Операционная система Linux

Формат числа в байтах	Диапазон
Запись с порядком	Обычная запись
	–27... 27–1	–128... 127
	–215... 215–1	–32768... 32767
	–231... 231–1	–2147483648... 2147483647

Индивидуальные задания:

1. Ответить на вопросы по лабораторной работе (в конце файла).

В соответствии с вариантом выполнить следующие задания:

2. Выполнить арифметические операции сложения и вычитания над следующими числами. Результат представить в десятичной системе счисления.

Вариант	1-е число	Система счисления	2-е число	Система счисления
			2F
			4A
			3F
			2A
	6A
			0A
	6D
			1B
	A4

3. Представить число представленное в заданной системе счисления, в заданное компьютерное представление, в двухбайтовом формате.

Вариант	Число	Сист. счисления	Представить как
			целое без знака
	-31		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-37		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-4D		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-73		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-42		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-37		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-3А		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-52		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-50		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-105		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-46		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-72		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-12		целое со знаком в обратном коде
			целое без знака
	-43		целое со знаком в дополнительном коде
			целое без знака
	-4D		целое со знаком в обратном коде

Вопросы по лабораторной работе:

1. Что понимают под термином «компьютер»?

2. Перечислите принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом.

3. По каким признакам классифицируются компьютеры?

4. Что входит в архитектуру компьютера?

5. Какие узлы входят в состав системного блока?

6. Что размещается на системной плате компьютера?

7. Какие возможности пользователю дает модульный принцип организации компьютера?

8. Что такое микропроцессор, для чего он предназначен?

9. Для чего нужна системная шина?

10. Перечислите основные функциональные характеристики персонального компьютера.

11. Какие основные функции выполняет микропроцессор?

12. В состав микропроцессора входят следующие устройства.

13. Перечислите важнейшие характеристики микропроцессора.

14. Перечислите иерархические уровни памяти персонального компьютера.

15. Для чего предназначено постоянное запоминающее устройство?

16. Что находится в постоянном запоминающем устройстве?

17. Какие виды запоминающих устройств вы знаете? Охарактеризуйте их.

18. Перечислите внешние запоминающие устройства.

19. Что относится к внешним устройствам?

20. Что относится к устройствам ввода информации?

21. Что относится к устройствам вывода информации?

22. Что относится к диалоговым средствам пользователя?

23. Для чего используются средства связи и телекоммуникации?

24. Что относится к средствам мультимедиа?

25. Что такое многоуровневая организация программного обеспечения компьютеров?

26. Охарактеризуйте уровни программного обеспечения компьютеров.

27. Что такое прикладное программное обеспечение?

28. Как классифицируется прикладное программное обеспечение?

29. Перечислите правила для выполнения арифметических действий над числами позиционных систем счислений.

30. Для чего нужны таблицы сложения, вычитания и умножения однораз­рядных двоичных чисел?

31. Что такое компьютерное представление чисел?

32. Как хранятся в памяти компьютера целые числа без знака и целые числа со знаком?

33. Что такое прямой, обратный, и дополнительный код?

34. Как хранятся положительные числа в прямом, обратном и дополнительных кодах?

35. Как хранятся отрицательные числа в прямом, обратном и дополнительных кодах?

Операционная система Linux

Linux – это одна из широко распространенных сегодня операционных систем. Linux относится к семейству операционных систем Unix. Важнейшая особенность Linux в том, что эта операционная система распространяется совершенно свободно – то есть, бесплатно и с открытыми исходными программными кодами, по лицензии GNU.

Создателем Linux в 1991 году стал финский студент Линус Торвальдс. Вскоре после публикации в разработку включились десятки, а затем и сотни программистов со всех концов планеты. Уже к 1995 году Linux стало возможным применять для реальных рабочих задач. По мере того, как к проектам GNU присоединялось все больше разработчиков, росло количество и качество бесплатного открытого программного обеспечения под новую операционную систему (важную роль также сыграла достаточная совместимость с существовавшими уже добрых два десятка лет операционными системами Unix). Открытые для всего сообщества исходные коды сделали возможным быстрое обнаружение и исправление ошибок, а значит – и быстрое совершенствование Linux и программ под нее.

На сегодняшний день Linux – профессиональная, мощная операционная система, которая применяется в самых разных областях. Если еще недавно это были в основном серверные приложения (например, многие интернет-провайдеры работают на Linux, на нем же работают такие известнейшие поисковики, как Yandex и Rambler и т.п.), то сегодня Linux стремительно врывается на рабочие столы обычных пользователей и является серьезнейшим конкурентом доселе здесь господствовавшей Windows. Главным препятствием для настольного применения Linux являлась его приличная сложность для рядового пользователя-непрофессионала. Однако сегодня все внутренние сложности и нюансы профессиональной ОС могут быть скрыты за удобными и простыми графическими оболочками, позволяющими рядовому пользователю работать так же легко, как он к этому привык в Windows (более того, подобные оболочки зачастую красивее и удобнее, чем самые новые версии Windows, и у пользователя всегда есть богатый выбор среди нескольких бесплатно доступных вариантов). К тому же, концепции, заложенные в систему, на поверку оказываются красивыми, стройными и логичными, доступными для понимания нормальному, «продвинутому» пользователю.

