для работы с интернетом, несколько текстовых редакторов уровня “Блокнота” Windows, текстовый процессор TEX, компилятор языка C++, интерпретатор Perl, редактор EMACS. Отдельный вопрос – работа Linux в сети. В стандартной инсталляции есть web-сервер, ftp-сервер и mail-сервер. Это позволяет работать как в обычной файловой сети, так и обмениваться письмами и файлами как в Интернет. Разумеется, это более безопасный и надежный способ.
Таким образом, можно сделать следующие выводы :
¦ открытые исходные тексты позволяют иметь полный контроль над функциями ОС и обеспечить отсутствие компонентов с несанкционированными функциями, что принципиально важно для использования в критических приложениях;
¦ стабильность и надежность ОС Linux позволяет эффективно выполнять ставящиеся задачи, обеспечивает надежное сохранение данных, уменьшает стоимость сопровождения;
¦ свободное распространение ОС Linux позволяет оснастить этой системой необходимое количество компьютеров с минимальными затратами и решить проблему нелегального использования ПО;
¦ сравнительно низкие требования к аппаратным ресурсам позволяют использовать относительно устаревшие и не слишком мощные компьютеры как полноценные рабочие станции;
¦ наличие собственных ресурсов в сети Интернет позволяет без покупки и установки дополнительного ПО использовать ПК с Linux как сервер или как сетевую рабочую станцию;
¦ минимальный объем ядра и возможность использования во встраиваемых системах позволяет добиться единообразия операционной среды от серверов до встроенных систем;
¦ возможность (ограниченная) выполнения DOS и Windows приложений позволяет не отказываться от унаследованных приложений;
¦ наличие офисных приложений, достаточных для создания полноценного рабочего места, позволяет использовать ПК с ОС Linux для обработки документов.
На основании приведенных данных можно заключить, что ОС Linux может рассматриваться как альтернатива ОС фирмы Microsoft во всех областях применения, хотя есть прикладные области, в которых (пока еще) необходимо применение ОС фирмы Microsoft.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для компьютеров являются семейства операционных систем Microsoft Windows и UNIX. Первые ведут свою родословную от операционной системы MS-DOS, которой оснащались первые персональные компьютеры фирмы IBM. Операционная система UNIX была разработана группой сотрудников Bell Labs под руководством Денниса Ричи, Кена Томпсона и Брайана Кернигана (Dennis Ritchie, Ken Thompson, Brian Kernighan) в 1969 году. Но в наши дни, когда говорят об операционной системе UNIX, чаще всего имеют в виду не конкретную ОС, а скорее целое семейство UNIX-подобных операционных систем. Само же слово UNIX (заглавными буквами) стало зарегистрированной торговой маркой корпорации AT&T.

В конце 70-х годов (теперь уже прошлого столетия) сотрудники Калифорнийского университете в Беркли внесли ряд усовершенствований в исходные коды UNIX, включая работу с протоколами семейства TCP/IP. Их разработка стала известна под именем BSD («Berkeley Systems Distribution»). Она распространялась под лицензией, которая позволяла дорабатывать и усовершенствовать продукт, и передавать результат третьим лицам (с исходными кодами или без них) при условии, что будет указано, какая часть кода разработана в Беркли.

Операционные системы типа UNIX, в том числе и BSD, изначально разрабатывались для работы на больших многопользовательских компьютерах - мейнфреймах. Но персональные компьютеры постепенно наращивали мощь своего аппаратного обеспечения, и в наши дни они уже превосходят по возможностям те мейнфреймы, для которых в 70-х годах разрабатывалась ОС UNIX. И вот, в начале 90-х годов студент хельсинкского университета Линус Торвальдс (Linus Torvalds) приступил к разработке UNIX-подобной ОС для IBM-совместимых персональных компьютеров.

25 августа 1991 года Линус написал, что он работает над (свободной) операционной системой для 386-х (486-х) компьютеров, и просит всех заинтересованных лиц сообщить, какие компоненты системы пользователи хотят видеть в первую очередь. Но, как видно из текста послания, оболочка bash и компилятор gcc у него уже работали. Работали они под управлением операционной системы M inix, которая была разработана профессором Э.Таненбаумом (Andy Tanenbaum) как учебное пособие для студентов-программистов. Minix работала на компьютерах с 286-ым процессором и послужила для Торвальдса прообразом новой ОС.

