Лабораторные работы по курсу

Операционные системы

Лабораторная работа 1

Основы взаимодействия с операционной системой Linux

Оглавление

Список сокращений 3

Введение 4

1. Общие сведения об операционной системе Linux 4

1.1. Краткая история 4

1.2. Архитектура 5

2. Взаимодействие с ОС 7

2.1. Способы доступа 7

2.2. Пользователи 10

2.3. Файлы и каталоги 10

2.4. Основы работы в командной оболочке 12

2.4.1. Удаленное подключение 12

2.4.2. Запуск программ 12

2.4.3. Базовые операции с файлами 14

2.5. Стандартные программы ОС Linux 15

2.6. Интерфейс общего назначения ввода/вывода в Raspberry Pi OS 17

3. Упражнения 18

3.1. Установка удаленного подключения 18

3.2. Ввод простых команд 19

3.3. Создание нового пользователя 20

3.4. Основы работы с командной строкой 21

3.5. Работа с GPIO 22

4. Индивидуальное задание 23

5. Контрольные вопросы 23

6. Список литературы 23

Список сокращений

ОС	–	Операционная Система
ПК	–	Персональный Компьютер
GUI	–	Graphic User Interface – Графический интерфейс пользователя
CLI	–	Command Line Interface – Интерфейс командной оболочки
GNU	–	GNU Not Unix
POSIX	–	Portable Operating System Interface

Введение

Уже несколько десятилетий Linux является основной операционной системой (ОС) для построения надежных высокопроизводительных вычислительных комплексов, разработки телекоммуникационного и сетевого оборудования, аппаратного и программного обеспечения (ПО), встраиваемых систем. Зачастую в жизни разработчика ОС Linux выступает сразу в двух ролях: и как ОС, которой он пользуется для работы, и как ОС, которую он интегрирует в разрабатываемые изделия. Поэтому понимание внутреннего устройства данной ОС и умение эффективно использовать ее возможности являются неотъемлемыми для ведения успешной профессиональной инженерной деятельности.

Целью лабораторной работы является освоение первичных навыков взаимодействия с ОС Linux через командную оболочку с применением лабораторного стенда на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi.

1. Общие сведения об операционной системе Linux

   1. Краткая история

В середине 70-х годов прошлого века активное распространение получила ОС под названием «Unix» [CITATION The \l 1049 ]. В то время она выделялась удобной средой для пользователя и позволяла организовывать совместную работу в прикладных программах. ОС Unix распространялась бесплатно, и каждая организация могла самостоятельно дополнять и модифицировать ее исходный код, создавая собственный дистрибутив для коммерческой реализации.

К 80-м годам появился ряд проблем из-за наличия большого количества коммерческих дистрибутивов на базе Unix. Во-первых, из-за вносимых изменений каждой организацией в свою версию ОС исчезла совместимость ПО. Во-вторых, коммерчески распространяемые дистрибутивы и программы для них имели закрытый исходный код, что не позволяло сторонним разработчикам воспользоваться уже имеющимися наработками и вынуждало их реализовывать существующие программы или отдельные функции заново.

В 1983 году Ричард Столлман основал проект GNU [ CITATION The1 \l 1033 ], целью которого было создание свободно распространяемой ОС с открытым исходным кодом. Для этой цели была создана лицензия GPL, которая позволяет разработчику, сохраняя за собой авторство, передавать в общественное пользование исходные коды своих программ. При этом каждый разработчик, модифицируя исходные коды под лицензией GPL, обязан так же распространять свои результаты под лицензией GPL.

В начале 90-х годов Линукс Торвальдс изучал ОС Minix, которая представляла собой Unix-подобную ОС (созданную на основе Unix, но не использующую ее исходный код), разработанную Эндрю Таненбаумом для обучения студентов[CITATION Тан15 \l 1049 ]. На основе ОС Minix в 1991 году Линукс создал собственное ядро ОС. Оно было разработано на языке C и так же представляло собой Unix-подобную систем. В последствии работа Линукса легла в основу проекта GNU, став основным ядром для множества дистрибутивов, распространяемых под лицензией GPL. Итоговую ОС принято называть GNU/Linux или просто ОС Linux.

ОС Linux получила все преимущества от передовой на тот момент времени ОС Unix – поддержка сетевого стека TCP/IP, многопользовательский режим, многопроцессность. При этом за счет распространения под лицензией GPL она получила быстрое развитие усилиями программистов со всего мира, став широко применяемой ОС во многих прикладных областях. Например, среди производителей микропроцессоров является стандартной практикой портирование ОС Linux на вновь выпускаемые продукты.

В наши дни разработка ПО высокого и низкого уровня, и в частности, разработка ПО для встраиваемых систем, непосредственно связана с работой в одном из дистрибутивов ОС Linux. Чем лучше разработчик понимает возможности и особенности дистрибутива, тем более совершенное и стабильное программное обеспечение он способен создавать.