ЗМІСТ
ВСТУП 5
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ 6
ОПИС ПРОГРАМИ 8
Опис мови та середовища програмування 8
Історія виникнення Borland C++ 8
Мова програмування С/С++ 9
Опис структури програми 11
Детальний опис функцій 12
Схема зв’язку між функціями 17
ОПИС ПРОЦЕСУ НАЛАГОДЖЕННЯ ПРОГРАМИ 18
ІНСТРУКЦІЯ НА ПІДГОТОВКУ ПРОГРАМИ І ДАНИХ 20
ВИСНОВОК 28
ЛІТЕРАТУРА 29
ДОДАТОК А – Вхідні дані 30
ДОДАТОК Б – Текст програми 31
ДОДАТОК В – Протокол помилок 44
ДОДАТОК Г – Структурна схема алгоритму рішення задачі 53
ВСТУП
З поширенням електронно-обчислювальних машин неважко передбачити зростання в потребі передачі даних. На сьогоднішній день більше 80 відсотків з усіх комп’ютерів у світі об’єднані в різноманітні інформаційно-обчислювальні мережі від малих локальних мереж в офісах до глобальних мереж типу Internet. Всесвітня тенденція до об’єднання комп’ютерів у мережі обумовлена низкою важливих причин, таких як прискорення передачі інформаційних повідомлень, можливість швидкого обміну інформацією між користувачами, одержання і передача повідомлень не відходячи від робочого місця, можливість миттєвого одержання будь-якої інформації з будь-якої точки земної кулі, а так само обмін інформацією між комп’ютерами різних фірм і виробників, працюючих під різним програмним забезпеченням.
Такі величезні потенційні можливості, які несе в собі обчислювальна мережа і той новий потенційний підйом, який при цьому відчуває інформаційний комплекс, а так само значне прискорення виробничого процесу не дають нам право не приймати це до розробки і не застосовувати їх на практиці. Тому необхідно розробити принципове рішення питання з організації інформаційно-обчислювальної мережі на базі вже існуючого комп’ютерного парку та програмного комплексу, що відповідає сучасним науково-технічним вимогам з урахуванням зростаючих потреб і можливістю подальшого поступового розвитку мережі у зв’язку з появою нових технічних і програмних рішень.
Промисловість виробництва локальних мереж розвивалася з вражаючою швидкістю за останні кілька років. Впровадження локальних мереж мотивується в основному підвищенням ефективності і продуктивності персоналу. Ця мета проголошується фірмами-постачальниками локальних мереж, керівництвом установ та розробниками локальних мереж.
Використання локальних мереж дозволяє полегшити доступ до пристроїв кінцевого обладнання даних встановлених в установі. Ці пристрої – не тільки ЕОМ, але й інші пристрої, які зазвичай використовуються в установах, такі, як принтери, графобудівники і все зростаюче число електронних пристроїв зберігання і обробки файлів і баз даних. Локальна мережа являє собою канал і протоколи обміну даними для зв’язку робочих станцій і ЕОМ.
1 Постановка задачі
Темою мого дипломного проекту є організація локально-обчислювальної мережі на основі симбіозу операційних систем Windows і Linux. Потрібно, взявши за основу учбові класи №204 та №206, запропонувати план побудови локальної обчислювальної мережі (ЛОМ) та на базі операційних систем Windows і Linux організувати учбовий процес.
Також потрібно передбачити наступні можливості:
доступ, розрахований на багато користувачів;
розподіл ресурсів (принтерів, дискових масивів).
На сервері коледжу є можливість підключення до мережі Internet. Для цього сервер налаштований як router. Всі налаштування для клієнта сервер надає автоматично, використовуючи при цьому протокол dhcp.
Схема побудови мережі в аудиторіях №204 та №206 зображена на рисунку 1.1:
Рисунок 1.1 – Схема побудови мережі
Умовні позначення:
–персональний
комп’ютер;
,
,
– комутатори;
–кабель
типу кручена пара («комп’ютер-світч»);
–кабель
типу кручена пара («комп’ютер-комп’ютер»);
–сервер.
В аудиторіях №204 та №206 стоять комутатори на 16 портів, до яких підключені персональні комп’ютери. Ці комутатори з’єднані між собою кросовером.
Комутатор, який знаходиться в аудиторії №206, підключений до сервера, який «роздає» Інтернет.
Схематичні зображення аудиторій №204 та №208 знаходяться в додатку А.
2 Загальна частина
2.1 Локальна обчислювальна мережа
2.1.1 Опис та переваги локальної мережі
Локальна обчислювальна мережа (англ. Local Area Network (LAN)) являє собою об’єднання певного числа комп’ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею (WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв’язку.
Локальна обчислювальна мережа – комп’ютерна мережа для обмеженого кола користувачів, що об’єднує комп’ютери в одному приміщенні або в рамках одного підприємства.
До складу локальної мережі входять:
комп’ютери;
мережеві адаптери;
периферійні пристрої;
передавальне середовище;
мережеві пристрої.