Файлы первого варианта Linux (версия 0.01) были опубликованы в Интернете 17 сентября 1991 года.В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний момент Linux - самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX. Приведем краткий список этих возможностей.

Затем, 5 октября 1991 г. была выпущена версия 0.02, которая уже работала. Л. Торвальдс не стал патентовать или иным образом ограничивать распространение новой ОС. С самого начала Linux распространяется на условиях, определяемых лицензией General Public License (GPL), принятой для программного обеспечения, разрабатываемого в рамках движения Open Source и проекта GNU. Надо сказать, что разработка Линуса Торвальдса представляла собой только ядро операционной системы . Это ядро «упало на подготовленную почву», в том смысле, что в рамках проекта GNU уже было разработано большое количество утилит разного рода. Но для превращения GNU в полноценную ОС не хватало ядра. Разработка ядра велась (оно называлось Hurd), но по каким-то причинам задерживалась. Поэтому появление разработки Л. Торвальдса было очень своевременным. Оно ознаменовало рождение операционной системы, распространяемой с открытыми исходными кодами.

Основные характеристики ОС Linux

В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний момент Linux - самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX. Приведем краткий список этих возможностей.

Реальная многозадачность

Все процессы независимы; ни один из них не должен мешать выполнению других задач. Для этого ядро осуществляет режим разделения времени центрального процессора (ОС с разделением времени — time-sharing system), поочередно выделяя каждому процессу интервалы времени для выполнения. Это существенно отличается от режима «вытесняющей многозадачности», реализованной в Windows 95, когда процесс должен сам «уступить» процессор другим процессам (и может сильно задержать их выполнение).

Если говорить о процессах, то рождение новых процессов в системе организовано таким образом, что любой процесс запущенный пользователем, наследует права от процесса-родителя . А процесс-родитель, как раз обеспечивает вход пользователя под определенным логином (анонимного входа, как в Windows нет!). Таким образом, запустить процесс с привелегиями другого пользователя оказывается невозможно! Напомню, что в Windows процеы могут появляться не от родителей, а самостоятельно, что говорит явно не в пользу её безопасности.

Многопользовательский доступ

Linux - не только многозадачная ОС, она поддерживает возможность одновременной работы многих пользователей. При этом Linux может предоставлять все системные ресурсы пользователям, работающим с хостом через различные удаленные терминалы. Поддерживается система викруальных консолей, под каждой из которых можно запустить свой терминал.

Свопирование оперативной памяти на диск

Свопирование оперативной памяти на диск позволяет работать при ограниченном объеме физической оперативной памяти; для этого содержимое некоторых частей (страниц) оперативной памяти записываются в выделенную область на жестком диске, которая трактуется как дополнительная оперативная память. Это несколько снижает скорость работы, но позволяет организовать работу программ, требующих большего объема ОЗУ, чем фактически имеется в компьютере. В принципе, эта технология аналогична идее виртуальной памяти за тем лишь исключением, что своппинг включается только тогда, когда в ОЗУ начинает не хватать свободного места. ДЛя этого на диске, куда установлена Linux создается отдельный swap-раздел (/swap).

Страничная организация памяти

Системная память Linux организована в виде страниц объемом 4K . Если оперативная память полностью исчерпана, ОС будет искать давно не использованные страницы памяти для их перемещения из памяти на жесткий диск. Если какие-либо из этих страниц становятся нужны, Linux восстанавливает их с диска. Некоторые старые Unix-системы и некоторые современные платформы (включая Microsoft Windows) переносят на диск все содержимое ОП, относящееся к неработающему в данный момент приложению, (т. е. ВСЕ страницы памяти, относящиеся к приложению, сохраняются на диске при нехватке памяти) что менее эффективно.

Загрузка выполняемых модулей «по требованию»

Ядро Linux поддерживает выделение страниц памяти по требованию, при котором только необходимая часть кода исполняемой программы находится в оперативной памяти, а не используемые в данный момент части остаются на диске.

Совместное использование исполняемых программ

Если необходимо запустить одновременно несколько копий какого-то приложения (либо один пользователь запускает несколько идентичных задач, либо разные пользователи запускают одну и ту же задачу), то в память загружается только одна копия исполняемого кода этого приложения, которая используется всеми одновременно исполняющимися идентичными задачами.

