Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
бесплатно
doc

Реферат «Операционная система Linux» по Базам данных (Иванько А. Ф.)

Операционная система LINUX

Введение Самым популярным проектом UNIX-системы конца XX века стала недорогая альтернатива дорогостоящим (HP-UNIX, SUN Solaris, Digital UNIX) решениям -ОС Linux. Сегодня темпы освоения рынка данной системой по сравнению с остальными известными ОС являются самыми интенсивными.

Сильной стороной ОС Linux является ее универсальность: система покрывает весь диапазон применений -- от настольного PC до сверхмощных многопроцессорных серверов и кластеров. В настоящее время многопроцессорная ОС Linux устойчиво работает на платформах PC, Alpha, PowerPC, Macintosh, SGI MIPS, Strong ARM, SGI Visual Workstations, VAX, 8086, PC-98, Palm Pilot, HP PA-RISC, Sparc & UltraSparc64 systems, m68k.

Будучи операционной системой, Linux выполняет многие из функций, характерных для DOS и Windows. Однако следует отметить, что эта ОС отличается особой мощью и гибкостью. Большинство операционных систем персональных компьютеров, например DOS, создавались для небольших ПК, обладавших ограниченными возможностями и лишь недавно превратившихся в универсальные машины. Такие ОС постоянно модернизируются, поскольку они должны соответствовать непрерывно развивающимся возможностям аппаратных средств персональных компьютеров. Система же Linux разрабатывалась совершенно в ином контексте. Она представляет собой ПК-версию операционной системы Unix, которая десятилетиями используется на мэйнфреймах и мини-ЭВМ и является основной ОС рабочих станций. Linux предоставляет в распоряжение

вашего ПК скорость, эффективность и гибкость Unix, используя при этом все

преимущества современных персональных машин.

С финансовой точки зрения Linux обладает одним весьма существенным достоинством — она не коммерческая. В отличие от операционной системы Unix, Linux распространяется бесплатно по генеральной открытой лицензии GNU в рамках Фонда бесплатного программного обеспечения (Free Software Foundation), благодаря чему эта ОС доступа всем желающим. В действительности система Linux защищена авторским правом и не находится в общедоступном пользовании, однако открытая лицензия GNU — это почти то же самое, что и передача в общедоступное пользование. Она составлена таким образом, что Linux остается бесплатной и в то же время стандартизированной системой. Существует лишь один официальный вариант Linux.

Некоммерческий характер Linux иногда создает у людей неверное впечатление о ней: некоторые считают, что эта операционная система не относится к числу профессиональных. По сути дела, Linux является ПК-версией ОС Unix. Для того чтобы оценить ее по достоинству, нужно уяснить тот особый контекст, в котором разрабатывалась система Unix. В отличие от большинства других операционных систем, Unix разрабатывали в университетской, академической среде. Для университетов и исследовательских лабораторий Unix — то, что надо. Ее разработка шла параллельно с революцией в области вычислительной техники и коммуникаций, которая длится вот уже несколько десятилетий.

Профессионалы по части компьютерной техники нередко разрабатывали на базе Unix новые технологии. В частности, это касается средств для работы в Internet. Будучи весьма сложной системой, Unix, тем не менее, с самого начала строилась как система очень гибкая. Ее можно запросто модифицировать, создавая тем самым различные версии. Так, многие фирмы- производители поддерживают разные официальные варианты Unix. Фирмы IBM, Sun, Hewlett-Packard продают и осуществляют техническое сопровождение собственных вариантов. Специалисты, занятые в научно-исследовательских программах, создают свои версии, соответствующие их конкретным задачам. Эта внутренняя гибкость структуры ОС Unix никоим образом не сказывается на ее высочайшем качестве. Наоборот, она подтверждает ее устойчивость, позволяя в то же время адаптировать систему практически к любой среде. Именно в этом контексте разрабатывалась ОС Linux. В этом смысле Linux — всего лишь еще один вариант Unix, версия для ПК. Процесс ее разработки компьютерными профессионалами, работающими в научной и околонаучной среде, соответствует обычной процедуре разработки версий Unix. Однако Linux распространяется по открытой лицензии. Linux — это высококлассная операционная система, доступная всем, причем бесплатно.

