ИВАНЬКО Методичка Операционные системы 2012. Методические указания для практических занятий и выполнения лабораторных работ для студентов, обучающихся по специальности 230400 Информационные системы и технологии
 Скачать 6.11 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова Операционные системы Методические указания для практических занятий и выполнения лабораторных работ для студентов, обучающихся по специальности 230400 – «Информационные системы и технологии» Квалификация-бакалавр Москва - 2012 Составители: А. Ф. Иванько, Иванько М.А.. Принимали участие в подготовке материала студенты МГУП: Р.Шелудякова, Василевский В., Матийко Т, Попкова Е. Методические указания предназначены для студентов МГУП, изучающих курс «Операционные системы ». В процессе выполнения лабораторных занятий , студенты должны самостоятельно выполнить несколько( восемь) лабораторных работ и изучить UNIX-подобную операционную систему UBUNTU. Для дополнительного изучения в приложении представлены описания ряда современных операционных систем, используемых , в том числе , и на мобильных устройствах. Содержание
Введение. Операционная система (operatingsystem) – базовое системное программное обеспечение, управляющее работой компьютера и являющееся посредником между аппаратурой (hardware) и прикладным программным обеспечением, а также пользователем компьютера Операционная система представляет комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Операционная система в настоящее время определяет облик всей конкретной вычислительной системы. Как правило, современные операционные системы выполняют две основные функции:
Использование современного компьютера на уровне машинного языка является затруднительным, т.к. требует ввода большого количества различных команд, каждая из которых может содержать свыше десятка формальных параметров, необходимых для выполнения конкретных процедур. Например, при записи информации на магнитный диск, программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует до 13 формальных параметров таких, как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т.д. После завершения операции с диском, контроллер возвращает 23 значения, которые содержат информацию, отражающую наличие и типы ошибок. Задачей современной операционной системы является освобождение программиста от всех реальных особенностей аппаратуры и предоставление возможностей удобного просмотра различных файлов и удобное обслуживание различных периферийных устройств. О  перационная система предоставляет пользователю простой файловый интерфейс, берет на себя все процедуры, связанных с обработкой прерываний, управление таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. Задачей операционной системы является предоставление пользователю виртуальной ЭВМ свободной от технических реалий аппаратуры. Операционная система представляет собой некоторых механизм, управляющий различными частями сложной вычислительной системы. Функцией операционной системы является распределение процессора, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими с различными ресурсами вычислительной системы. Операционная система должна так управлять вычислительными ресурсами, чтобы обеспечить максимальную эффективность этого инструментального средства. Практикум преследует цель закрепления у студентов начальных сведений о командном языке операционных систем семейства UBUNTU и основных операторах языка интерпретатора shell. Практикум может быть выполнен в среде любой доступной ОС( Ubuntu, System Y, AIX, Linux и др.) в многотерминальном режиме. В качестве базового режима принят Korn-shell. Команды этой оболочки входят в стандарт POSIX, т.е. являются принадлежностью любой UBUNTU-подобной операционной системы. Что такое строка, консоль и терминал в Linux? Консоль и терминал в Linux – это синонимы, обозначающие одну и ту же программу, то самое окно, в которое вводятся команды Linux. Строка внутри терминала, в которой прописываются команды, называется командной строкой. В Ubuntu (Gnome) терминал расположен по адресу: меню Приложения > Стандартные > Терминал (Applications > Accessories > Terminal).  Рис. 1. Расположение Терминала В окно терминала вводятся различные команды. Синтаксис команд интерпретатора можно представить в следующем обобщенном виде: $ имя_команды [-ключи] [аргумент [аргументы]] Приглашение $ и управляющая клавиша  Рис.2 Пример окна рабочего терминала Каждый из пользователей перед началом работы должен быть зарегистрирован в системе администратором под своим логическим именем, тем самым ему разрешается использование ресурсов системы и выделяется личных головной HOME-каталог. Пароль может быть назначен администратором или изменен самим пользователем с помощью специальной команды: $passwd [входное имя] Протокол работы с системой при выполнении практикума: Login: <набор_лог.имени> Passwd:<набор_пароля> [представление системы] $<ввод_команды> [сеанс работы с системой] Командой exit необходимо завершить сеанс работы с системой, т.