Ядросы Unix Linux тұқымдас операциялық жүйелер

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім жəне ғылым министрлігі
Ғұмарбек Дəукеев атындағы Алматы энергетика жəне байланыс университеті коммерциялық емес АҚ
Басқару жүйелері жəне ақпараттық технологиялар институты
IT-инжиниринг кафедрасы

№1 СТУДЕНТТІҢ ӨЗІНДІК ЖҰМЫСЫ бойынша

ЕСЕП БЕРУ

Пəннің атауы: Операциялық жүйелер

Тақырыбы: Ядросы UnixLinux тұқымдас операциялық жүйелер

Мамандығы: 5В070400 - Есептеу техникасы жəне бағдарламалық қамтамасыз ету

Орындаған: Хожағалиева Нұрай Тобы: ВТк-19-2

Қабылдаған: аға оқытушы Мукапил К.

Алматы 2020
Жоспар:

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1. Операциялық жүйенің даму тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...4-7
2.Ядроның архитектурасы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8-11
3.Linux дистрибутивтерімен танысу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... 12-14
4. Linux-тің мүмкіндіктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15-16
5. Linux пен Windows операциялық жүйелерінің бір-бірінен артықшылығы мен кемшілігі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
6. Linux-тің файлдық жүйе құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17-18
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .19
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20

Кіріспе
Операциялық жүйе
Операциялық жүйе (Операционная система; operating system) -- компьютердің барлық басты әрекеттерін (пернелер тақтасын, экранды, диск- жетектерді пайдалануды), сондай-ақ қатар операциялық жүйенің басқаруымен іске қосылатын басқа программалардың жұмысын басқаратын, көбінесе тұрақты сақтауыш құрылғыда тұратын, машиналық кодта жазылған программа. Алғашқы компьютерлердің операциялық жүйесі болған жоқ, себебі басқару программалары тек компьютердің нақты бір типіне арналып жазылды, бірақ шалғайлық жабдықтарға стандарттардың пайда болуымен, сан алуан компьютерлер үшін осындай жабдықпен әрекеттестіктің бірыңғай программаларын жазуға мүмкіндік туғызды. Операциялық жүйені жазудың екі жүйесі бар -- тұрақты сақтауыш құрылғыға барлық жүйені жазу және қатқыл дискіден операциялық жүйенің калған бөлігінің тек жүктеу программаларын ғана жазу. Мекемеде пайдаланылатын шағын компьютерлер, әдеттегідей, MS-DOS немесе ең соңғы OS2 операциялық жүйесін пайдаланады. Ықшам машиналарда, дискжетектердің қажеттілігінен аулақ болу үшін, тұрақты сақтауыш құрылғыда жазылған операциялық жүйені пайдаланады. Миникомпьютерлерде UNIX немесе өте танымал емес жүйелер PICK немесе BOS(Ұлыбритания) сияқты операциялық жүйе пайдаланылады; сондай-ақ компьютердің нақты бір типіне арналып әзірленген операциялық жүйелер де кездеседі.

Осы заманғы жалпы тапсырмаларды атқаруға арналған компьютерлер, соның ішінде жеке компьютерлерде, бағдарламаларын жегу үшін Операциялық жүйені қажетсінеді. Жеке компьютерлерге арналған Операциялық жүйе мысалдары ретінде келесілерін келтіруге болады: Microsoft Windows, Linux, Mac OS (Darwin) және Unix.
Операциялық жүйенің айырмашылықтарының бірі:
1. Бірнеше бағдарламаны бір уақытта жегуге мүмкін етеді.
2. Бағдарлама жазуды оңайлатады, себебі бағдарламаның жабдықтарды басқару қажеті пайда болмайды. Бұкіл жабдық пен бағдарламалардың өзара әрекеттесуін Операциялық жүйе басқарады. Бұған қоса бағдарламаға жабдық пен басқа бағдарламаларменәрекеттесуге жоғары деңгейлі тілдесуді қамтамасыз етеді.

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Семестрлік жұмыстың мақсаты мен міндеттері: Ядросы Unix және Linux тұқымдас операциялық жүйелерімен кеңінен танысу.

