Лабораторная работа № 1 основные принципы функционирования операционной системы linux
Целью работы является изучение архитектуры и принципов функционирования многопользовательской многозадачной операционной системы Linux, особенности ее использования в качестве сервера и рабочей станции.
2. Теоретическая часть
Система включает следующие основные компоненты.
Ядро. Выполняет функции управления памятью, процессорами. Осуществляет диспетчеризацию выполнения всех программ и обслуживание внешних устройств. Все действия, связанные с вводом/выводом и выполнением системных операций, выполняются с помощью системных вызовов. Системные вызовы реализуют программный интерфейс между программами и ядром. Имеется возможность динамического конфигурирования ядра.
Диспетчер процессов Init. Активизирует процессы, необходимые для нормальной работы системы и производит их начальную инициализацию. Обеспечивает завершение работы системы, организует сеансы работы пользователей, в том числе, для удаленных терминалов.
Интерпретатор команд Shell. Анализирует команды, вводимые с терминала либо из командного файла, и передает их для выполнения в ядро системы. Команды обычно имеют аргументы и параметры, которые обеспечивают модернизацию выполняемых действий. Shell является также языком программирования, на котором можно создавать командные файлы (shell-файлы). При входе в ОС пользователь получает копию интерпретатора shell в качестве родительского процесса. Далее, после ввода команды пользователем создается порожденный процесс, называемый процессом-потомком. Т.е. после запуска ОС каждый новый процесс функционирует только как процесс — потомок уже существующего процесса. В ОС Linux имеется возможность динамического порождения и управления процессами.
Shell — интерпретатор в соответствии с требованиями стандарта POSIX поддерживает графический экранный интерфейс, реализованный средствами языка программирования Tcl/Tk.
Обязательным в системе является интерпретатор Bash, полностью соответствующий стандарту POSIX. В качестве Shell может быть использована оболочка mc с интерфейсом, подобным Norton Commander.
Сетевой графический интерфейс X-сервер (X-Windows). Обеспечивает поддержку графических оболочек.
Графические оболочки KDE, Gnome. Отличительными свойствами KDE являются: минимальные требования к аппаратуре, высокая надежность, интернационализация. Базовые библиотеки KDE (qt, kde-libs) признаны одними из лучших продуктов по созданию графического интерфейса, обеспечивают простое написание программ с использованием передовых технологий. Gnome имеет развитые графические возможности, но более требователен к аппаратным средствам.
Сетевая поддержка NFS, SMB, TCP/IP. NFS — программный комплекс РС-NFS (Network File System) для выполнения сетевых функций. РС-NFS ориентирован для конкретной ОС персонального компьютера (PC) и включает драйверы для работы в сети и дополнительные утилиты. SMB — сетевая файловая система, совместимая с Windows NT. TCP/IP — протокол контроля передачи данных (Transfer Control Protocol/Internet Protocol). Сеть по протоколам TCP/IP является неотъемлемой частью ОС семейства UNIX. Поддерживаются любые сети, от локальных до Internet, с использованием только встроенных сетевых средств.
Инструментальные средства программирования. Основой средств программирования является компилятор GCC или его экспериментальные версии EGCS и PGCC для языков С и С++; модули поддержки других языков программирования (Obective C, Фортран, Паскаль, Modula-3, Ада, Java и др.); интегрированные среды и средства визуального проектирования: Kdevelop, Xwpe; средства адаптации привязки программ AUTOCONFIG, AUTOMAKE.
Основные принципы функционирования ОС Linux
Аппаратные требования у Linux в (текстовом режиме) достаточно скромные. Так, например, машина с 486 процессором и 16 MB RAM под Linux представляет собой мощную рабочую станцию или многопользовательский сетевой сервер! Организация программно-аппаратных средств во всех UNIX-совместимых систем организована по принципу клиент-сервер. С точки зрения распределения функций, возложенных на систему, все компьютеры в сети работают как один большой компьютер, который может быть легко дополнен аппаратными ресурсами, когда к сети подключается новый компьютер.
Каждый пользователь работает с системой через виртуальный терминал, которых может быть до 12-ти в зависимости от версии Linux (на экране обозначается как «tty1…tty12»). Переключение между ними, как уже говорилось выше, осуществляется клавишами + . Один и тот же компьютер может одновременно работать и сервером сети и рабочей станцией.
В ОС Linux существует возможность изменять существующие интерфейсы и создавать свои собственные. Для этой цели служат специальные библиотеки, в которых хранятся заготовки интерфейсов.
В ОС Linux все файлы организованы в непрерывный поток байтов. Данные, вводимые с клавиатуры, представляют собой входной поток данных, а отображаемые данные – выходной поток. Поскольку процедуры ввода и вывода организованы также, как и файлы, то они могут свободно взаимодействовать с файлами. В данной ОС широко используется переадресация (cat, >, >>, <) которая позволяет перемещать данные в файлы и из файлов. Таким образом, монитор и клавиатура рассматриваются системой как файлы.
Иногда возникают ситуации, когда нужно передать данные из одной команды в другую, а не в файл. Например, нужно послать список имен файлов на принтер. Для этого нужны две команды: lsи lpr,первая из них создает список, а вторая посылает его на принтер. Т.е. нужно направить вывод команды ls на ввод команды lpr.Для такого соединения в Linux используется оператор канала (|), который помещается между двумя командами и связывает их стандартные потоки.