Операционная система — это программа, которая управляет аппаратными и программными средствами компьютера, предназначенными для выполнения задач пользователя. На первой стадии своего развития операционные системы предназначались для выполнения базовых задач по управлению аппаратными средствами. Эти задачи в основном касались управления файлами, выполнения программ и приема команд от пользователя. Взаимодействие пользователя с операционной системой осуществляется через пользовательский интерфейс. Этот интерфейс позволяет операционной системе принимать и интерпретировать инструкции, вводимые пользователем в компьютер. Для выполнения задачи — например, чтения файла или печати документа — достаточно лишь послать соответствующую инструкцию в операционную систему.

Управление файлами, управление программами и взаимодействие с пользователями — это традиционные функции, общие для всех операционных систем. У Linux, как и у всех версий Unix, есть еще две особенности: она является многопользовательской и многозадачной системой. Многозадачность означает, что систему можно "попросить" выполнить несколько задач одновременно. Пока выполняется одна задача, вы работаете с другой. Например, когда печатается один файл, можно редактировать другой, не ожидая окончания процесса печати. Многопользовательский режим означает, что в системе одновременно могут быть зарегистрированы несколько пользователей, каждый из которых взаимодействует с нею через свой терминал.

Первоначально операционные системы предназначались для повышения эффективности работы аппаратных средств. Возможности первых компьютеров были ограниченными, и операционной системе приходилось извлекать их них максимум возможного. В этом отношении операционные системы были рассчитаны не на пользователя, а на аппаратные средства. Как правило, ОС отличались жесткостью, вынуждая пользователя приспосабливаться к требованиям эффективности использования аппаратных средств.

Как версия системы Unix, Linux отличается характерной для этой ОС

гибкостью, обусловленной в первую очередь тем, что эта ОС развивалась в среде исследователей и ученых. Операционную систему Unix разработал Кен Томпсон, сотрудник фирмы Bell Laboratories концерна AT&T, в конце 60-х —начале 70-х годов. Unix вобрала в себя целый ряд новых разработок в области операционных систем. Она создавалась как операционная система для исследователей. При разработке Unix была поставлена задача создать систему, которая могла бы удовлетворять непрерывно изменяющимся требованиям сотрудников, занимающихся разнообразными исследованиями. Для достижения этой цели Томпсону пришлось разрабатывать систему, которая могла решать множество разнотипных задач. Гибкость системы стала более важным качеством, нежели эффективность работы аппаратных средств. Как и Unix, Linux позволяет пользователям справиться с решением чрезвычайно широкого круга задач.

ОС рассматривается как механизм, предоставляющий в распоряжение пользователя набор высокоэффективных инструментов. Такая ориентация на пользователя означает, что вы можете конфигурировать и программировать систему в соответствии со своими конкретными потребностями. В случае с Linux операционная система действительно становится операционной средой.

История создания Linux и Unix

Естественно, история Linux начинается с Unix. Рассказ начнется с

конца 60-х годов, когда прилагались согласованные усилия по выработке новых подходов к созданию операционных систем. В 1968 году консорциум исследователей, представляющих фирмы General Electric, AT&T Bell Laboratories и Массачусетский технологический институт, завершил работу над научно-исследовательским проектом Multics, результатом которого стала одноименная операционная система, вобравшая в себя последние достижения в решении проблем многозадачности, управления файлами и взаимодействия с пользователем.

В 1969 году уже упомянутый нами Кен Томпсон разработалоперационную систему Unix, в которой использовались многие результаты проекта Multics. Он приспособил эту систему, предназначенную для работы на мини-ЭВМ, к потребностям исследователей. С самого начала Unix стала удобной для всех и эффективной многопользовательской и многозадачной операционной

системой. Со временем популярность Unix в Bell Laboratories росла, и в 1970 году

Деннис Ритчи и Кен Томпсон переписали код системы на языке программирования С. Деннис Ритчи, коллега Томпсона по Bell Labs, создал этот язык с целью обеспечения гибкости при разработке программ. Одно из преимуществ языка С состоит в том, что он позволяет обращаться непосредственно к аппаратным средствам компьютера за счет использования обобщенного набора команд.

