Основные характеристики ОС Linux

Здравствуйте уважаемые читатели блога www.сайт . Совсем немного времени осталось до окончания поддержки Windows XP в апреле 2014 года.

Думаю, что незадолго до этого события имеет смысл на всякий случай запастись оффлайновым набором обновлений для XP, например, с помощью утилиты «WSUS Offline Update», описанной в .

Что произойдет непосредственно после 8.04.2014 года? Да, собственно, в первый момент ничего. Те, кто по той или иной причине до сих пор не сумели отказаться от Windows XP, будут продолжать пользоваться этой операционной системы неопределенное время. По некоторым оценкам после окончания поддержки под ХР останутся около 15% мировых компьютеров.

Хорошо это или плохо? Однозначно плохо. Вновь обнаруженные уязвимости ОС устраняться больше не будут и злоумышленники наверняка постараются воспользоваться этой ситуацией.

Положение будет несколько смягчаться за счет ПО антивирусной защиты. Microsoft обещает продолжить поддержку Essential Security для XP. Можно предположить, что и антивирусные средства других разработчиков также не перестанут работать. Но антивирусное ПО и уязвимости операционной системы это все же далеко не одно и тоже.

Как-то мы уже обращались к теме в связи с программами Adobe. Правда, в отношении Windows XP называть уязвимости Zero-day будет уже неправильно. «Нулевой день» — это когда об уязвимости никто, кроме обнаруживших и эксплуатирующих ее злоумышленников не знает. А здесь знать будут, как бы, все, а вот устраняться она уже не будет.

Таким образом с каждым днем после окончания поддержки работа в Windows XP будет все более и более небезопасной. Наверное стоит все же попытаться найти ей замену. В этой связи мы и поговорим сегодня о Linux . Самое время.

Альтернативой Windows XP я бы Linux не назвал – это все же совершенно другая операционная система, которая с большим или меньшим успехом позволит выполнять те или иные задачи. Просто далеко не на все компьютеры, на которых работает Windows XP, можно установить новые версии операционных систем Microsoft, а вот Linux , как правило, можно.

Материал рассчитан на начинающих пользователей Linux , то есть на тех, кто только начинает знакомиться с этой операционной системой. Поэтому очень важно с самого начала разобраться с некоторыми ее принципиальными отличиями от операционной системы Windows. Без их понимания почувствовать себя комфортно в этой операционной системе, особенно после долгих лет работы в Windows, будет сложно.

Начнем с файловой системы.

Особенности файловой системыLinux

Самое главное это разобраться с различиями в подходе к организации структуры файловой системы.

Все, конечно, знают древнюю философскую проблему о курице и яйце — что первично. Вспомнил я о ней не потому, что в операционных системах есть некая подобная проблема, а потому, что в Windows и Linux исповедуются различающиеся подходы к принципам построения файловой системы. Очень упрощенно эту разницу можно объяснить так.

В Windows первичным является том (раздел) на устройстве хранения. Для доступа к то му, он автоматически монтируется в систему с присвоением некой произвольной буквы латинского алфавита. После этого на подключенном блочном устройстве можно создавать папки и файлы и читать и модифицировать их содержимое. Перечень папок, в общем-то, не регламентирован.

Это чрезвычайно простой и очень привычный для подавляющего большинства пользователей подход. Вместе с тем он создает известные сложности когда по той или иной причине нужно разместить системные папки на разных томах.

В некоторых случаях добиться положительного результата позволяют исключительно символьные . С помощью символьной ссылки можно подключить даже целый дисковый том. Мы рассматривали такой вариант в статье.

Однако далеко не каждая системная папка может быть перенесена на другой диск. Например, хорошо известную, можно даже сказать, печально известную всем продвинутым пользователям Windows 7 папку переместить нельзя.

Как бы там ни было, задачу размещения системных каталогов Windows на разных дисках нельзя признать тривиальной. При этом точки монтирования томов (буквы дисков) живут своей жизнью, папки и файлы на устройствах хранения своей, и никак они между собой не связаны.

В Linux все наоборот. Основой файловой структуры является не том, а жестко зафиксированная, пришедшая из Unix , логическая структура каталогов системы – стандарт FHS (Filesystem Hierarchy System ).

Если открыть в файловом менеджере Файловую систему Linux , то первое что можно заметить — отсутствуют привычные буквы дисков – в Linux они попросту не используются.

То, как обозначаются диски и дисковые тома в Linux , мы уже разбирали в , посвященной резервному копированию и восстановлению дисков с помощью утилиты Clonezilla , работающей в среде Linux . Коротко напомним их.

Обозначение дисков в операционной системе Linux

Первый жесткий SATA диск обозначается как sda , диск с интерфейсом SCSI или уже устаревшим сегодня PATA — hda .

Первый раздел (том) диска обозначается как sda1 (hda1 ), второй sda2 , и так далее.