1. Операциялық жүйенің даму тарихы
ОЖ тарихы жарты ғасырдай уақытты қамтиды. Ол көбінесе есептеуіш аппаратураның және элементтік базасының дамуымен байланысты анықталады. Бірінші сандық есептеуіш машиналар 40ж. басында пайда болып, операциялық жүйелерсіз жұмыс істеді, ұйымдардың есептеу процессіндегі барлық есептері бағдарламалаушымен басқару пультінен қолмен істелінді. 50ж. ортасынан мониторлық жүйелер пайда болды, олар тапсырмалар пакетін орындауда операторлар жұмысын автоматтандырды. 1965-1975ж. интегральным микросхемаларға өту компьютерлердің келесі ұрпағына жол ашты, олардың өкілі IBM360. Осы кезеңде қазіргі ОЖ - лерге қатысты барлық коцепциялар: мультипрограммалау, мультипроцесстеу, көптерминалды іс-тәртіп, виртуальды жад, файлдық жүйелер, қол жетуді шектеу және желілік жұмыстар жасалды. 60-ж. аяғында ARPANET глобальды желісін жасау жұмыстары басталды, ол Интернет желісінің аттану нүктесі болды. 70-ж. ортасына қарай мини-компьютерлер кең тарала басталды. Мини-компьютерлердің архитектурасы мэйнфреймдармен салыстырғанда қарапайым болды, бұл олардың Операциялық жүйелерінде де кескінделді. 70-ж. ортасынан бастап UNIX ОЖ-ні қолдану компьютерлердің әртүрлі типтеріне жеңіл түрде көше бастады. ОЖ Unix алдымен мини-компьютерлерге жасалған болса да, оның икемділігі, элеганттылығы, қуатты функционалдық мүмкіндіктері және ашықтығы компьютерлердің барлық класстарында орнықты позицияда болуына жағдай туғызды. 80ж. басы операциялық жүйе тарихында дербес компьютерлердің пайда болуымен айрықша мәнді болды. 80 жылдарда коммуникациялық технологияларға локальдық желілер үшін негізгі стандарттар: 1980 жылы -- Ethernet, 1985 -- Token Ring, 80ж. аяғында -- FDDI қабылданды. Бұл төменгі деңгейдегі желілік ОЖ үйлесімділігін, сондай-ақ желілік адаптер драйверлерімен ОЖ интерфейсін стандарттауды қамтамасыз етті. 90ж. басында барлық ОЖ-лар әртекті клиенттер және серверлермен жұмысты қолдай алатын қабілеті бар желілік ОЖ айналды.
Тек қана коммуникациялықесептерді (Cisco Systems компаниясының IOS жүйесі) орындауға арналған мамандандырылған желілік ОЖ-лер пайда болды.. Соңғы онжылдықтар ішінде корпоративтік желілік ОЖ-лерге ерекше көңіл бөлінді, олар үшін масштабтаудың жоғарғы дәрежесі, желілік жұмысты қолдау, қауіпсіздіктің дамыған құралдары, гетерогендік орталықта жұмыс істеу мүмкіндігі, орталықтан әкімшілік ету және басқару құралдарының болуы сипатты.
Операциялық жүйе, қыс. ОЖ - компьютерді басқаруға арналған және қолданбалы программалармен байланысы бар нақты программа. Операциялық жүйе - компьютер құрылғыларының үздіксіз жұмыс істеуін ұйымдастырушы және түрлі командаларды орындауы арқылы пайдаланышының машина жұмысын басқаруына жеңілдік келтіруші жүйелік программалар. Оның негізгі қызметі - программалардың бір - бірімен және сыртқы құрылғылармен өзара әрекетін ұйымдастыру, оперативті жадты бөлу, компьютердің жұмыс істеу кезіндеқате жіберілу сияқты түрлі оқиғаларды анықтау, дискіні жұмыс істеуге дайындау, монитор мен принтердің жұмыс істеу режимдерін орнату, пайдаланушының программасын іске қосып, оны орындау т.б.. Яғни ОЖ - машина жұмысын басқаруға толық жеңілдік беретін жүйе. Ол осы үшін арналған иілгіш не қатты магниттік дискіге жазылып қойылады. Сондықтан ОЖ - ны дискілік операциялық жүйе ( ДОЖ, не DOS ) деп те атайды. Дербес компьютерлер үшін кең тараган оиерациялық жүйелерге МS (РС) DOS, Windows 95, Windows NT,OS2, UNIX жатады,Дербес компьютерлерлерге арналған операциялық жүйелердің барлығы да тек бір адамдық болып табылады. Расында да екі адамның бір мезетге бір компьютерде жұмыс істеуін елестету қиын ғой. WINDOWS 95, WINDOWS NT, OS2, UNIX көп мақсатты жүйелер болып саналады. Көп мақсаттылық -- бір компьютерде бір уақытта қатарласа бірнеше есепті шығару мүмкіндігі немесе бірнеше әрекеттің қатар атқарылып жатуы. Мысалы, Сіз мәтін көшіріліп жатқан шақта ойнап та отыруыңызға боладь, өйткені бұл жұмыстарды әртүрлі қүрылғылар атқарады немесе ол қүрылғылардың жұмыс жылдамдығыадамның жылдамдығынан өте жоғары болып келеді. Көптеген ІВМ - үйлесімді компьютерлер дискілік МS DОS операциялық жүйесі мен көп терезелі WINDOWS графикалық операциялық жүйесін пайдаланады.Операциялық жүкелер көптеген функцияларды орыңдайды: информацияны дискіге жазу-оқуды жүзеге асырады, мәліметтер сақтауды ұйымдастырады, компьютер құрылғыларының өзара байланыста жұмыс істеуін, барлық қолданбалы программалар жұмысының орындалуын қамтамасыз етеді. Бұл жүйе ЭЕМ іске қосылғаннан кейін иілгіш не қатты дискіден алғашқы жүктелетін кещенді программа болып табылады. Белгілі бір қосымша қызмет атқаруға керекті программалар тобы утилиттер болып табылады. Оларға мысал ретінде антивирустік (вирустерге қарсы) программаларды, мәліметтерді архивтеу (кысу) программаларын, компыотердің: жұмыс істеу қабілетін (диагностика) тексеретін программаларды (тест ирограммалары) айтуға болады.