За допомогою локальної мережі один комп’ютер отримує доступ до ресурсів іншого, таких, як дані та периферійні пристрої (принтери, модеми, факси тощо). Використання комп’ютерних мереж дає можливість розподілу ресурсів великої вартості, покращання доступу до інформації, виконувати швидке та якісне прийняття рішень. Прикладом застосування цієї технології може бути E-mail.
Перевагами об’єднання комп’ютерів у локальну мережу є:
розподіл даних (Data Sharing). Дані в мережі зберігаються на центральному РС та можуть бути доступні для будь-якого РС, підключеного до мережі, тому не потрібно на кожному робочому місці мати накопичувач для зберігання однієї ітієї ж інформації;
розподіл ресурсів (Resource Sharing). Периферійні пристрої можуть бути доступні для всіх користувачів мережі (наприклад, факс або лазерний принтер);
розподіл програм (Software Sharing). Усі користувачі мережі можуть мати доступ до програм, які були один раз централізовано встановлені. При цьому повинна працювати мережна версія відповідних програм;
електронна пошта (Electronic Mail). Усі користувачі мережі можуть передавати або приймати повідомлення [1].
2.1.2 Огляд стандартних топологій комп’ютерних мереж
Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою) комп’ютерної мережі звичайно розуміється фізичне розташування комп’ютерів мережі друг щодо друга й спосіб з’єднання їхніми лініями зв’язку. Важливо відзначити, що поняття топології ставиться, насамперед, до локальних мереж, у яких структуру зв’язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв’язків звичайно схована від користувачів не занадто важлива, тому що кожний сеанс зв’язку може виконуватися по своєму власному шляху.
Топологія визначає вимоги до устаткування, тип використовуваного кабелю, можливі й найбільш зручні методи керування обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі.
Існує три основних топології мережі:
шина (bus), при якій всі комп’ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв’язку й інформація від кожного комп’ютера одночасно передається всім іншим комп’ютерам;
зірка (star), при якій до одного центрального комп’ютера приєднуються інші периферійні комп’ютери, причому кожний з них використовує свою окрему лінію зв’язку;
кільце (ring), при якій кожний комп’ютер передає інформацію завжди тільки одному комп’ютеру, наступному в ланцюжку, а одержує інформацію тільки від попереднього комп’ютера в ланцюжку, і цей ланцюжок замкнутий в «кільце».
На практиці нерідко використовують і комбінації базових топологій, але більшість мереж орієнтовані саме на ці три. Розглянемо тепер коротко особливості перерахованих мережних топологій.
Топологія «шина» (або, як її ще називають, «загальна шина») самою своєю структурою припускає ідентичність мережного устаткування комп’ютерів, а також рівноправність всіх абонентів. При такому з’єднанні комп’ютери можуть передавати тільки по черзі, тому що лінія зв’язку єдина. У противному випадку передана інформація буде спотворюватися в результаті накладення (конфлікту, колізії). Таким чином, у шині реалізується режим напівдуплексного (half duplex) обміну (в обох напрямках, але по черзі, а не одночасно).
Рисунок 2.1.1 – Топологія «шина»
У топології «шина» відсутній центральний абонент, через який передається вся інформація, що збільшує її надійність (адже при відмові будь-якого центра перестає функціонувати вся керована цим центром система). Додавання нових абонентів у шину досить просте й звичайно можливе навіть під час роботи мережі. У більшості випадків при використанні шини потрібна мінімальна кількість сполучного кабелю в порівнянні з іншими топологіями. Правда, треба врахувати, що до кожного комп’ютера (крім двох крайніх) підходить два кабелі, що не завжди зручно.
Тому що дозвіл можливих конфліктів у цьому випадку лягає на мережне устаткування кожного окремого абонента, апаратура мережного адаптера при топології «шина» виходить складніше, ніж при інших топологіях. Однак через широке поширення мереж з топологією «шина» (Ethernet, Arcnet) вартість мережного устаткування виходить не занадто високою.
Шині не страшні відмови окремих комп’ютерів, тому що всі інші комп’ютери мережі можуть нормально продовжувати обмін. Може здатися, що шині не страшний і обрив кабелю, оскільки в цьому випадку ми одержимо дві цілком працездатні шини. Однак через особливості поширення електричних сигналів по довгих лініях зв’язку необхідно передбачати включення на кінцях шини спеціальних пристроїв – термінаторів, показаних на рис. 1 у вигляді прямокутників. Без включення термінаторів сигнал відбивається від кінця лінії й спотворюється так, що зв’язок по мережі стає неможливою. Так що при розриві або ушкодженні кабелю порушується узгодження лінії зв’язку, і припиняється обмін навіть між тими комп’ютерами, які залишилися з’єднаними між собою. Коротке замикання в будь-якій крапці кабелю шини виводить із ладу всю мережу. Будь-яка відмова мережного устаткування в шині дуже важко локалізувати, тому що всі адаптери включені паралельно, і зрозуміти, який з них вийшов з ладу, не так-те просто.