Второй жесткий диск будет называться sdb (hdb ), разделы, соответственно, – sdb1 , sdb2 , …

Однако, это не значит, что непосредственно пользуясь этими обозначениями можно получить доступ к содержимому устройств хранения. Как мы уже говорили чуть выше, первичным является дерево каталогов и устройство обязательно должно быть смонтировано к одной из его точек (каталогу).

Перечень и назначение каталогов файловой структуры Linux

Вся файловая структура Linux строится относительно корневого каталога , который имеет обозначение “/ ”.

Если при установке операционной системы смонтировать, например, первый раздел первого диска в корневой каталог / (точка монтирования — mount point ), то абсолютно все файлы (и системные и пользовательские) будут размещаться на этом диске.

На первый взгляд пока очень похоже на Windows – все файлы на одном томе (ну если не считать маленький раздел загрузчика “Зарезервировано системой”, появившийся в Windows 7). Но это только на первый. На самом деле существует большая разница.

Дело в том, что Linux позволяет непосредственно в процессе установки или позднее монтировать к некоторым точкам своего каталога различные дисковые разделы. Это значит, что штатными средствами без каких-либо дополнительных усилий и отрицательных последствий файлы операционной системы можно разместить в разных разделах одного диска, на разных дисках и даже в сети.

Коротко рассмотрим назначение отдельных каталогов файловой системы. На самом деле знать обо всех из них на начальном этапе не очень то и нужно, но для того, чтобы иметь общее представление и на будущее не помешает.

/bin - каталог, в котором находятся основные исполняемые файлы (binary files - двоичные файлы). Обычный пользователь не может изменять расположенные в нем файлы, только просматривать. Доступ на запись имеет исключительно суперпользователь – Root .

/boot – файлы, необходимые для загрузки Linux, например, файлы загрузчика GRUB и ядер системы. Каталог /boot может быть размещен как в корневом каталоге, так и на отдельном разделе диска.

Перенос /boot на отдельный раздел может быть необходим, например, при использовании в системе менеджера логических томов LVM (Logical Volume Manager ). Такую конфигурацию мы рассматривали в , посвященной оптимизации использования дискового пространства в нетбуке Asus eee pc 900 .

В этом случае можно найти определенную аналогию между каталогом /boot и разделом “Зарезервировано системой ” Windows 7.

/dev – в этом каталоге размещаются специальные файлы устройств (devices - устройства ).

Работа со всеми устройствами компьютера осуществляется с помощью этих файлов-интерфейсов. Дополнительно можно отметить, что в каталоге присутствуют файлы не только реальных, но и виртуальных устройств. Например, устройство Null , или устройство генератор случайных чисел Random . Права на каталог аналогичны /bin .

/etc – каталог, содержащий основные конфигурационные файлы программ и системных утилит. (et cetera - и так далее ).

Большинство настроек операционной системы Linux содержится в обычных текстовых файлах. Возможно, что в процессе эксплуатации системы это будет именно тот каталог, к которому придётся время от времени обращаться.

Продвинутые “линуксоиды” предпочитают работать именно с текстовыми файлами настроек. Совершенно не факт, что вам придется делать тоже самое – в современных версиях Linux существует множество графических утилит для настройки системы и программ. Хотя, в конечном счете, они являются лишь удобным интерфейсом пользователя для изменения все тех же текстовых файлов.

Так как модификация этих файлов может привести к серьезным системным изменениям, редактировать что-либо в данном каталоге может, опять же, только суперпользователь Root .

/lib – основные разделяемые библиотеки с которыми работают исполняемые файлы из каталогов /bin и /sbin .

/media – каталог подключаемых носителей.

Что произойдет в Windows, если к компьютеру подключить USB Flash (флешку), USB диск или загрузить оптический диск в дисковод, хорошо известно. Устройство будет автоматически смонтировано в систему с присвоением ему первой свободной буквы. После этого с его содержимым можно начинать работать.

Абсолютно тоже самое произойдет и при подключении устройства к компьютеру с операционной системой Linux. Оно будет автоматически смонтировано (благо, времена, когда монтировать подключаемые накопители нужно было руками в командной строке, миновали).

Однако, никаких букв или новых устройств после этого не возникнет. Вместо них появится соответствующая устройству папка в каталоге /media . Вот так все просто.

В принципе, о существовании и назначении этого каталога можно ничего и не знать. Дело в том, что в современных сборках Linux после успешного монтирования нового устройства хранения соответствующая ему ссылка будет создана непосредственно на рабочем столе.

В чем могут быть преимущества такого подхода попробую пояснить на конкретном примере из Windows. На своем рабочем компьютере в качестве менеджера фотографий я использую замечательную программу Picasa . Время от времени я делаю с ее помощью резервную копию снимков на внешний USB диск. Очень удобно, так как копируются только новые и измененные фотографии.

