Краткая характеристика ОС семейства UNIX

Лабораторная работа №10

Установка виртуальной машины и инсталляция ОС семейства UNIX. Изучение команд для работы с файловой системой ОС семейства UNIX

Цель: изучить работу с виртуальными машинами, установку ОС семейства UNIX и основные команды для работы с файлами и каталогами.

Общие положения

Способы работы с программами разных операционных систем на одном компьютере

Способ №1: многовариантная загрузка

Это самый распространенный способ (до недавнего времени) решения проблемы, который использует подавляющее большинство пользователей. Жесткий диск компьютера разбивается на несколько разделов и на каждый из них устанавливается своя операционная система и программы для нее. Кроме того, настраивается менеджер многовариантной загрузки, позволяющий выбрать операционную систему при загрузке компьютера. При таком подходе невозможно одновременно работать с приложениями разных операционных систем и для смены операционной системы необходимо перезагрузить компьютер. Зато операционные системы и их приложения исполняются без потерь в скорости и надежности. Если операционные системы совместимы по типу файловой системы, то возможно создание общего раздела для обмена файлами между ними.

Способ №2: эмуляция API операционной системы

Обычно приложения работают в изолированном адресном пространстве и взаимодействуют с оборудованием при помощи API, предоставляемым операционной системой. Если две ОС совместимы по своим API (например, Windows ХР и Windows 2000), то приложения, разработанные для одной из них, будут работать и на другой. Если две операционные системы несовместимы по своим API (например, Windows 2000 и Linux), то существует способ перехватить обращения приложений к API и сымитировать поведение одной операционной системы средствами другой операционной системы.

При таком подходе можно поставить одну операционную систему и работать одновременно как с ее приложениями, так и с приложениями другой операционной системы. Поскольку весь код приложения исполняется без эмуляции и лишь вызовы API эмулируются, потеря в производительности незначительная. Но из-за того, что многие приложения используют недокументированные функции API или обращаются к операционной системе в обход API, даже хорошие эмуляторы API имеют проблемы совместимости.

Способ №3: виртуальная машина эмулирует реальное аппаратное обеспечение  

Концепция виртуальной машины доводит подход, основанный на уровнях абстракции, до своего логического завершения. Согласно данной концепции, совокупность аппаратуры и ОС трактуется как аппаратура (машина).

Виртуальная машина предоставляет интерфейс, полностью аналогичный интерфейсу обычной машины без базового программного обеспечения.

Идея естественной виртуализации: поверх аппаратного уровня (физический сервер) располагается уровень монитора виртуальных машин VMM (гипервизор). Гипервизор полностью эмулирует компьютер, и способен поддерживать выполнение более чем одной операционной системы. На VMM выполняются так называемые гостевые операционные системы (guest OS) виртуальных машин, непосредственно поддерживающие работу приложений.

Рисунок 1 - Модели ОС без использования виртуальных машин и на основе виртуальных машин

Платформа VirtualBox представляет собой настольную систему виртуализации для Windows, Linux и Mac OS хостов, поддерживающую операционные системы Windows, Linux, OS/2 Warp, OpenBSD и FreeBSD в качестве гостевых.

Краткая характеристика ОС семейства UNIX

ОС UNIX является одной из наиболее распространенных операционных систем современных компьютеров. Своим поразительным долголетием UNIX обязана таким качествам, как хорошо продуманная логическая организация, возможность достаточно простого переноса на компьютеры с другой архитектурой, а также доступность исходных текстов системы (по крайней мере в ранний период развития UNIX).

В начале 90-х годов Линус Торвальдс заново написал основную часть операционной системы, соответствующей спецификациям UNIX. Новая система, ориентированная прежде всего на архитектуру процессоров Intel, получила название Linux. Хотя внутренняя организация Linux отличается от ранее известных версий UNIX, с точки зрения использования это практически одна и та же операционная система, но при этом Linux отличается высокой надежностью и неплохой производительностью. Возобновление традиции свободного распространения исходных текстов привлекает к Linux дополнительный интерес.

Далее, если не оговорено иное, под термином UNIX будет пониматься также и Linux.

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.

Работа в консоли —самый быстрый и удобный интерфейс для решения ряда задач. Независимо от того, какой дистрибутив используется, базовые команды будут одни и те же. Нельзя забывать и о том, что текстовый режим устойчивее графического.

Поскольку графический интерфейс Linux — это по сути дела обычная прикладная программа, то ее неработоспособность не приводит к общему краху системы. Если пользователь не боится текстового режима, то он быстро внесет необходимые изменения в соответствующий конфигурационный файл и заново запустит систему. В противном случае придется прибегнуть к полной ее переустановке, что значительно дольше.

Перейти в режим командной строки можно двумя способами. Первый — активация текстовой консоли. Для этого следует нажать комбинацию клавиш Ctrl+Alt+F[номер консоли]. Появится строка приглашения на регистрацию в системе, где нужно последовательно набрать логин и пароль. Второй способ — открытие консоли непосредственно в оконном менеджере. При этом пользователь продолжает работать в графическом режиме. Важно понимать, что и в первом, и во втором случаях все запущенные программы будут продолжать нормально функционировать.

Для переключения текстовых консолей нужно нажимать не Ctrl+Alt+F[номер консоли], а просто Alt+F[номер консоли] — клавиша Ctrl применяется только в графическом режиме.

При работе в текстовом режиме визуальный маркер начала строки может быть двух видов:

· знак диеза (#)- указывает на то, что пользователь работает под именем root и ему открыты все файлы системы. В этом случае необходимо проявлять особую осторожность — необдуманные действия чреваты серьезными последствиями

· знак доллара ($) - обычный пользователь. Концепция ограничения прав доступа приводит к тому, что некоторые команды, выполнение которых подразумевает расширенные полномочия, откажутся запускаться. Причем специфика UNIX такова, что никаких подсказок или пояснений на экране не появится — предполагается, что человек полностью контролирует систему и нисколько не нуждается в помощи программ, от которых требуется только беспрекословное выполнение распоряжений хозяина.

Пользователи часто сетуют на то, что работа в командной строке связана с повышенной нагрузкой на память - приходится держать в голове все названия служебных утилит. Это не совсем так — в большинстве случаев достаточно знать лишь несколько первых символов. По нажатии клавиши Tab оболочка сама попытается дописать полное название команды (или предложить варианты, если таковые имеются)

Пользовательские оболочки Linux принято делить на две категории: оконные менеджеры и интегрированные графические среды. Первые предоставляют потребителю только механизм управления визуальными объектами, тогда как вторые включают в себя дополнительное ПО. XWindow (именно Window, а не Windows: обратите на это внимание) — графическая среда для UNIX-систем. В ее основу легла клиент-серверная модель, только реализована она в пределах одной рабочей станции. Для передачи данных используется специальный протокол сетевой связи (X Network Protocol).