До этого текст программы операционной системы нужно было специально переписывать на аппаратно-зависимом языке ассемблера для каждого типа компьютера. Язык С позволил Ритчи и Томпсону написать всего одну версию операционной системы Unix, которую затем можно было компилировать С- компиляторами на различных машинах. Операционная система Unix стала мобильной, т.е. способной работать на разных типах машин практически без перепрограммирования.

Постепенно Unix выросла из персонального творения одного человека в стандартный программный продукт, распространяемый многими фирмами, включая Novell и IBM. Сначала эту ОС считали исследовательским продуктом, поэтому первые версии Unix распространялись бесплатно по факультетам вычислительной техники многих известных университетов. В 1972 году Bell Labs начала выпускать официальные версии Unix и продавать лицензии на нее различным пользователям. Одним из таких пользователей был факультет вычислительной техники Калифорнийского университета в Беркли. Его специалисты ввели в систему много новых особенностей, которые впоследствии стали стандартными.

В 1975 году в Беркли была выпущена собственная версия Unix, известная как Berkeley Software Distribution (BSD). Эта версия Unix стала основным соперником версии AT&T Bell Labs. Постепенно стали появляться и другие независимо разрабатываемые версии Unix. В 1980 году фирма Microsoft выпустила версию Unix для ПК, получившую название Xenix. Компания AT&T разработала несколько версий Unix, а в 1982 году выпустила первую коммерческую версию, System 3. За ней последовала System V, которая стала весьма серьезно поддерживаемым программным продуктом. Параллельно с этими событиями выпускались версии BSD. В конце 70-х годов BSD Unix стала основой исследовательского проекта, выполняемого в Агентстве перспективных исследований и разработок (DARPA) министерства обороны США. В результате в 1983 году Калифорнийский университет выпустил мощную версию Unix под названием BSD 4.2. Она включала в себя достаточно совершенную систему управления файлами и сетевые средства, основанные на использовании протоколов TCP/IP, применяемых сейчас в Internet. Версия BSD 4.2 широко распространилась и была выбрана многими фирмами-производителями, в частности Sun Microsystems.

Распространение разных версий Unix привело к необходимости выработки стандарта на эту ОС. Иного способа узнавать о том, в каких версиях будут работать предназначенные для использования в среде Unix программы, у разработчиков этих программ не было. В середине 80-х годов появились два конкурирующих стандарта: один был создан на основе версии AT&T, а второй — на основе версии BSD. Сегодня в магазинах можно найти множество книг, посвященных разным вариантам Unix. В некоторых из них освещается Unix System V, а в других — BSD Unix.

Компания AT&T передала работы по Unix новой организации, Unix System Laboratories, которая сосредоточила свои усилия на разработке стандартной системы, объединяющей основные версии Unix. В 1991 году Unix System Laboratories разработала System V версии 4, в которой были реализованы практически все возможности вариантов System V версии 3, BSD версии 4.3, SunOS и Xenix. В ответ на System V версии 4 несколько компаний, в частности IBM и Hewlett-Packard, создали Фонд открытого программного обеспечения (Open Software Foundation, OSF), целью которого стала разработка собственной стандартной версии Unix. В результате появились два конкурирующих коммерческих стандартных варианта Unix — версия OSF и System V версии 4. В 1993 году компания AT&T продала свою долю прав на Unix фирме Novell, и некоторое время Unix Systems Laboratories принадлежала Novell. За это время фирма выпустила собственные версии Unix на базе System V версии 4, получившие общее название UnixWare. UnixWare предназначена для

взаимодействия с системой NetWare разработки Novell.В настоящее время Unix System Laboratories принадлежит фирме Santa Cruz Operation.

