Диплом по информатике. Диплом. Темой данной письменной аттестационной работы являются характеристика и оценка возможностей операционных систем персональных компьютеров. Год за годом совершенствуются структура и возможности операционных систем
 Скачать 444.39 Kb.
|
1 2 2.2 Характеристика и оценка возможностей ОС Linux М  Рисунок 5. Рабочий стол ОС Linux ногозадачная и многопользовательская операционная система для образования, бизнеса, индивидуального программирования. Рабочий стол Linux показан на рисунке 5. Linux принадлежит к семейству UNIX-подобных операционных систем. Изначально был написан Линусом Торвальдсом, а затем улучшался бесчисленным количеством народа во всем мире. Он является клоном операционной системы Unix, одной из первых мощных операционных систем, разрабатываемых для компьютеров, но не бесплатной. Но ни Unix System Laboratories, создатели Unix, ни Университет Беркли, разработчики Berkeley Software Distribution (BSD), не участвовали в его создании. Один из наиболее интересных фактов из истории Linux'а - это то, что в его создании принимали участие одновременно люди со всех концов света - от Австралии до Финляндии - и продолжают это делать до сих пор. Естественно, история Linux начинается с Unix.. 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 разработал операционную 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. 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 Linux 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 компьютере при наличии оперативной памяти объемом 4 Мбайта и имеет несколько редакций. Каждая фирма комплектует свою систему и ее программное обеспечение по-своему, а затем выпускает пакет с соответственной редакцией этой системы. Редакции могут включать в себя модифицированные версии программ, новое программное обеспечение. Среди наиболее популярных редакций, и практичных дистрибутивы - RedHat based (RedHat, KSI, Mandrake, Caldera), Debian, SuSe, Slackware. 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 wmware - эмулятор способный эмулировать полноценный компьютер в окне. То есть работая под Linux можно запустить десяток W95, или еще раз тот же Linux в котором вы сейчас работаете. кажется "черным ящиком" только поначалу. С опытом приходит понимание системы. Профессионалам часто бывает достаточно одного взгляда на ранее не встречавшуюся им проблему для того, чтобы успешно разрешить ее. Это происходит оттого, что известны принципы работы системы, ее "генеральная линия". Можно ткнуть пальцем в любой файл в любом каталоге и, при желании, узнать, зачем он нужен и почему находится именно в этом каталоге. По крайней мере, как правило, бывает сразу понятно к какой программе этот файл относится. Это понимание дает возможность избавляться от ненужных файлов без боязни, что это сделает систему или какое-либо приложение неработоспособным. Можно оставить только необходимые для какого-то конкретного приложения файлы и запускать Linux с одной дискеты или использовать эту систему во встраиваемых приложениях, которые предоставляют развитые возможности для диагностики проблем, такие как лог-файлы, утилита strace и встроенные во многие программы средства отладки. Эти же средства позволяют составить представление о том, как работает та или иная программа, даже если нет желания или возможности изучать ее исходные тексты. Систематизация файлов тоже помогает разбираться в файловой системе. Например, все программы, которые предназначены для запуска пользователем находятся в каталоге bin, все конфигурационные файлы в etc, а библиотеки в lib. Все настройки программ находятся в простых текстовых файлах, которые можно редактировать любым текстовым редактором. Формат настроечных файлов, как правило, описан в документации или в самом конфигурационном файле при помощи комментариев. Почти всегда можно оставить свои комментарии на заметку. Стандартный текстовый формат конфигурационных и системных файлов упрощает процедуры резервного копирования и клонирования системы, имеет очень развитые средства удаленного управления. Причем управлять машиной под управлением Linux можно с любой другой системы, где есть программа эмулятор терминала (в отличие, например, от Windows NT) Linux был изначально ориентирован на то, что одним компьютером могут пользоваться одновременно несколько человек. Но даже если компьютером обычно пользуется только один человек, такой подход все равно помогает разделить пользовательские настройки от системных, т.е. тех, которые относятся ко всем пользователям и к системе в целом. Такое разделение положительно сказывается на устойчивости и безопасности системы. Приложения изначально пишутся с учетом того, что ими может пользоваться несколько пользователей сразу и, как правило, не требуют прав записи в системные каталоги. Все настройки они сохраняют в собственном, т.н. "  домашнем" каталоге пользователя. Каждый пользователь может настроить систему в соответствии со своими предпочтениями и это не вызовет проблем у других пользователей. Обычно работа ведется под п Рисунок 6. Схема ядра OC Linux ользователем, у которого нет прав испортить что-то за пределами своего каталога, а настройка системы производится под суперпользователем по мере необходимости. Схема ядра ОС Linux показана на рисунке 6. 2.3 Сравнение операционной системы Linux с операционной системой Windows. У Linux не могут быть одни только достоинства, есть и недостатки: Система все еще слишком сложна для непрофессиональных пользователей. Этот недостаток не может быть решен за счет создания средств конфигурирования системы с графическим или web-интерфейсом, поскольку разработчики прикладных программ в большинстве не заинтересованы в таких конфигураторах. А разработчики этих средств конфигурирования не могут успеть за развитием других частей системы. Добавление элементов управления в программу-конфигуратор обходится несравнимо дороже, чем добавление пары строчек в текстовый файл. Создание документации может только частично сгладить проблему, так как прочтение очень большого объема документации отнимает много времени. Да и разработчики свободного ПО не очень рвутся документировать свои программы. Возможно создание простых в установке дистрибутивов с приемлемыми для большинства пользователей настройками "по умолчанию", но на всех не угодишь. Убивать мощь Linux ради простоты конфигурирования недопустимо! Разработка драйверов устройств для Linux пока отстает от Windows. Она затрудняется тем, что драйверы под Linux пишутся самими пользователями оборудования, вместо фирм-производителей. Поддерживаются только самые популярные устройства. Для написания драйвера под Linux от производителей требуется открыть детали интерфейса с их оборудованием (не внутреннего устройства!). Многие производители считают, что это может привести к разглашению их ноу-хау и нанести ущерб их бизнесу. Разработка бинарных (без исходных текстов) драйверов для Linux затруднена, поскольку модули ядра, в виде которых обычно распространяются драйверы, не предназначены для переносимости между разными версиями Linux, а новые версии выходят очень часто. Разработчики популярного коммерческого ПО пока не торопятся портировать свои приложения под Linux. Они ожидают момента, когда Linux наберет "критическую массу", т.