Компьютерлік желілерді қолдану мыналарды жүзеге асыруға мүмкіндік береді:
ақпаратты өңдеу процесінің нақты бір компьютерден тәуелсіздігі;
желінің бір ДК-сында сақталу есебінен бір ақпаратты қосарлау мүмкіндігінің жойылуы;
ақпарат сақталуы сенімділігінің жоғарылуы;
ақпаратты рұқсат етілмеген енуден қорғауды жақсарту;
ұйымның бөлімшелер және қызметкерлері мен арасында жылдам, қағазсыз ақпарат алмасу мүмкіндігі.

Объектілі-бағыттаушы программалаудың фундаментальды мінездемелері:
Компьютерлік әлемде объектілермен жұмыс жасайды;
Компьютердегі есептеу объектілер арасында мәліметтер алмасу жолымен жүзеге асырылады. *Объектілер хабарламаларды жіберу және қабылдау арқылы өзара әрекеттеседі.
Хабар беру - әрекет орындау үшін берілетін сұраныс. Әр объект басқа объектілерден тұратын байланыссыз жадтан тұрады;
Әр объект өзіне байланысты объектілердің қасиетін көрсететін класс болып саналады;
Класта объект тәртібі көрсетіледі, сондықтан осы класқа жататын барлық объектілер бірдей әрекеттерді орындайды;
Барлық кластар иерархиялық құрылымды құрайды.