Общие библиотеки

Библиотеки - наборы процедур, используемых программами для обработки данных. Существует некоторое количество стандартных библиотек, используемых одновременно более чем одним процессом. В старых системах такие библиотеки включались в каждый исполняемый файл, одновременное выполнение которых приводило к непродуктивному использованию памяти. В новых системах (в частности, в Linux), обеспечивается работа с динамически и статически разделяемыми библиотеками, что позволяет сократить размер отдельных приложений.

Динамическое кеширование диска

Кеширование диска - это использование части оперативной памяти для хранения часто используемых данных с диска, что существенно ускоряет доступ к часто используемым программам и задачам. Пользователи MS-DOS работают со SmartDrive, который резервирует фиксированные области системной памяти для кеширования диска. Linux использует более динамичную систему кеширования: память, зарезервированная под кеш, увеличивается, когда память не используется, и уменьшается, если системе или процессу пользователя требуется больше памяти.

100%-ное соответствие стандарту POSIX 1003.1. Частичная поддержка возможностей System V и BSD

POSIX 1003.1 (Portable Operating System Interface - интерфейс мобильной операционной системы) задаeт стандартный интерфейс Unix-систем, который описывается набором процедур языка Си. Сейчас он поддерживается всеми новыми ОС. Microsoft Windows NT также поддерживает POSIX 1003.1. Linux 100%-но соответствует POSIX. Дополнительно поддерживаются некоторые возможности System V и BSD для увеличения совместимости.

System V IPC

Linux использует технологию IPC (InterProcess Communication) для обмена сообщениями между процессами, использования семафоров и общей памяти.

Возможность запуска исполняемых файлов других ОС

Linux не является первой в истории операционной системой. Для ранее разработанных ОС, включая DOS, Windows 95, FreeBSD или OS/2, разработана масса различного, в том числе очень полезного и очень неплохого программного обеспечения. Для запуска таких программ под Linux разработаны эмуляторы DOS, Windows 3.1 и Windows 95. Более того, фирмой Vmware разработана система «виртуальных машин», представляющая собой эмулятор компьютера, в котором можно запустить любую операционную систему. Имеются аналогичные разработки и у других фирм. ОС Linux способна также выполнять бинарные файлы других I ntel-ориентированных Unix-платформ, соответствующих стандарту iBCS2 (intel Binary Compatibility).

Поддержка различных форматов файловых систем

Linux поддерживает большое число форматов файловых систем, включая файловые системы DOS и OS/2, а также современные журналируемые файловые системы. При этом и собственная файловая система Linux, которая называется Second Extended File System (ext2fs ), позволяет эффективно использовать дисковое пространство. Она поддерживает журналирование и распределение прав доступа.

Сетевые возможности

Linux можно интегрировать в любую локальную сеть. Поддерживаются все службы Unix, включая Networked File System (NFS), удалeнный доступ (telnet, rlogin), работа в TCP/IP сетях, dial-up-доступ по протоколам SLIP и PPP, и т. д... Также поддерживается включение Linux-машины как сервера или клиента для другой сети, в частности, работает общее использование (sharing) файлов и удаленная печать в Macintosh, NetWare и Windows.

Работа на разных аппаратных платформах

Хотя ОС Linux первоначально была разработана для ПК на базе Intel 386/486, сейчас она может работать на всех версиях Intel-овских микропроцессоров, начиная с 386 и кончая многопроцессорными системами на Pentium. Так же успешно Linux работает на различных клонах Intel от других производителей; в Интернете встречаются сообщения о том, что на процессорах Athlon и Duron от AMD Linux работает даже лучше, чем на Intel. Кроме того, разработаны версии для других типов процессоров - ARM, DEC Alpha, SUN Sparc, M68000 (Atari и Amiga), MIPS, PowerPC и других (отметим, что в настоящей книге рассматривается только вариант для IBM-совместимых компьютеров).

19. Особенности операционной системы Linux и ее отличия от дисковых операционных систем. Условия свободного распространение Linux. Основные компоненты операционной системы.