Особенностью программы является жесткая привязка существующего архива к конкретной букве диска. А так как Windows монтирует подключаемые устройства на произвольную букву, то практически через раз приходится исправлять ситуацию через “Управление дисками”. В Linux такого бы не происходило (беда вот только, что версии Picasa для Linux не существует ).

/mnt – точка временного монтирования файловых систем. Используется в основном системными администраторами для выполнения неких действий с файлами подключенного устройства хранения.

/opt – каталог зарезервирован для установки дополнительных пакетов программного обеспечения. Например, если установить на компьютер с Linux хорошо всем известную программу , то ее файлы окажутся в папке /opt/google/earth/free/ . В /opt обычно размещаются пакеты проприетарного ПО.

/proc – точка монтирования виртуальной файловой системы procfs , которая позволяет создавать двухуровневое представление пространств процессов. В корне этого каталога размещаются файлы, предоставляющих самые разнообразные сведения о системе, а не только о процессах.

/root – домашний каталог суперпользователя root . В отличие от домашних каталогов рядовых пользователей (/home) всегда размещается в корне файловой системы, то есть не может быть перемещен на другой раздел.

В этой связи уместно вспомнить, что применительно к переносу профилей пользователей в Windows я также всегда оставлять каталог администратора на .

Такой подход определенным образом гарантирует доступность системы для администрирования.

/run – централизованное хранилище временных файлов, необходимых для запуска служб на ранних стадиях загрузки системы. Такие файлы проблематично размещать в каталоге /tmp в силу того, что в нем они могут быть удалены.

Каталог /run появился в Linux совсем недавно, буквально пару лет назад.

/sbin – аналог каталога /bin . В нем находятся исполняемые файлы, используемые для задач системного администрирования. Например, ifconfig, iptables и др.

/srv – каталог, в котором размещаются файлы сервисов, предоставляемых системой. Если таких сервисов нет, то данный каталог пуст.

/sys — точка монтирования виртуальной файловой системы sysfs , расположенной в памяти. Предоставляет пользователю детализированную информацию о работе ядра системы, например, о загруженных модулях, параметрах и драйверах устройств.

Появилась относительно недавно с целью упорядочить и отделить от /proc информацию о структурах ядра.

/tmp – каталог для размещения временных файлов. Аналог папки C:/Windows/Temp в операционной системе Windows.

/usr – каталог, в котором расположены приложения и файлы, используемые пользователями. Может быть не только размещен на другом диске, но и смонтирован по сети. Может быть общим для нескольких компьютеров (аналога в ОС Windows не существует).

В каталоге /usr расположены папки /usr/bin , /usr/sbin и /usr/lib . Их назначение аналогично рассмотренным выше одноименным каталогам с той разницей, что размещенные в них файлы относятся к пользовательским, а не к системным приложениям.

Все пользователи, кроме суперпользователя root , имеют разрешение только на чтение.

/var – каталог для хранения постоянно изменяемых данных. Его назначение аналогично каталогу /usr , но в отличие от него в /var данные можно записывать. Так например, журнальные файлы расположены в /var/log .

/lost+found — файлы, на которые нет ссылок ни из одной директории. Могут появиться в результате какого-либо системного сбоя, например, из-за выключения питания в момент удаления файла. При появлении таких файлов пользователь может проанализировать их содержимое и принять решение о том, что с ними делать.

После появления в операционной системе Linux журналируемыех файловых систем, таких как, например, ext3 и ext4 , потерянных файлов стало значительно меньше благодаря возможности отката незавершенных файловых операций.

/home – каталог, в котором размещаются домашние папки пользователей .

Описание каталога /home было перенесено в завершающую часть статьи намеренно. В конечном счете интересовать нас в ближайшее время будет именно он.

В Домашних папках хранятся не только файлы пользователей, с которыми они непосредственно работают (их при желании можно разместить и в другом месте), но, главное, вся пользовательская часть конфигурационных файлов — настройки программ, настройки интерфейса и учетные данные.

Так как Linux является многопользовательской системой, каждый пользователь имеет уникальную домашнюю папку . Как мы уже говорили выше, домашняя папка суперпользователя root находится в другом месте в корне файловой системы.

Конкретный пользователь имеет доступ на запись только в своем домашнем каталоге. Для изменения других файлов в системе ему должны быть предоставлены права пользователя root .

Теперь о самом главном. Содержимое каталога /home не только может быть перенесено на отдельный раздел жесткого диска, но более того, это настоятельно рекомендуется делать. В качестве аргументов обычно называют безопасность операционной системы и сохранность пользовательских данных.

Ну да. В целом как-то так и есть. В конечном счете все зависит от того какие для работы нужны приложения. И в них же все в Linux и упирается.
Я думаю, что слово «правильно» не очень подходит. Если установка проводилась «на автомате», то все было сделано правильно, просто без расчета на возможные изменения в будущем.