2.Ядроның архитектурасы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Операциялық жүйе ядросы - операциялық жүйенің негізгі функцияларын орындайтын модульдер. Бұл модульдер әдетте, процестерді, жадты, енгізу-шығару құрылғыларын басқаруды қолдайды. Операциялық жүйе ядросының коды процессор жұмысының пұрсатты режимінде орындалады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Операциялық жүйенің кейбір компоненттері осы операциялық жүйе үшін стандартты форматтағы қарапайым қосымшалар болып табылады. Оларды операциялық жүйенің көмекші модульдері деп атайды. Сондықтан көп жағдайда операциялық жүйе мен қосымшалар арасында шекара жүргізу қиынға соғады. Әдетте, қандай да бір бағдарламаның операциялық жүйеге тиістілігі туралы шешімді өндіруші қабылдайды.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ядро архитектурасының төменде келтірілген негізгі түрлері бар.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
1. Монолитті ядро. Мұндай ядро пұрсатты режимде жұмыс істейтін және бір процедурадан екіншісіне жылдам өтуді пайдаланатын бір бағдарлама ретінде жинақталады.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
2. Қабатты ядро. Бұл жағдайда операциялық жүйе компоненттері жақсы ұйымдастырылған функционалдылық пен интерфейс деңгейін құрайды. Алдыңғы жағдайдағыдай компоненттер пұрсатты режимде жұмыс істейді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
3. Микроядро. Микроядро аппаратураны басқару бойынша минимум функцияларды орындайды. Әдетте, оған машиналық-тәуелді бағдарламалар, үзілулерді өңдеу мен процестерді басқарудың кейбір функциялары қосылады. Жоғарылау деңгейдегі функциялар операциялық жүйенің мамандандырылған компоненттерін - процессор сервері, файлдық сервер және т.б. орындайды. Бұл компоненттер пайдаланушылық, пұрсатты емес режимде жұмыс істейді. Берілген архитектура клиент-сервер тәсіліне негізделген және кеңейтуге болатындығымен, сенімділікпен, шыдамдылықпен мінезделеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
4. Экзоядро. Бұл архитектураның негізгі идеясы - функциялардың үлкен кітапханасын пайдалана отырып бағдарламаны құрастыру сияқты операциялық жүйені жинауға болатындығында. Нәтижесінде ол қосымшалардың қайсыбір жиынтығы үшін ең аз қажетті жинақты ғана қоса алады. Ядро архитектурасының бұл типі қазіргі уақытта әйгілі болып келеді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ядро архитектурасының айтарлықтай дәрежеде операциялық жүйенің барлық архитектурасына әсер ететінін айта кеткен жөн.
ОЖ структуризациясы оның барлық модуьдерінің екі топқа бөлінуіне ортақ болып келеді:
Ядро - ОЖ басты функцияларын шешуші модульдері.
ОЖ көмекші функцияларын шешуші модульдері.
Ядролық модульдер ОЖ мынадай базалық функцияларын орындайды: процесстерді басқару, жадыға сақтау, шығыс-кіріс құрылғыларын басқару және т.с.с. Ядро ОЖ жүрегінен тұрады онсыз ОЖ толығымен жұмыс істеу қабілетінен айырылады және де бірде бір өзінің функцияларын орындай алмайды.
Ядроның құрамына кіретін функциялар, ішкі-жүелік есептердің шешуші құрамды процестері, мынадай:
контекстерді ауыстыру.
беттердің жүктеувыгрузка
үзілулерді өңдеу
Бұл функциялар қосымшаларға қол жетімді емес. Ядро функциясының басқа классы қосымшаға қолдау қызметін атқарады, және оларға атаулы қолданбалы программалық орта жасайды. Қосымшалар ядроға сұраныс жасай алады - жүйелік шақырулар - сол немесе басқа әрекеттердің орындалуы, мысалы бір файылдың оқылуы және ашылуы графикалық мәліметтерді дисплейға шығару, жүйелік уақытты алу т.б. қосымшамен шақырылатын функцияның ядросы, қолданбалы программалық интерфейстерді құрайды - АРІ (Application Programming Interfase) - әдістерді таңдау функциясы программисттің функционалды программалық компанентті қолдануға арналған жолы (программалар, модульдер, кітапханалар). АРІ маңызды абстракция болып келеді, функционалдықты таза түрде жазушы.
Windows - Win32 API арналған қолданбалы программалаудың интерфейсын қарастырамыз. Win32 API жүйелік шақырулардан бөлектетілген . Бұл әр түрлі нұсқаларда программаларды көшірмей-ақ жүйелік шақыруларды өзгертуге мүмкіндік береді. Сондықтан шақыру жүйелік болама түсініксіз (ядромен орындалады), әлде ол пайдаланушының кеңістігінде өңделеді. Win32 API-да 1000 аса шақырулар болады. Мұндай көлем UNIX пайдаланушының графикалық интерфейстері пайдаланушы режимінде қосылуымен байланысты, ал Windows ядроға орнатылған. Сондықтан Win32 API арналған басқару терезелері, тақырыптар, шрифттер т.б., көп шақырулар бар.
Ядро компютерлік жүйедегі барлық есептеуіш процестерді қозғаушы күші болып келеді, және ядроның құлауы барлық жүйенің құлауымен тең. Сондықтан ОЖ құрастырушылар ядро кодтарының қауіпсіздігіне ерекше көңіл бөледі, нәтижесінде процесс пен олардың отладка көп айларға созылуы мүмкін.
Кейде ядро арнайы форматтың кей программалық модульдері ретінде рәсімделеді, пайдаланушылық қосымша форматтардан ерекшеленеді.
Қалған ОЖ модульдері аса қажетті бірақ аз міндетті функцияларды орындайды. Мысалы, мұндай көмекші модульдерге мыналар кіреді:
Мәліметтерді архивтеу программасы.
Дискті дифрагменттеу.
Тексттік редакторды.
ОЖ көмекші модульдері кейде қосымша түрінде, кейде процедуралар кітапханасы түрінде рәсімделеді.
Сол себепті ОЖ кейбір компаненттері қарапайым қосымша ретінде рәсімделген, демек стандартты модульдердің берілген ОЖ форматында орындалу ретінде берілгендіктен, ОЖ мен қосымшалар арасына нақты шектеу қою өте күрделі де жиі болады.
Қандайда бір программа ОЖ бөлігі болама жоқпа екендігін, ОЖ қабілеттілігі шешім қабілдайды. Көп факторлардың ішінде осы шешімге әсер ете алатын, берілген ОЖ потенциялдық қолданушылардың программаға сұранысы көлемді болуы маңызды болып келеді. Кейбір программа берілген уақытта пайдаланушылық қосымша ретінде бола алады, ал содан кейін ОЖ бөлігі болады және керісінше болады. Осыған мысал ретінде Microsoft компаниясының Web-браузер пограммасының өзгеру статусы келеді, әлгі жеке қосымша ретінде бастапқыда Windows NT 4.0 және Windows 9598 ОЖ бөлігі болды, ал бүгінгі күні сот шешімінде бұл браузер қайта тұрақты қосымшаға айналуына үлкен мүмкіндік бар.