Основные особенности ОС Linux

Основным отличием ОС Linux от операционных систем семейства Windows является качественно другой тип организации файловой системы. Если в ОС Windows пользователь имеет дело с дисковой файловой системой, т.е. обращается к логическим дискам C, D, E… и использует типы файловых систем, такие как FAT16, FAT32, NTFS , то в операционных системах UNIX -семейства, в том числе в Linux , нет логических дисков. Организация файловой системы в Linux построена на разграничении так называемых партиций (partitions ) – частей общего пространства жесткого диска (винчестера), обращение к данным на которых возможно путем выбора назначенного каталога файловой системы, при этом типами файловых систем являются EXT2 и EXT3 . Различие между приведенными файловыми системами заключается в разном уровне безопасности сохранения данных. Гибкий способ назначения разделов Linux реализует эффективное управление безопасностью операционной системы, одним пользователям позволяя назначать доступ к данным, а другим – нет.

Современные операционные системы. Достоинства, качественное сравнение и функциональные особенности ОС

Операционные системы UNIX -семейства удовле­творяют всем требованиям, предъявляемым к ним средствами разработки СБИС: это и возможность обеспечения одновременного доступа к средствам раз­работки множеству пользователей; высокая скорость обработки информации; наличие набора текстовых, графических редакторов, средств чтения файлов помощи и внутренней документации САПР; набор программ для сетевого доступа в Internet и в другие сети; набор средств для удаленной работы с САПР; большое разнообразие полезных программ и утилит для работы с аудио-, видео- и фотообъектами, а также много другое. Кроме того, важным компонентом операционных систем этого семейства является наличие командного интерпретатора, способного обрабатывать командные запросы пользователя и выдавать полученную информацию на экран монитора, в файл или на устройство.

Процесс разработки ОС UNIX осуществлялся компьютерными профессионалами, работающими в научной среде. По мере своего развития UNIX дала основу разным операционным система, среди которых наиболее известными являются Linux , Solaris и FreeBSD . Каждая из этих систем начала развиваться индивидуально, но сохранила все достоинства UNIX .

Наиболее используемой операционной системой семейства UNIX является Linux . Данная платформа имеет дружественный графический интерфейс, позволяющий более комфортно управлять ОС пользователю с использованием не только клавиатуры, но и устройства типа “мышь». Среди основных преимуществ Linux следует отметить:

1. гибкость;

2. мощность;

3. стабильность;

4. многозадачный режим;

5. многопользовательский режим;

6. высокий уровень безопасности;

7. удобный графический интерфейс;

8. большое количество текстовых и графических программ;

9. набор клиентских и серверных приложений;

10. наличие «открытой лицензии».

ОС Linux удобно сочетает в себе высокую производительность работы системы и возможность точной настройки элементов системы под нужды конкретного разработчика. Квалифицированная настройка функций операционной системы позволяет ей круглосуточно на протяжении длительного времени работать без перебоев. Наличие многопользовательского и многозадачного режимов совместно с высоким уровнем безопасности ОС дают возможность разработчикам использовать одновременно множество приложений САПР, без угрозы потерять или испортить свои данные. Высокая стабильность, наряду с высокой мощностью операционной системы, позволяют надежно обслуживать запросы пользователей на аппаратно-вычислительной платформе средней комплектации.

Не менее важным преимуществом Linux является наличие, так называемой, «открытой лицензии» на большинство дистрибутивов. Несмотря на то, что исходные коды ряда программных обеспечений распространяются открыто и бесплатно, они защищены общедоступными лицензиями, которые исключают право коммерческих компаний незначительно модифицировать их и объявлять авторские права на эти изменения, а затем брать программный продукт под собственный контроль и продавать его как свой. Наиболее популярной является общедоступная лицензия GNU Public License , предоставляемая Фондом бесплатного программного обеспечения (Free Software Foundation ). Операционная система Linux распространяется по этой лицензии. Обще­доступная лицензия GNU оставляет авторские права за разработчиком, но гарантирует бесплатное использование программного обеспечения при условии, что само программ­ное обеспечение и все дополнения и изменения к нему всегда будут оставаться свободно распространяемыми.

При работе с Linux разработчик СБИС имеет возможность осуществлять запуск программ как с основного компьютера, за которым он непосредственно находится, так и с удаленного компьютера, работая с ним через свой терминал. В Linux имеется возможность настроить по своему желанию требуемые тип, размер и цвет шрифтов; фоновый цвет терминального окна; форму отображения командного приглашения; установить нужные переменные и псевдонимы. Разработчик может контролировать процессы, по мере необходимости меняет между ними приоритет, а некоторые снимать.