В настоящее время имеет место интересный феномен – бесплатную, некоммерческую систему Linux взялись поддерживать крупнейшие мировые корпорации – производители компьютерных систем. В Linux вкладывают огромные деньги такие «монстры», как IBM, Oracle и им подобные. Дело в том, что большинство игроков на рынке ПО сегодня не устраивает монополизм корпорации Microsoft с ее продукцией. Операционная система становится для информационной экономики предметом первой необходимости, как автомобильные дороги для обычной экономики. Поэтому засилье коммерческой ОС Windows всех не устраивает точно так же, как не устроила бы ежедневная плата за проезд по каждой дороге. Логичным и выгодным решением оказывается коллективное вложение денег в единую общую «дорожную сеть», по которой потом могли бы ездить все. Такой «дорожной» инфраструктурой для компьютерных систем на сегодняшний день становится операционная система Linux.

Отдельное слово следует сказать про проблему национальной безопасности. Существует ряд стратегических отраслей, таких как оборонные, аэрокосмические системы, и – в том числе и в первом ряду – национальная система образования, в которых применение коммерческого ПО зарубежных корпораций (в частности, Microsoft Windows) неприемлемо в принципе. Если в оборонке использование таких систем создает непосредственную и очевидную угрозу безопасности страны, то последствия использования их в образовании менее очевидны, но не менее разрушительны. Образование, подсевшее «на иглу» закрытого коммерческого ПО, формирует устойчивые привычки и предпочтения у школьников и студентов, которые будут сказываться после прихода последних на работу в индустрию. Формируется замкнутый круг, из которого очень тяжело вырваться, если не перевести образование на рельсы свободных программных систем. Такой круг, в свете наметившейся борьбы за «лицензионную чистоту» грозит стране потерями сотен миллионов рублей, которые потекут за рубеж в качестве платы за то, аналоги чего можно было бы получить и использовать совершенно свободно.

Вот уже несколько лет, как Государственная дума РФ приняла ряд законопроектов по переводу стратегических отраслей на программное обеспечение в открытых исходных кодах, в частности, на Linux. Еще раньше такое решение принял Китай, который объявил о принятии в качестве государственного стандарта собственного варианта Linux – Red Flag. Такие же решения приняли некоторые страны Евросоюза.

Операционная система Linux распространяется в различных вариантах – так называемых дистрибутивах, которых насчитывается более десятка (Red Hat, Debian. Mandrake, Knoppix, SuSe, CRUX, ASP, ALT, Ubuntu,...). Каждый такой дистрибутив позволяет легко установить и настроить систему на домашнем, офисном, серверном компьютере и сразу же установить десятки приложений для задач самого разного рода – от проигрывания мультимедиа и игр до офисных пакетов и средств разработки программ. Профессиональным офисным пакетом под Linux является пакет Open Office – он же существует и в версии под Windows.

Основные термины, операционной системы Linux:

· Приглашение оболочки: Программный интерфейс между пользователем и операционной системой (похожий на экран DOS). Оболочка интерпретирует команды, вводимые пользователем и передает их операционной системе. В приглашении оболочки отображается командная строка.

· Командная строка: Место, в приглашении оболочки, где вводятся команды.

· Команда: Инструкция, данная компьютеру, часто с помощью клавиатуры или мыши.

· Графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface (GUI)): Экран с иконками, меню, панелями и кнопками, которые пользователь нажимает для выполнения определенных действий.

· GNOME и KDE: Две популярных графических среды, включенных в Red Hat Linux.

· Панель: Панель инструментов графической среды, обычно расположенная внизу экрана. Панель содержит кнопку основного меню, дополнительные кнопки, и может быть настроена пользователем.

· Root: Учетная запись пользователя Root создаётся во время инсталляции и имеет полный доступ к вашей системе. Для выполнения многих административных задач вы должны зарегистрироваться от имени root. Пользовательские учётные записи создаются для выполнения обычных задач пользователя, без использования root, таким образом, снижая вероятность повреждения вашей системы.

· su и su -: Команда su даёт вам доступ к учетной записи root или другим учетным записям вашей системы. Когда вы выполняете команду su, вы активируете учетную запись root, в то же время оставаясь в оболочке пользовательской учетной записи, тем самым, получаете доступ к важным системным файлам, которые можете изменить, или, возможно, необратимо повредить.. Зарегистрировавшись, выполнив команду su - вы станете пользователем root в оболочке учетной записи root. Если вы зарегистрируйтесь как root с помощью su -, вы получаете возможность выполнять определенные команды, недоступные в режиме su. Будьте внимательны, когда вы зарегистрированы под именем root.

· Страница Man и страница info: Страницы man (сокращение слова manual (руководство)) и info (информационные) содержат подробную информацию о команде или файле (страницы man pages обычно более краткие и не содержат подробных объяснений, в отличие от страниц info). Чтобы прочитать страницу man, например, для команды su, введите в приглашении командной оболочки man su (или введите info su чтобы получить страницу info). Чтобы закрыть одну из таких страниц, нажмите [q].

· X или X Window System: Эти названия относятся к среде графического интерфейса пользователя. Если вы "в X" или "запустили X" вы работаете в графической среде, а не в среде текстовой консоли.

· Консоль: Консоль, приглашение оболочки, терминал, "экран, похожий на DOS" — всё это относится к одному понятию: не графический (текстовый) интерфейс. В этой среде нет иконок, меню, и здесь вы должны для выполнения каких-то действий вводить команды с клавиатуры, а не указывать их и выбирать с помощью мыши.

· RPM: RPM - это программный пакет, который вы может установить на вашем компьютере. Все файлы Red Hat Linux доступны в виде RPM.

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.

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.