На домашнем ноте поставил Ubuntu и 7-ку,но так-как на нем в основном играю то чаще пользуюсь Семеркой.Ubuntu ставил для ознакомления и интересовал процесс установки двух Осей на винт. Пользоваться Ubuntu можно — работать нет,потому что работаю со специфическим софтом которому необходим не просто Win а еще и строго x86 (жесть, каменный век и Российские софтописатели). По той же причине и на рабочем ноте стоит 7-ка x86 с разблокированным PAE.
Для обычного пользователя, мне кажется, вообще не будет разницы какая у него стоит система пока можно смотреть фильмы и шарится в сети, а с этим в Linuxe (не важно каком, главное с графическим интерфейсом 🙂) проблем нет.
Спасибо за статью, для меня оказалась полезной так как с файловой системой Линуха слабо знаком.

Полностью согласен. Ситуация очень типичная. Главным тормозом широкого внедрения Linux являются программы. Вернее отсутствие полных аналогов Windows-программ. Очень уж сильны традиции, привычки и огромное количество наработок. А с другой стороны, откуда им взяться? У разработчиков нет четкого коммерческого интереса.

ОС Linux характеристика и возможности. Linux — Unix-подобная система, основанная на одноимённом ядре. Ядро создаётся в соответствии с разработкой открытого, свободного программного обеспечения. Общее название не предусматривает какой-либо единой комплектации; распространяются в основном бесплатно, имеющие свои наборы прикладных программ, настроенных под нужды пользователей.

В начале Linux разрабатывался бесплатно энтузиастами, но с успехом Linux и его массовым использованием, вносить свой вклад в доработку стали разные компании. Большинство программ в дистрибутивах сейчас по-прежнему доступно. В системах Linux воплощён труд, эквивалентен 73 тысячи человек-лет.

В настоящем времени Linux лидирует на рынках смартфонов. Рынок домашних компьютеров Linux занимает 3 место, доля Linux среди соответствующих устройств около 43 %.

С тех самых пор, как для ОС Linux создано ядро для x86-ПК, оно было установлено на множество платформ. Linux установлен в телевизорах, роутерах, игровых приставках. ОС продолжают совершенствоваться, к примеру, новая версия ядра появляется каждых 2-3 месяца.

Наибольшую популярность получили дистрибутивы: Debian, Mint, Ubuntu, RedHat, Fedora, Mageia, Slackware, Gentoo, Arch Linux.

Система Linux довольно проста в эксплуатации. Но, среди пользователей ПК и сейчас бытует мнение об якобы ее «неприспособленности» к обычному пользователю. А сегодня, почти незнакомому с компьютером можно за несколько часов нормально установить и даже сносно настроить Линоксовую операционную систему и начать работать в ее приложениях.

Линукс – такая система, которую на сегодняшний день признали фактической единственной альтернативой ОС Windows от Microsoft.

Начало свое Linux взяла с 1991 года. Студент, Финский молодой программист Линус Торвальдс тогда взялся работать в самой первой версии системы, поэтому которую и назвали в честь него. Популярности Linux добился с самого возникновения.

Бесплатная, надежная. Корректная работа железа вашего ПК, позволяет Linux’у работать многие годы без перезагрузок и программных зависаний. И даже кнопка Reset может вообще не понадобится.

Безопасная. В ОС Linux признано практически вирусов нет. В построении операционной системы также практически исключается работа вредоносных программ, поэтому вы можете обойтись без обычных антивирусных программ, которые тормозят компьютер и мешают работать. Все время не нужно обновлять базы антивирусов, и проверять жесткие диски на вирусы, терять бесценное свое время.

Исходный открытый код дал возможность использовать и модифицировать Линукс по своему желанию. Можно исправлять какие-нибудь программные ошибки или недочёты системы в любой момент, а также расширять её функциональность, путём написаний дополнений или программ, для работы под ее управлением.

На данное время вокруг Линукс сформировано огромное сообществ программистов, которые занимаются постоянным усовершенствованием систем. Они разрабатывают новейшие версии и всякие разновидности данной ОС, заняты написанием весьма разнообразных программ, которые работают с системой Linux.

Самой сильной эта операционная система считается областью серверного обслуживания, но, однако, поскольку сайты рассчитаны на пользователей домашних или офисных ПК, здесь не будет рекомендаций по настройкам серверов, или назойливых советов по сборке ядра ОС и прочих «сложностей», которые обычным человеком в повседневной работе, как правило, не используется.

ОС Linux и Windows: «Зачем нужен Линукс» —

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).

Лабораторная работа 3. Базовые функции ОС LINUX

Требования к сдаче лабораторной работы

Порядок выполнения

Практическая часть

Цель: получить навыки подготовки документов при помощи программных средств в операционной средеWINDOWS .