На протяжении почти всего своего развития Unix оставалась большой и требовательной по отношению к аппаратным средствам операционной системой, для эффективной работы которой необходимо было иметь рабочую станцию или мини-ЭВМ. Некоторые версии Unix были рассчитаны в основном на рабочие станции. Систему SunOS разработали для рабочих станций Sun, а систему AIX — для рабочих станций IBM. По мере наращивания мощи персональных компьютеров стали появляться сообщения о разработке версий Unix для ПК. В частности, Xenix и System V/386 — коммерческие версии Unix для IBM-совместимых ПК. AUX — версия Unix, которая работает на ПК Macintosh. To, что Unix устанавливается на компьютерах практически всех типов (рабочих станциях, мини-ЭВМ и даже супер-ЭВМ), — лишнее свидетельство присущей ей мобильности, которая и обеспечила возможность создания эффективной версии Unix для персональных компьютеров.

Система Linux предназначена специально для персональных компьютеров с элементной базой Intel. Ее разработка начиналась проектом Линуса Торвальда, студента факультета вычислительной техники Хельсинкского университета. В то время студенты пользовались программой Minix, которая демонстрировала различные возможности Unix. Эта программа, которую разработал профессор Эндрю Таннебаум, широко распространилась по сети Internet среди студентов всего мира. В намерения Линуса входило создать эффективную ПК-версию Unix для пользователей Minix. Он назвал ее Linux и в 1991 году выпустил версию 0.11.

Linux широко распространилась по Internet и в последующие годы подверглась доработкам со стороны других программистов, которые ввели в нее возможности и особенности, присущие стандартным Unix-системам. В Linux, в частности, были перенесены практически все основные программы-менеджеры окон. В этой ОС используются утилиты Internet, имеется и полный набор средств разработки программ, включая компиляторы и отладчики C++. Несмотря на такие широкие возможности, операционная система Linux остается небольшой, стабильной и быстродействующей. В минимальной конфигурации она может эффективно работать даже на 386 компьютерре при наличии оперативной памяти объемом 4 Мбайта.

Linux имеет несколько редакций. Каждая фирма комплектует свою систему и ее програмное обеспечение по-своему, а затем выпускает пакет с соственной радакцией этой системы. Редакции могут включать в себя модифицированные версии програми, новое програмное обеспечение. Среди наиболее популярных редакций, и практичных дистpибутивы - RedHat based (RedHat, KSI, Mandrake, Caldera), Debian, SuSe, Slackware. Slackware, Red Hat, Caldera, Debian, KSI-Linux.

Сегодня Linux - это полноценная ОС семейства UNIX. Практически все важнейшие программные пакеты написаны и на Linux. Существуют эмуляторы других операционных систем: DOS, WINDOWS, Macintosh.

А совсем недавно для Linux был создан создан wmware – эмулятор способный эмулировать полноценный компьютер в окне.То есть работая под Linux можно запустить десяток W95, или еще раз тот-жеLinux в котором вы сейчас работаете.

Системные характеристики

Linux - это полная многозадачная многопользовательская операционная система (точно также как и другие версии UNIX). Linux достаточно хорошо совместим с рядом стандартов для на уровне исходных текстов, включая IEEE POSIX.1, System V и BSD. Он создавался имея в виду такую совместимость.

Другие специфические внутренние черты Linux включают контроль работ по стандарту POSIX (используемый оболочками, такими как csh и bash), псевдотерминалы (pty), поддержку национальных и стандартных клавиатур динамически загружаемыми драйверами клавиатур.

Ядро может само эмулировать команды 387-FPU, так что системы без сопроцессора могут выполнять программы, на него расчитывающие (т.е. с плавающей точкой).

Linux поддерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы, такие как файловая система ext2fs, были созданы специально для Linux. Поддерживаются также другие типы файловых систем, такие как Minix-1 и Xenix. Реализована также файловая система MS-DOS, позволяющая прямо обращаться к файлам MS-DOS на жестком диске. Поддерживается также файловая система ISO 9660 CD-ROM для работы с дисками CD-ROM.

Linux обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы. Поддерживается весь спектр клиентов и услуг TCP/IP, таких как FTP, telnet, NNTP и SMTP.

Ядро Linux сразу создано с учетом специального защищенного режима для процессоров Intel 80386 и 80486. В частности, Linux использует парадигму описания памяти в защищенном режиме и другие новые свойства процессоров.