GNU лицензия. Условия бесплатного распространения ОС Linux

Кроме уже перечисленных преимуществ, ОС Linux обладает еще одним существен­ным достоинством: она не относится к числу коммерческих. Это касается как самой системы, так и ее сетевых серверов и графических интерфейсов. В отличие от UNIX , операционная система Linux распространяется бесплатно по так называемой Общедос тупной лицензии GNU (GNU General Public License ) Фонда бесплатного программного обеспечения (Free Software Foundation ) , благодаря чему эта ОС доступна любому поль­зователю. В действительности система Linux защищена авторским правом и не является общедоступной, однако открытая лицензия GNU - это почти то же самое, что и передача в общее пользование. Лицензия составлена таким образом, что Linux остается бесплатной и в то же время стандартизированной системой. Аббревиатура GNU происходит от названия проекта Gnu"s Not UNIX («Gnu - это не UNIX»), Данный проект был инициирован и осуществляется фондом Free Software Foundation. Его целью является предоставление бесплатного ПО пользователям и разработчикам программного обеспечения. Обширный список про­граммного обеспечения, распространяемою по открытой лицензии GNU, включает в себя системную среду, языки программирования, средства для работы в Internet, тек­стовые редакторы и многое другое. Некоммерческий характер Linux иногда создает у людей неверное впечатление: некоторые считают, что эта операционная система не относится к числу профессиональных. По сути дела, Linux является версией ОС UNIX для ПК и рабочих станций. Многие считают ее более устойчивой и намного более мощной, чем Windows. Именно благодаря этим качествам Linux стала основной операционной системой для серверов.

Чтобы по достоинству оценить Linux, вам необходимо представить ту общественную среду, в которой разрабатывалась ОС UNIX. В отличие от большинства других ОС, UNIX разрабатывалась в научной и научно-исследовательской среде. Это - основная операционная система для большинства университетов, исследовательских лабораторий, вычислительных центров и промышленных предприятий, т.е. развитие продолжалось параллельно с той компьютерной и коммуникационной революцией, которую мы на­блюдаем в последние десятилетия. Новые профессиональные компьютерные разработки часто базировались именно на UNIX, как это происходило, скажем, с приложениями Internet. Несмотря на то, что UNIX является сложной системой, изначально в нес закладывалась гибкость. Саму ОС UNIX можно легко модифицировать и создать тем самым ее новую версию. Официальные версии UNIX были выпущены многими ком­паниями. Например, компании IBM, Sun и Hewlett Packard продают и поддерживают собственные разновидности UNIX. Исследователи часто компилируют версии UNIX, приспособленные под их специальные нужды. Однако присущая ОС UNIX гибкость ни в коей мере не снижает ее надежности. Именно в таком контексте разрабатывалась ОС Linux. По сути, Linux - это еще один вариант UNIX, предназначенный для работы на ПК. Процесс разработки компьютерными профессионалами, работающими в на­учной и среде, соответствует обычной процедуре разработки версий UNIX. ОС Linux распространяется по открытой лицензии. Это обусловлено тем, что UNIX имеет глу­бокие корни в академических институтах, которым издавна был присущ дух служения обществу. Linux - ото высококлассная операционная система, доступная всем, причем бесплатно.

Рабочие столы Linux: GNOME и K Desktop (KDE). Библиотеки Qt и Harmony

Благодаря наличию рабочих столов К Desktop Environment (KDE) и GNU Network Object Model Environment (Gnome) ОС Linux в настоящее время имеет полностью ин­тегрированный графический пользовательский интерфейс, Любые операции Linux мож­но выполнять с помощью этих интерфейсов. Прежде ОС Linux поддерживала лишь менеджеры окон, которые позволяли выполнять только часть функций графического интерфейса, а именно, выполнять операции с окнами. KDE и Gnome являются полнофункциональными рабочими столами, поддерживающими операции перетаскивания, которые позволяют перемещать пиктограммы на рабочий стол и организовывать поль­зовательские меню на панели приложений. Оба эти стола основаны на системе X Window, и если они одновременно инсталлированы в вашей системе, то приложения для одного стола можно запускать с другого. Так, KDE-программу, например программу передачи почты или новостей, можно запустить с рабочего стола Gnome. Такое при­ложение Gnome, как клиент gFTP, может быть запущено с рабочего стола KDE. Можно использовать и менеджер файлов KDE, и менеджер файлов Gnome. При этом теряется часть функциональных возможностей рабочего стола, например, не могут выполняться операции перетаскивания, но само приложение будет работать прекрасно.