1. Ознакомиться с теоретической частью лабораторной работы.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Выполнить лабораторную работу, используя штатные реквизитыWINDOWS , подготовить электронный вариант и распечатку репрезентации (т.е. развернутых иллюстрированных тезисов) любого текста, напечатанные шрифтом 12 pt . Репрезентация должна содержать рисунки, схемы, диаграммы, графики, математические обозначения и формулы, специальные шрифты и символы. Следует исходить из того, что любой материал может быть содержательно иллюстрирован графически. В качестве образца оформления можно использовать статьи любого журнала, посвященного программному обеспечению современных персональных ЭВМ и рабочих станций.

4. Оформить отчет.

1. Иметь отчет по выполнению лабораторной работы, содержащий

· тему лабораторной работы;

· теоретическую часть, включающую в себя ответы на контрольные вопросы;

· порядок выполнения;

· электронную и твердую копии своего варианта репрезентации, выполненные в редакторе WORD;

· выводы.

2. Уметь выполнить любые действия по редактированию текста, рисунков, предложенные преподавателем.

LINUX – свободно распространяемая операционная система, первоначально была разработана Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds ) в Университете Хельсинки (Финляндия). LINUX был создан с помощью многих UNIX -программистов и энтузиастов из Internet, тех, кто имеет достаточно навыков и способностей развивать систему.

LINUX – 32-разрядная операционная система, спроектированная для работы на компьютерах с процессором Intel 80386 (и выше). С технической точки зрения LINUX – аналог UNIX , т.е. эта система обрабатывает стандартные команды UNIX и запускает UNIX -программы.

LINUX отличается от других операционных систем, таких как MS-DOS , OS /2, а также других реализаций UNIX -подобных систем для персональных компьютеров. LINUX может сосуществовать с другими операционными системами на той же машине.

§ альтернативная ОС для коммерческих операционных систем;

§ построена для Internet и сетей (SLACKWARE LINUX содержит все необходимое);

§ полностью открытая система (на прилагаемых CD -ROM находятся исходные тексты ОС SLACKWARE LINUX , можно внести свои изменения в ОС);

§ многозадачная операционная система;

§ многопользовательская ОС;

§ эффективная ОС (была построена для процессора 80386, использует возможности процессоров семейства Intel ; SLACKWARE LINUX обеспечивает защиту памяти).

Системные характеристики

LINUX поддерживает большинство свойств, присущих другим реализациям UNIX -подобных систем, и ряд тех, которых нет ни в одной ОС.

LINUX – это полная многозадачная многопользовательская операционная система. Это означает, что одновременно несколько пользователей могут работать на одной машине и выполнять много программ.

LINUX достаточно хорошо совместима с рядом стандартов для UNIX на уровне исходных текстов, включая IEEE POSIX.1 , System V и BSD . Большинство свободно распространяемых по сети Internet программ для UNIX может быть откомпилировано для LINUX практически без особых изменений. Все исходные тексты для LINUX , включая ядро, драйверы устройств, библиотеки, пользовательские программы и инструментальные средства, распространяются свободно.

Другими специфическими внутренними чертами LINUX являются контроль работ по стандарту POSIX (используемый оболочками, такими как CSH и BASH ), псевдотерминалы (pty ) и поддержка национальных и стандартных клавиатур динамически загружаемыми драйверами клавиатур.

LINUX также поддерживает виртуальные консоли (virtual consoles) , которые позволяют «переключать экраны» на консоли в текстовом режиме.

LINUX поддерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы, такие как ext2fs, были созданы специально для LINUX . 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. Он включает в себя драйверы устройств для многих популярных карт Ethernet , SLIP (Serial Line Internet Protocol , обеспечивающие доступ по TCP/IP при последовательном соединении), PLIP (Parallel Line Internet Protocol ), PPP (Point-to-Point Protocol ), NFS (Network File System ) и т. д.

Ядро LINUX создано с учетом специального защищенного режима для процессоров Intel 80386 и 80486; поддерживает загрузку только нужных страниц, т. е. с диска в память загружаются те сегменты программы, которые действительно используются. Возможно использование одной страницы, физически один раз загруженной в память, несколькими выполняемыми программами.

Для увеличения объема доступной памяти LINUX осуществляет также разбиение диска на страницы, на диске может быть выделено до 256 Мбайт пространства для свопинга (swap space). Когда системе нужно больше физической памяти, 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. могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. 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.

Языки программирования

LINUX обеспечивает полную UNIX -среду программирования, включая все стандартные библиотеки, программный инструментарий, компиляторы, отладчики, которые встречаются в других UNIX -системах. В мире UNIX большинство приложений и системных программ делаются на С или С++. Стандартным компилятором для С и С++ в LINUX служит GNU gcc , который является современным компилятором, поддерживающим много опций. Он способен компилировать С++ так же, как Objective-C , другие объектно-ориентированные диалекты С .