Пример: $ ls | lpr. (список каталогов передается на принтер)
С помощью каналов можно строить сложные длинные конструкции, называемые конвейерами.
В ОС Linux имена файлов могут содержать любые буквы, знаки подчеркивания и цифры. Но не должно начинаться с цифры, точки (кроме скрытых системных файлов) или содержать знаки /, \. *. Максимальная длина имени – 256 символов (как и в FAT_32). Расширение рассматривается как часть имени и оно может быть полезно для сортировки файлов по категориям. Пользователь может назначить любое удобное для себя расширение, что никак не повлияет на свойства файла.
Файл может быть каталогом или исполняемой программой (командой). Команда file помогает определить, для чего используется данный файл (например, текстовый файл или каталог).
Файловая система в ОС Linux как и в большинстве других систем имеет иерархическую (древовидную) структуру. Вверху дерева всегда находится корневой каталог ROOT. В этой операционной системе также справедливо понятие текущего каталога. Каждый файл имеет относительное путевое имя, которое определяет его принадлежность к какому-л. каталогу, и абсолютное путевое имя, которое показывает весь путь файла, начиная от корневого каталога.
Например, MyDocument / doc1 – относительное имя, а / home / user_name / MyDocument / doc1 – абсолютное имя.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Работа пользователя в операционной системе linux
Работа пользователя в операционной системе LINUX: Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Операционные системы» для студентов специальностей 220200 – Автоматизированные системы обработки информации и управления и 351400 – Прикладная информатика в экономике /Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: О.Д. Лянцев, Р.Р. Еникеев, А.А. Колесников, П.И. Тарарако — Уфа, 2005. — 56 с.
Приведены основные сведения о принципах организации и функционирования многопользовательской операционной системы LINUX. Рассматриваются структура файловой системы, функции по обработке и управлению данными, создание и выполнение командных файлов. Изучаются принципы взаимодействия LINUX с внешними устройствами и формирование системных и инсталляционных дисков. Изучаются многозадачный режим выполнения процессов, а также пользовательский и программный интерфейсы операционной системы. Практическое изучение функциональных особенностей системы иллюстрируется примерами формирования простых и сложных команд по обработке данных. Приводится методика и порядок выполнения лабораторных работ, в приложении содержатся вспомогательные материалы.
Рецензенты: Ю.Б. Головкин, Р.В. Насыров
Основные принципы функционирования операционной
Изучение файловой системы и функций по обработке
Создание и выполнение командных файлов в
пользовательской среде ОС LINUX …. 18
Формирование гибкого системного диска ОС LINUX . 26
Изучение графической оболочки KDE . 30
Файловый менеджер Konqueror Web Browser. 40
ОС Linux — это многопользовательская, многозадачная, многотерминальная операционная система (OC) из семейства UNIX, под управлением которой могут одновременно выполняться несколько задач. Она предназначена для работы на серверах и рабочих станциях, обеспечивает подключение дополнительных терминалов и допускает этом режиме использование графических оболочек.
UNIX-сеpвеpы предназначены для хранения и обработки больших объемов информации. Особенно эффективно использование UNIX-серверов при распределенной обработке данных. Для этого разработаны системы распределенных вычислений в соответствии со стандартом CORBA. К таким системам относятся системы управления базами данных (СУБД типа Oracle, Informix), файл-серверы, FTP-серверы, WWW-серверы и др., которые поддерживаются ОС Linux. В распределенных системах информация может находиться на различных рабочих станциях, различных дисках, программные модули могут функционировать на различных компьютерах, но система работает таким образом, что это составляет единое целое. При обработке больших объемов информации используется технология клиент — сервер, при которой пользователь работает только с той информацией, которая ему необходима. Развитием технологии клиент — сервер является технология интеллектуальных агентов.
ОС Linux является сетевой операционной системой для 32-х или 64-х разрядных платформ. Она обеспечивает маштабируемость в диапазоне от игровых приставок (Sony Play Station) до кластерных серверов Internet.
ОС Linux не связана с конкретной моделью компьютеров. Её ядро реализовано на языке высокого уровня (языке СИ), что позволяет достаточно легко переносить эту систему с одной платформы на другую. Система распространяется по лицензии GNU либо подобным свободным лицензиям, обеспечивается как коммерческое, так и свободное сопровождение через Internet. Поставка исходных модулей системы обеспечивает возможность адаптации прикладных программ в случае перехода на другую платформу и дает возможность контроля кодов, реализующих несанкционированный доступ. В разработке системы приняло участие большое количество специалистов, зарегистрировавших свои авторские права, что дает гарантии ее немонополизации.
Подключение персональных компьютеров (ПК) в вычислительную сеть с UNIX — серверами может осуществляться по протоколу TCP/IP, при этом пользователи получают следующие возможности:
1) использование UNIX-сервера, как файл — сервера;
2) эмуляция на ПК удаленного терминала (режим TELNET);
3) организация системы клиент — сервер (рабочая станция формирует SQL — запросы, сервер их обрабатывает);
4) непосредственный обмен файлами между ПК по протоколу FTP;
5) организация распределенных вычислений по стандарту CORBA.
Все действия в ОС UNIX оформлены как процессы. Процесс представляет собой совокупность выполняемых программ или одну выполняемую программу, которые вызываются при исполнении системной команды. Процесс может породить один или несколько других процессов, которые могут выполняться параллельно. ОС Linux поддерживает многопроцессорную архитектуру для параллельного выполнения процессов.