Для увеличения объема доступной памяти Linux осуществляет также разбиение диска на страницы: то есть на диске может быть выделено до 256 Мбайт "пространства для свопинга" (swap space). (Swap space не совсем подходящее имя, в Linux в область свопинга выгружается не весь процесс, а только отдельные его части, в которых нет необходимости). Когда системе нужно больше физической памяти, то она с помощью свопинга выводит неактивные страницы на диск. Это позволяет выполнять более объемные программы и обслуживать одновременно больше пользователей. Однако свопинг не исключает наращивания физической памяти, поскольку он снижает быстродействие, увеличивает время доступа.

Ядро также поддерживает универсальный пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При этом для кэша может использоваться вся память, и наоборот, кэш уменьшается при работе больших программ.

Выполняемые программы используют динамически связываемые библиотеки, т.е. выполняемые программы могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске (иначе, чем это реализовано в механизме разделяемых библиотек SunOS). Это позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно используют библиотечные функции. Есть также статические связываемые библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов или иметь "полные" выполняемые программы, которые не нуждаются в разделяемых библиотеках. В Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными.

Подготовка к инсталляции Linux

После того, как вы получили дистрибутив Linux, вы можете готовить свою систему к инсталляции. Требуется спланировать работу, особенно если вы уже работали на других операционнных системах. В последующих разделах мы расскажем, как планировать инсталляцию Linux.

Общие принципы инсталляции

Хотя версии Linux отличаются, общие методы инсталляции состоят в следующем:

1. (Пере)разбейте на разделы жесткий диск(и). Если у вас уже инсталлирована другая операционная система, вы должны сделать переразбиение, чтобы выделить место под Linux.

2. Загрузите средства инсталляции Linux. Каждый дистрибутив имеет в каком-либо виде средства инсталляции - обычно загрузочную (boot) дискету, которая используется для инсталляции программ. Загрузка этих средств либо представит вам некую пошаговую программу инсталляции, либо позволит инсталлировать вручную.

3. Создайте разделы для Linux. После переразбиения и выделения места под Linux, вы создаете на этом месте раздел Linux. Это выполняется программой Linux fdisk.

4. Создайте файловые системы и область своппинга. Вы создадите одну или несколько файловых систем для хранения файлов на вновь созданном разделе. Кроме того, если вы желаете получить область своппинга, то также создадите и его на одном из разделов Linux.

5. Инсталлируйте программы Linux в новую(вые) файловую(вые) систему(мы). Далее вас ждет спокойное плавание, если все прошло нормально.

Многие дистрибутивы Linux снабжаются инсталляционной программой, которая будет руководить вами в процессе инсталляции и автоматизирует некоторые из описанных шагов.

Концепция разбиения на разделы

В общем случае жесткие диски разбиваются на разделы, где отдельные разделы выделяются отдельным операционным системам. Например, вы можете сделать на диске несколько независимых разделов: один, скажем, для MS-DOS, другой для OS/2 и третий для Linux.

Если у вас уже есть инсталлированные программы, вам может потребоваться переразбиение диска, чтобы выделить место для Linux. Затем вы создадите на освободившемся месте один или несколько разделов для Linux и области своппинга.

Многие системы MS-DOS используют один раздел, заполняя все дисковое пространство. В MS-DOS этот раздел известен, как C:. Если у вас более одного раздела, MS-DOS дает им имена D:, E: и т.д. Каждый раздел выступает как независимый диск.

На первом секторе диска находится master boot record с таблицей разделов. boot record (загрузочная запись) используется для загрузки системы. Таблица разделов содержит информацию о местоположении и размере разделов.

Существует три типа разделов: первичные, расширенные и логические (primary, extended и logical). Наиболее часто используются первичные разделы. Однако, из-за ограничений на размер таблицы разделов, можно иметь не более четырех разделов на любом диске. Чтобы обойти ограничение четырех разделов, используются расширенный раздел. Расширенные разделы сами по себе не содержат данных. Они выступают какхранилища логических разделов. Поэтому вы можете создать один расширенный раздел, покрывающий весь диск, и внутри создать много логических разделов.