Кроме С и С++ многие другие компиляторы и интерпретаторы были перенесены в LINUX, такие как Smalltalk , FORTRAN , PASCAL , LISP , Scheme и Ada . Cуществуют различные ассемблеры для написания кодов для защищенного режима 80386.

Характерные особенности Linux как ОС.

многозадачность: много программ выполняются одновременно;
многопользовательский режим: много пользователей одновременно работают на одной и той же машине;
защищенный режим процессора (386 protected mode);
защита памяти процесса; сбой программы не может вызвать зависания системы;
экономная загрузка: Linux считывает с диска только те части программы, которые действительно используются для выполнения;
разделение страниц по записи между экземплярами выполняемой программы. Это значит, что процессы-экземпляры программы могут использовать при выполнении одну и ту же память. Когда такой процесс пытается произвести запись в память, то 4-x килобайтная страница, в которую идет запись, копируется на свободное место. Это свойство увеличивает быстродействие и экономит память;
виртуальная память со страничной организацией (т.е. на диск из памяти вытесняется не весь неактивный процесс, а только требуемая страница); виртуальная память в самостоятельных разделах диска и/или файлах файловой системы; объем виртуальной памяти до 2 Гбайт; изменение размера виртуальной памяти во время выполнения программ;
общая память программ и дискового кэша: вся свободная память используется для буферизации обмена с диском;
динамические загружаемые разделяемые библиотеки;
дамп программы для пост-мортем анализа: позволяет анализировать отладчиком не только выполняющуюся, но и завершившуюся аварийно программу;
сертификация по стандарту POSIX.1, совместимость со стандартами System V и BSD на уровне исходных текстов;
через iBCS2-согласованный эмулятор совместимость с SCO, SVR3, SVR4 по загружаемым программам,
наличие исходного текста всех программ, включая тексты ядра, драйверов, средств разработки и приложений. Эти тексты свободно распространяются. В настоящее время некоторыми фирмами для Linux поставляется ряд коммерческих программ без исходных текстов, но все, что было свободным так и остается свободным;
управление заданиями в стандарте POSIX;
эмуляция сопроцессора в ядре, поэтому приложение может не заботиться об эмуляции сопроцессора. Конечно, если сопроцессор в наличии, то он и используется;
поддержка национальных алфавитов и соглашений, в т.ч. для русского языка; возможность добавлять новые;
множественные виртуальные консоли: на одном дисплее несколько одновременных независимых сеансов работы, переключаемых с клавиатуры;
поддержка ряда распространенных файловых систем (MINIX, Xenix, файловые системы System V); наличие собственной передовой файловой системы объемом до 4 Терабайт и с именами файлов до 255 знаков;
прозрачный доступ к разделам DOS (или OS/2 FAT): раздел DOS выглядит как часть файловой системы Linux; поддержка VFAT (WNT, Windows 95);
специальная файловая система UMSDOS, которая позволяет устанавливать Linux в файловую систему DOS;
доступ (только чтение) к файловой системе HPFS-2 OS/2 2.1;
поддержка всех стандартных форматов CD ROM;
поддержка сети TCP/IP, включая ftp, telnet, NFS и т.д.

Как выглядит одновременное выполнение нескольких программ.

Так называемая виртуальная мультиконсоль дает возможность на одном дисплее организовать работу нескольких консолей. На первой консоли запускается процесс трансляции. Комбинацией клавиш Alt-F2 следует переход на вторую консоль. Трансляция продолжается, но при этом первая консоль на экране дисплея заменяется новой картинкой второй консоли. В которой запускается, например, редактор текста. Комбинацией Alt-F3 следует переход на третью консоль, в которой запускается отладчик и т.д. Обычно в системе 8 консолей, но можно установить до 64-х. В любой момент времени можно переключиться на любую консоль.

На отдельной консоли может работать как текстовая, так и графическая программа.

На одной из свободных консолей можно запустить оконную графическую систему X Window System. Открываете окно на экране и играете в DOOM. Можно через сеть с партнером. А в других окнах - база данных, почта, редактор, трансляция и т.д.

Таким образом, одновременно работает много консолей, а на одной из консолей еще и много окон X Window System.

Кроме того, в системе одновременно работают фоновые процессы, которые не выдают информации на дисплей, но делают свою работу, например, передают данные по модему, печатают на принтере, передают почту по сети и т.д. Фоновый процесс может инициировать как пользователь, так и сама ОС в соответствии со сложившимися условиями (есть почта для отправки, данные для печати, наступило время связи по модему и т.п.).

Linux обеспечивает физическое распараллеливание вычислений на многопроцессорных машинах (до 32 процессоров), но это не имеет прямого отношения к одновременному выполнению нескольких программ. Операционная система позволяет одновременно выполнять несколько задач на одном процессоре, сотни раз в секунду переключая процессор с задачи на задачу.