к. только при этом завершаются все процессы, обслуживающие данный терминал пользователя. Практикум предусматривает выполнение учащимися до восьми лабораторных работ и требует в общем сложности нее менее 10 двухчасовых занятий на компьютере. Для анализа проделанной лабораторной работы в целом и подготовке её к зачету можно использовать команду history – вывод на экран выполненных команд. UBUNTU - полноценная, изначально многопользовательская, многозадачная и многотерминальная операционная система. Точнее, это целое семейство систем, почти полностью совместимых друг с другом на уровне исходных текстов программ (SCO UBUNTU (Santa Cruz Operation) , Novell UBUNTUWare, Interactive UBUNTU , Linux, Ubuntu и др). Данное пособие расскажет Вам так же об основах работы с ОС Ubuntu. Ubuntu — это разрабатываемая сообществом, основанная на ядре Linux операционная система, которая идеально подходит для использования на персональных компьютерах, ноутбуках и серверах. Она содержит все необходимые программы, которые вам нужны: программу просмотра Интернет, офисный пакет для работы с текстами, электронными таблицами и презентациями, программы для общения в Интернет, Терминал и много других. UBUNTU базируется на двух основных понятиях: "процесс" и "файл". Процессы являют собой динамическую сторону системы, это субъекты; а файлы - статическую, это объекты действия процессов. Файловая система. Существенным отличием современных версий ОС UBUNTU от классической структуры является наличие виртуальной файловой системы (например в Linux), позволяющей одновременно работать с файловыми системами различных типов (Ext2, Proc, VFAT и др.). Файловые системы размещаются на устройствах памяти с блочным принципом обмена информации и используют буферную КЭШ-память магазинного типа. Подсистема управления процессами включает:
Подсистема управления устройствами обеспечивает управление всеми устройствами компьютера (кроме процессора и оперативной памяти). Подсистема включает драйверы устройств с посимвольным принципом передачи информации (com-порт, параллельный порт) и устройств с блочным принципом обмена информацией (жесткий диск, CD ROM). УТИЛИТЫ ОС UBUNTU реализуют внешние команды. Утили́та— компьютерная программа, расширяющая стандартные возможности оборудования и операционных систем, выполняющая узкий круг специфических задач. Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его)., который может храниться как в системной области памяти ОС, так и в области памяти, выделяемой пользователю. Содержимое этой памяти описывается в соответствующих каталогах. Число утилит может быть увеличено практически без ограничений. Тем самым обеспечивается расширяемость командного языка ОС. Вызываются утилиты для исполнения по своему имени (имени команды). ОБОЛОЧКИ ОС UBUNTU (shell) интерпретируют имя введенной команды и вызывают для исполнения соответствующую утилиту. В UBUNTU может быть инсталлировано одновременно несколько оболочек, например для каждого имеющегося терминала пользователей. Строго говоря каждый отдельный терминал может обслуживаться несколькими оболочками, даже оболочками разных типов, обеспечивающих отличающиеся возможности для пользователей (различную СРЕДУ работы пользователя). Эта особенность структуры ОС UBUNTU обеспечивает одновременную работу многих пользователей, в том числе и работу в составе компьютерных сетей. Так, в частности, для UBUNTU разработаны и имеют хождение множество типов оболочек. И каждая из них имеет свои возможности настройки среды. Наиболее распространены следующие оболочки:
размещается в файле /usr/old/bin/sh;
/usr/bin/ksh. Для каждого пользователя при настройке ОС может быть сконфигурирована среда для индивидуальной работы – набор команд, требуемый набор функций ОС, доступные устройства и пр.. Лабораторная работа №1 Знакомство с ОС UBUNTU. Изучение команд интерпритатора: date - определение текущей даты и времени; env - вывод значении переменных среды; who. Id - идентификация пользователей; write, mesg - команды обмена прямыми сообщениями; mail - отправление и чтение почтовых сообщений; more - постраничный вывод содержимого файла на экран. РЕГИСТРАЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ В отличие от персональной операционной системы, с многопользовательской ОС UBUNTU могут работать одновременно несколько пользователей. Каждый из пользователей перед началом работы должен быть зарегистрирован в системе, тем самым ему разрешается доступ к ресурсам системы. Процедура регистрации пользователя в системе называется авторизацией и выполняется администратором системы. Информация о всех зарегистрированных пользователях содержится в файле cat /etc/passwd. При авторизации в файл добавляется строка, в общем случае содержащая имя пользователя, зашифрованный пароль длиной 13 символов, неотрицательные числовые идентификаторы пользователя и группы пользователей, к которой он отнесен, тип группы, полное имя личного каталога пользователя, имя программного файла для запуска родительского интерпретатора shell. Например, для пользователя с входным именем lev регистрационная строка может иметь вид: lev:код_пароля:210:14:USER:/home/user/lev:/usr/bin/ksh Команда просмотра текущих идентификаторов: id – выводит идентификаторы пользователя и его группы для данного сеанса связи: $id uid=303 (user3) gid=300 (class) 210(lev) 14(user) $ Идентификаторы назначаются администратором системы по профессиональной принадлежности. Пользователь может быть включен в одну или несколько групп, к файлам которых он может иметь доступ. Система работает только с числовыми идентификаторами, а символьные имена – только для удобства их восприятия пользователями. В принципе идентификаторы могут быть изменены с целью, например, дополнительной защиты файлов. Пользовательские идентификаторы содержатся в файле /etc/passwd Идентификаторы групп – в файле /etc/group. |
беспечение удобства, повышение эффективности и безопасности использования компьютера (путем рационального управления его ресурсами), внешних устройств, подключенных к компьютеру (сетевых, дисковых и других) и выполнения пользовательских программ.