Требования Linux к разделам

В системах UNIX файлы хранятся в файловой системе, которая прежде всего расположена на диске (или на другом устройстве, вроде CD-ROM или дискеты), отформатированном для хранения файлов. Каждая файловая система ассоциируется с конкретной частью дерева каталогов; например, во многих случаях существует файловая система для всех файлов каталога /usr, другая для /tmp и т.д. Корневая файловая система - первичная файловая система, которой соответствует самый верхний каталог /.

Под Linux каждая файловая система "живет" в отдельном разделе диска. Например, если у вас есть файловая система для / и другая для /usr, вам потребуется два раздела.

Прежде, чем инсталлировать Linux, вам необходимо подготовить файловые системы для размещения программ Linux. Вы должны иметь по крайней мере одну файловую систему (корневую файловую систему), а поэтому один раздел, назначенный для Linux. Многие пользователи Linux умудряются поместить все свои файлы в корневую файловую систему, с которой (одной) управляться легче, чем с множеством файловых систем.

Следует также иметь в виду проблемы своппинга. Если вы хотите использовать область своппинга в Linux, у вас две возможности. Во-первых, использовать файл своппинга, который существует в одной из файловых систем. Вы создадите файл своппинга для использования как виртуальной RAM после инсталляции. Во-вторых, создать раздел своппинга, который будет использоваться только для этого.

В общем случае вы создадите для Linux два раздела: один для корневой файловой системы и другой для области своппинга. Разумеется, возможно много вариаций на эту тему, но это минимальная конфигурация. Вы не обязаны иметь область своппинга для Linux, но если у вас менее 16M RAM, то это очень настоятельно рекомендуется.

Создание файловых систем

Перед тем, как вы сможете использовать разделы Linux для хранения файлов, вы должны создать на них файловые системы. Создание файловой системы аналогично форматированию раздела под MS-DOS. В Linux возможно несколько типов файловых систем. Каждый тип файловой системы имеет свой формат и характеристики (такие как имя файла, длина, максимальныйразмер файла и т.д.). Linux также поддерживает "третьи" типы файловых систем, например файловую систему MS-DOS.

Наиболее популярный тип файловой системы - это Second Extended Filesystem или ext2fs. ext2fs - одна из наиболее эффективных и гибких файловых систем. Она допускает использование имен файлов до 256 символов и размер файловой системы до 4 терабайтов (прим. переводчика: знать-то очень много).

При инсталляции дистрибутива Slackware файловые системы создаются автоматически.

Инсталляция программ

Каждая дистрибуция имеет для инсталляции программ свой механизм. Многие дистрибутивы имеют самодокументированные программы, которые помогают пользователю пройти весь путь инсталляции. Например, дистрибутив Slackware требует от вас только создания разделов с помощью fdisk, возможно, создания области своппинга с помощью mkswap и swapon (если у вас RAM 4M и меньше), а затем запуска программы setup. setup представит вам меню с об'яснениями. Использование setup в деталях описано ниже.

Конкретный метод инсталляции может существенно отличаться в различных дистрибутивах.

Инсталляция Linux

После того, как вы переразбили диск, чтобы выделить место под Linux, вы можете начать инсталляцию. Здесь дано краткое описание процедур:

* Загрузите средства инсталляции Linux;

* Выполните fdisk под Linux для создания разделов;

* Выполните mke2fs и mkswap для создания файловой системы Linux и

области своппинга;

* Инсталлируйте программы Linux;

* Наконец, инсталлируйте либо загрузчик boot-файла LILO на диске,

или создайте загрузочную дискету для загрузки новой Linux-системы.

Используемая литература:

1. "Linux. Руководство по операционной системе". Р.Петерсен BHV,

1997. "Операционная система UNIX" Андрей Робачевский

Журналы Компьютерра. ( www.computerra.ru )

Интернет: http://xtalk.price.ru/linux

http://t37.nevod.perm.su/

http://slackl.cargolink.cnt.ru/~ivanp

http://www.aha.ru/~agb/

http://www.linux.org.ru/

http://www.linux.opennet.ru/

news group: fido7.ru.linux

Московский Государственный Университет Печати

Контрольная работа на тему:

«Операционная система LINUX»

Выполнила:

студентка заочного обучения

группы ЗТпп 2-2 (к)

Аборнева В.К.

Москва 2009

Показать полностью…
Похожие документы в приложении