Как несколько пользователей работают на одной и той же машине.

Пользователь получает доступ к системе в результате регистрации. На консоль система выводит приглашение login:, а пользователь в ответ вводит свое имя и пароль доступа. После проверки прав доступа система выдает приглашение вводить команды на выполнение программ, принимает команды и выполняет их, например:

Обычная практика состоит в том, что пользователь регистрируется на разных виртуальных консолях под разными именами. Например, для выполнения административных функций на консоли 1 пользователь регистрируется как root, для выполнения прикладной программы как eugene на консоли 2, для запуска игрушки как games на консоли 3 и т.д. Смысл такого подхода в том, что различные "пользователи" обладают различными индивидуальностями в системе - правами доступа к ресурсам, начальными установками, файлами и т.д.

Если машина включена в сеть, то возможна удаленная регистрация пользователя с машины A в машину B, даже тогда, когда эти машины расположены на разных континентах (связь машин в планетарном масштабе обеспечивает сеть Internet). Пользователь на машине A выдает команду типа

Telnet машина_B.фирма_B.город_B.страна_B

и через секунду-две видит на экране приглашение

Машина_B login:

вводит свое имя и пароль и оказывается на текущей консоли в машине B (если пароль подтвердил права доступа). С другой консоли возможен вход другую машину или повторно в машину B.

Находясь в машине B, пользователь может выдать команду

Telnet машина_A.фирма_A.город_A.страна_A

и зарегистрироваться еще раз в собственной машине A из машины B.

В общем случае регистрация необязательна, а адреса не имеют такой жестко зафиксированной формы, например:

Eugene.mplik.ru $ telnet elvis.ru 2345 Connected to elvis.ru. Англо-русский,русско-английский словарь.e or . - выход.h - помощь tr>unix операционная система; первоначально разработанная в Bell Laboratories для мини-ЭВМ серии PDP-11 и получившая широкое распространение на ЭВМ различных классов и типов. Особенности UNIX: переносимость программ между реализациями UNIX на различных ЭВМ; ориентация на диалоговый режим работы и использование, в первую очередь, программистами для разработки программ; открытость для внесения расширений. tr>.e Connection closed by foreign host. eugene.mplik.ru $

Помимо сетевого подключения машина может иметь десятки терминалов, подключенных через последовательные порты. Терминал представляет собой экран и клавиатуру, т.е. консоль, на которой пользователь может регистрироваться обычным образом. Только в этом случае консоль не виртуальная, а представлена специализированным отдельным устройством. Терминалом может служить персональный компьютер, например, работающий под DOS PC 286, на котором выполняется программа, имитирующая логику работы консоли (прозрачный ввод с местной клавиатуры в Linux-машину и прозрачный вывод на местный дисплей данных от Linux-машины).

Сеть...___________________________... | ____|____ ____ | | | | дисплей | Linux |---|____| с виртуальными | | /___/ консолями |---------| |_________| порты /|\ / | \ / | \ линии связи / | \ ____ ____ ____ | | | | | | терминалы |____| |____| |____| /___/ /___/ /___/

Подключение терминалов, удаленных на расстояние более двух десятков метров, требует включения на линию промежуточных согласующих устройств, например, модемов. Заодно модем может обеспечить коммутацию соединений, т.е. несколько разных терминалов могут по очереди звонить на модем компьютера и обеспечивать регистрацию различных пользователей.

Все перечисленные способы регистрации пользователей в системе действуют совместно. Таким образом, в одной машине десятки и сотни пользователей, вошедших в систему по различным каналам связи, могут одновременно выполнять тысячи задач.

Насколько полно документирована ОС Linux.

ОС Linux документирована так полно, как ни одна из коммерческих ОС. По Linux имеются книги, руководства, справочники и то, что недоступно в коммерческой системе - полные исходные тексты ОС с пояснениями и комментариями.

Объем документации по Linux непрерывно пополняется и расширяется, динамично отслеживая развитие системы.

Те, кто привык иметь дело с пиратскими программами, страдая от недостатка документации, в Linux столкнутся с ситуацией совершенно противоположного рода. Проблема не в том, что в Linux мало документации, а в том, что ее очень много, она представлена в многообразных формах и доступна из . Для того, чтобы сориентироваться в этом богатстве выбора, потребуются определенные усилия.

Документация написана на английском языке. Существуют достаточно полные версии документации на немецком и японском языках. В Internet доступен русский перевод книги Linux Installation and Getting Started - ИНСТАЛЛЯЦИЯ LINUX И ПЕРВЫЕ ШАГИ. Может пригодиться ряд книг по системе Unix, вышедших на русском языке. Некоторые издания по Unix существуют в электронном виде на серверах Релкома.