ОЖ ядросы

ОЖ ядросы

- ОЖ қосалқы модулі
- Қолданушы қосалқыс

Қосалқы және ОЖ арасындағы айқындық

Ерекше артықшылығы бар режимдегі ядро. Қосымшалардың орындалу жүрісін қауіпсіз басқаруда ОЖ қосымшаға деген ерекше артықшылықтары болуы қажет. Ендеше оның дұрыс жұмыс істемейтін қосымшасы ОЖ жұмысына кедергі болуы мүмкін, мысалы, оның кодтар бөлігін, ОЖ құрастырушылардыңбар жіберген күштері бос әурешілік болып қалады егер олардың шешімдерінің орындалуы қосымша молдульді жүйеден қорғамайды, қандай элегантты және эфектті шешімдер болмасын. Компьютер ресурстарының мультипрограммалық режимінде қосымшамен араларындағы дауда арбитрдың ролін ойнау үшін ОЖ ерекше қасиеттері болуы керек. Еш бір қосымша ОЖ бұйрығынсыз қосымша есте сақтау құралын алу мүмкіндігі жоқ, және процессорда ОЖ - де берілген уақытынан артық ұстауға, сыртқы құралдармен қатар атқаруға рұқсат жоқ.
Арнайы аппараттық құралдардың көмегінсіз ОЖ ерекше артықшылықты қолдаумен қамтамасыз ету мүмкін емес. Компьютердің аппаратурасы аз дегенде екі режимді ұстауы қажет:
Қолданушы режимі (user mode)
Ядро режимі деп аталатын ерекше артықшылығы бар режим ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.