Компоненты аппаратного обеспечения компьютера

Связь ядра с аппаратным комплексом

Функции ядра:

1) Управление файловой системой;

2) Управление памятью;

3) Управление устройствами;

4) Управление процессами.

Связь командного интерпретатора с ядром и аппаратным комплексом

Типы данных в ОС Linux

1. файл (поименованная область на диске);

4. файл устройства.

Типы файлов: блоковые и символьные.

Понятия абсолютного и относительного путей

Абсолютный путь всегда начинает с корневого раздела, например, доступ к файлу 1:

/home/pasha/direct

Относительный путь – путь к объекту, относительно текущего местоположения, например, если текущим местоположение является каталог pasha, то.

Linux - самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам.

1. Надежная многозадачная многопользовательская ОС для персональных компьютеров.

2. Осуществляет эффективное управление памятью.

3. Поддерживает различные файловые системы.

4. Предоставляет сетевые возможности.

5. Работает на разных аппаратных платформах (на всех версиях микропроцессоров Intel, на процессорах AthlonиDuronотAMD, разработаны версии ОС и для других типов процессоров - ARM, DEC Alpha, SUN Sparc, M68000 (Atari и Amiga), MIPS, PowerPC).

Дистрибутивы Linux

Самые первые версии Linux помещались на двух дискетах. Первая дискета была загрузочной и содержала ядро, а вторая - корневую файловую систему и основные утилиты, разработанные в рамках проекта GNU. Процесс конфигурирования и настройки системы производился вручную и требовал обширных знаний. Чтобы установка Linux стала доступна не только экспертам, стали разрабатываться дистрибутивы Linux.

Дистрибутив Linux – это набор пакетов программного обеспечения, включающий базовые компоненты операционной системы, набор программных приложений, программу инсталляции, которая позволяет установить на компьютер пользователя операционную систему GNU/Linux и набор прикладных программ, необходимых для конкретного применения системы.

Поскольку разработкой дистрибутивов занимается большое количество независимых групп программистов, то сейчас в мире существует уже сотни различных дистрибутивов Linux (см. http://distrowatch.com/), и все время появляются новые. Новые дистрибутивы создаются, в основном, не на пустом месте, а на основе одного из уже существующих дистрибутивов. Отличаются дистрибутивы, прежде всего:

программой инсталляции;

используемым средством установки программных пакетов (системой управления пакетами);

составом утилит и прикладных программ, включенных в дистрибутив;

сценарием начальной загрузки;

требованиями к аппаратуре.

Можно выделить три основные группы дистрибутивов:

На основе дистрибутива Red Hat, переименованного позднее в Fedora Core. Наиболее известные дистрибутивы этой группы – Mandrake (или Mandriva), в том числе русифицированные – ASPLinux, Linux Ink, AltLinux (на основе Mandrake) и др.

На основе дистрибутива Debian. К этой группе относятся наиболее популярный сейчас во всем мире дистрибутив Ubuntu, также Knoppix, Storm и др.

На основе дистрибутива Slackware. К этой группе относится openSuSe.

В России сложилось три команды разработчиков, создающих и поддерживающих русифицированные дистрибутивы.

Одна из команд «ALTLinux» (http://www.altlinux.ru), которая выпускает собственный дистрибутив ALTLinux. На протяжении последних лет ALTLinux активно работает в направлении внедрения свободного программного обеспечения в образовательные учреждения России. Они разработали специальный «Пакет свободного программного обеспечения для образования».

Вторая команда представлена фирмой «ASPLinux» (http://www.asplinux.ru), которая тоже выпустила собственный дистрибутив ASPLinux..

Третья команда – Санкт-Петербургская фирма «Linux Ink» (http://www.linux-ink.ru), которая выпускает дистрибутив «НауЛинукс», основанный на всемирно известном дистрибутиве Scientific Linux. Так же выпускает версии дистрибутивов, специально ориентированных для использования в образовательных учреждениях.