На русском языке имеется справочник по стандарту POSIX: Беляков М.И., Рабовер Ю.И., Фридман А.Л. Мобильная операционная система: Справочник. - М.: Радио и связь, 1991. - 208с. Для начинающего пользователя он труден, но полезен для программиста, знакомого с концептуальными основами Unix и открытых систем.

Описания на русском языке архитектуры Unix, принципов построения сети на основе протоколов TCP/IP и ряда смежных вопросов существуют в виде файлов на серверах сети Релком.

Что касается оригинальной документации по Linux , то можно выделить следующие основные, но не исчерпывающие формы: книги, руководства HOWTO, справочники FAQ, гипертекстовые справочники INFO, оперативные руководства MAN, описания программных пакетов. Книги распространяются в печатном и электронном виде, остальные формы, как правило, электронные, т.е. представленные в виде файлов в составе дистрибутивов системы Linux и пакетов программ, распространяемых через Internet и на компакт-дисках.

Часто один и тот же электронный документ доступен в виде нескольких файлов одного содержания, но разных форматов, например, ascii, postsсript, html. Один формат удобен для просмотра и поиска ключевых слов на текстовом экране дисплея, другие форматы приспособлены для печати с типографским качеством на лазерном принтере или для просмотра на графическом экране.

В группе comp.os.linux.answers сети новостей Usenet регулярно публикуются последние версии некоторых документов по Linux (одновременно они появляются на серверах Internet, откуда их можно получить различными способами, в т.ч. по электронной почте, например, через [email protected]).

Для примера вот список (неполный) руководств HOWTO:

Bootdisk HOWTO
CDROM HOWTO
Commercial HOWTO
Cyrillic HOWTO
DOSEMU HOWTO
Distribution HOWTO
Ethernet HOWTO
HOWTO Index
Hardware Compatibility HOWTO
INFO-SHEET
Installation HOWTO
Kernel HOWTO
Electronic Mail HOWTO
NET-2 HOWTO
News HOWTO
PCI HOWTO
PCMCIA HOWTO
Printing HOWTO
SCSI HOWTO
Serial HOWTO
Sound HOWTO
UMSDOS HOWTO
UPS HOWTO
UUCP HOWTO
XFree86 HOWTO

Отличие Linux от других ОС со свободной лицензией.

Существует ряд других операционных систем , которые имеют лицензию, разрешающую свободное копирование. Из них в России наиболее популярна система FreeBSD.

Работа в Linux или FreeBSD для опытного специалиста не представляет труда. Но для новичка Linux проще в освоении и удобнее в эксплуатации.

В отличие от FreeBSD, которая исторически происходит от кодов Unix, ядро системы Linux написано заново.

Обе ОС - это системы отличного качества. Одна в чем-то лучше, чем другая, и наоборот. Обе системы активно развиваются, поэтому они могут быстро и неоднократно меняться лидирующей ролью в каких-либо аспектах.

Какой бы выбор вы не сделали - Linux или FreeBSD - в любом из этих случаев это будет хороший выбор.

Linux и FreeBSD сильно различаются концепцией развития. Более того, среди операционных систем Linux вообще уникальна по своей философии.

Это система, которую пользователи сделали для пользователей.

Linux не просто свободная система, которую каждый может копировать без ограничений. Это система со свободной открытой разработкой , и любой человек, будь он житель Вашингтона или Екатеринбурга, может стать соавтором Linux, сделав свой вклад, не имеет значения, большой или маленький.

В мире Linux популярнее FreeBSD. По некоторым оценкам в 1995 году количество установок Linux достигло 10 миллионов. Выпускается печатный журнал Linux Journal . Продаются десятки различных версий компакт-дисков с Linux . Через глобальные сети доступны сотни архивов с Linux . Исходящий трафик архива Linux на сервере sunsite.unc.edu составляет десяток гигабайт в день. Круглые сутки с этим архивом в каждый момент времени работают несколько сотен пользователей и для обслуживания других тысяч желающих образованы десятки зеркальных копий архива Linux от sunsite.

Как грибы в США, Европе, Японии, Австралии возникают Linux User Groups (ассоциации пользователей). Регулярно проводятся международные конференции по Linux. 30 ноября - 2 декабря 1994 г. в Вашингтоне работала секция Linux на 6-ой OSW (Open Systems World) - международной конференции по открытым системам. Одновременно работали секции Novell AppWare, Windows NT, Solaris, SCO Unix. С того времени Linux это постоянная тема на международных форумах по Unix. На Unix Expo 95 к Linux был проявлен фантастический интерес, к стендам с Linux - Red Hat, Caldera , DEC , Linux Journal - невозможно было протолкнуться.

Соответственно, материалов по Linux больше и они доступнее. Существует богатый выбор недорогих CDROM (компакт-дисков) по Linux. За несколько десятков долларов приобретаются тысячи мегабайтов программного обеспечения отменного качества.