е. пока расходы на портирование не станут меньше доходов от продажи продукта пользователям Linux. Но в это же время, многие пользователи не спешат переходить на Linux, поскольку под ним нет привычного им программного обеспечения. Но, во-первых, Linux быстро набирает "массу", а во-вторых, в конце концов, конкуренция на рынке ПО делает свое дело: производители ПО опасаются, что пользователи могут, не дожидаясь завершения портирования их продукта под Linux, перейти на продукт конкурирующей фирмы. Разрабатывается интернациональной командой и их языком общения является английский. Вся документация также создается на этом языке. Только небольшая часть этой документации переведена на русский язык, что создает трудности для пользователей, не читающих по-английски. Система слишком сложна, чтобы в ней можно было разобраться без документации, а найти что-то на русском языке на тему бывает очень трудно. Различия между дистрибутивами Linux создает трудности при поддержке. Стандартизация необходима, но дистрибутивы различаются и будут различаться программами установки, процедурами установки ПО. К тому же производители ПО нередко тестируют свои продукты только на одном дистрибутиве Linux - на самом распространенном. Дистрибутивы, конечно, все совместимы между собой (это все Linux!), но иногда бывают трудности, связанные с тем, что различаются версии библиотек, ядра, процедура начальной загрузки, а иногда даже пути к каким-либо ключевым файлам. Все эти проблемы решаемые, но лучше бы их не было. В апреле 2012 года выпущена новая версия Ubuntu - 12.04 LTS «Precise Pangolin». Стандартное окружение рабочего стола по-прежнему Unity, но теперь уже усовершенствованная строкой для поиска пунктов меню запущенных приложений HUD. В качестве плеера по умолчанию установлен Rhythmbox вместо Banshee. В состав данной версии включены следующие компоненты: GNOME 3.4.1, Firefox 11, LibreOffice 3.5.2, Thunderbird 11 и др. 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. 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. Обе операционные системы предназначены как для персональных систем, так и для web-серверов, вычислительных кластеров и т. п. Windows NT удалось завоевать первенство на настольных и персональных системах (около 90 % настольных компьютеров) тогда как Linux популярна на веб-серверах, вычислительных кластерах и в суперкомпьютерах (50—90 %). Эти системы разнятся в лежащей в основе их философии, стоимости, простоте использования, удобстве и стабильности. При их сравнении приходится принимать во внимание корни, исторические факторы и способ распространения. 3. Техника безопасности при работе за компьютером По законодательным актам Российской Федерации следует, что: максимальное время работы за компьютером не должно превышать 6 часов за смену; рекомендуется делать перерывы в работе за ПК продолжительностью 10 минут через каждые 45 минут работы; продолжительность непрерывной работы за компьютером без регламентированного перерыва не должна превышать 1 час; во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения и утомления зрения, предотвращения развития позотонического утомления целесообразно выполнять комплексы специальных упражнений. В соответствии с вышеупомянутыми законодательными актами площадь рабочего места пользователя ПК должна составлять не менее 4,5 м2. В помещениях должна проводиться ежедневная влажная уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы. Шумящее оборудование (печатающие устройства, сканеры, серверы и тому подобные), уровни шума которого превышают нормативные, должно размещаться вне рабочих мест сотрудников. Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы мониторы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева. При размещении рабочих мест расстояние между рабочими столами должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов — не менее 1,2 м. Рабочие места сотрудников, выполняющих творческую работу и требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, рекомендуется изолировать друг от друга перегородками высотой от 1,5 м. Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования. Высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм, рабочая поверхность стола должна иметь ширину 800..1400 мм и глубину 800..1000 мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной — не менее 500 мм, глубиной на уровне колен — не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног — не менее 650 мм. Конструкция рабочего стула или кресла должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы работника и позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины. Рабочий стул или кресло должны быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100..300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной поверхности, отделенной от основной столешницы. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600..700 мм, но не ближе 500. Заключение Первая версия Windows появилась в 1985 году. Начиная с этого времени и вплоть до наших дней, Windows не прекращает свое развитие. На основе устаревших версий создаются новые, более доработанные версии. С учетом новых потребностей пользователей выпускаются более современные версии Windows. Меняется организация работы Windows, повышается ее надежность и основные возможности. Возраст Windows составляет уже более 25 лет. Возраст по компьютерным меркам почтеннейший. За это время очень многое случилось: и безвестность (первые версии), и оглушительный успех (Windows 95 и XP), и слава (Windows семейства NT), и порицание (Windows ME и новые ОС из-за непомерных системных требований). К тому же надежность новейших версий Windows не превосходит уровень надежности Linux 5-7 летней давности. Так что разработчикам Windows есть над чем работать. Не пройдет и пару лет, как сегодняшние ОС уйдут в прошлое и уступят свое место современным более мощным и удобным. 1 2 |