При проходженні по лінії зв’язку мережі з топологією «шина» інформаційні сигнали послабляються й ніяк не відновлюються, що накладає тверді обмеження на сумарну довжину ліній зв’язку, крім того, кожний абонент може одержувати з мережі сигнали різного рівня залежно від відстані до передавального абонента. Це висуває додаткові вимоги до прийомних вузлів мережного устаткування. Для збільшення довжини мережі з топологією «шина» часто використовують кілька сегментів (кожний з яких являє собою шину), з’єднаних між собою за допомогою спеціальних відновлювачів сигналів – репітерів.
Однак таке нарощування довжини мережі не може тривати нескінченно, тому що існують ще й обмеження, пов’язані з кінцевою швидкістю поширення сигналів по лініях зв’язку.
Топологія «Зірка» – це топологія з явно виділеним центром, до якого підключаються всі інші абоненти. Весь обмін інформацією йде винятково через центральний комп’ютер, на який у такий спосіб лягає дуже більше навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, воно займатися не може. Зрозуміло, що мережне устаткування центрального абонента повинне бути істотно більше складним, чим устаткування периферійних абонентів. Про рівноправність абонентів у цьому випадку говорити не доводиться. Як правило, саме центральний комп’ютер є самим потужним, і саме на нього покладають всі функції по керуванню обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією «зірка» у принципі неможливі, тому що керування повністю централізоване, конфліктувати нема чому.
Рисунок 2.1.2 – Топологія «зірка»
Якщо говорити про стійкість зірки до відмов комп’ютерів, то вихід з ладу периферійного комп’ютера ніяк не відбивається на функціонуванні частини мережі, що залишилася, зате будь-яка відмова центрального комп’ютера робить мережу повністю непрацездатною. Тому повинні прийматися спеціальні заходи щодо підвищення надійності центрального комп’ютера і його мережної апаратури. Обрив будь-якого кабелю або коротке замикання в ньому при топології «зірка» порушує обмін тільки з одним комп’ютером, а всі інші комп’ютери можуть нормально продовжувати роботу.
На відміну від шини, у зірці на кожній лінії зв’язку перебувають тільки два абоненти: центральний і один з периферійних. Найчастіше для їхнього з’єднання використовується дві лінії зв’язку, кожна з яких передає інформацію тільки в одному напрямку. Таким чином, на кожній лінії зв’язку є тільки один приймач і один передавач. Все це істотно спрощує мережне встаткування в порівнянні із шиною й рятує від необхідності застосування додаткових зовнішніх термінаторів. Проблема загасання сигналів у лінії зв’язку також вирішується в «зірці» простіше, ніж в «шині», адже кожний приймач завжди одержує сигнал одного рівня. Серйозний недолік топології «зірка» складається у жорсткому обмеженні кількості абонентів. Звичайно центральний абонент може обслуговувати не більше 8-16 периферійних абонентів. Якщо в цих межах підключення нових абонентів досить просто, то при їхньому перевищенні воно просто неможливо. Правда, іноді в зірці передбачається можливість нарощування, тобто підключення замість одного з периферійних абонентів ще одного центрального абонента (у результаті виходить топологія з декількох з’єднаних між собою зірок).
Зірка, показана на рисунку 2.1.2, зветься активної, або справжньої зірки. Існує також топологія, що називається пасивною зіркою, що тільки зовні схожа на зірку (рис. 2.1.3). У цей час вона поширена набагато більше, ніж активна зірка. Досить сказати, що вона використовується в самій популярній на сьогоднішній день мережі Ethernet.
Рисунок 2.1.3 – Топологія «пасивна зірка»
У центрі мережі з даною топологією міститься не комп’ютер, а концентратор, або хаб (hub), що виконує ту ж функцію, що й репітер. Він відновлює сигнали, що надходять, й пересилає їх в інші лінії зв’язку. Хоча схема прокладки кабелів подібна справжній або активній зірці, фактично ми маємо справу із шинною топологією, тому що інформація від кожного комп’ютера одночасно передається до всіх інших комп’ютерів, а центрального абонента не існує. Природно, пасивна зірка виходить дорожче звичайної шини, тому що в цьому випадку обов’язково потрібно ще й концентратор. Однак вона надає цілий ряд додаткових можливостей, пов’язаних з перевагами зірки. Саме тому останнім часом пасивна зірка усе більше витісняє справжню зірку, що вважається малоперспективною топологією.
Можна виділити також проміжний тип топології між активною й пасивною зіркою. У цьому випадку концентратор не тільки ретранслює сигнали, але й робить керування обміном, однак сам в обміні не бере участь.
Велика перевага зірки (як активної, так і пасивної) полягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Це дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності мережі шляхом простого відключення від центра тих або інших абонентів (що неможливо, наприклад, у випадку шини), а також обмежувати доступ сторонніх осіб до життєво важливого для мережі точкам підключення. До кожного периферійного абонента у випадку зірки може підходити як один кабель (по якому йде передача в обох напрямках), так і два кабелі (кожний з них передає в одному напрямку), причому друга ситуація зустрічається частіше. Загальним недоліком для всіх топологій типу «зірка» є значно більша, ніж при інших топологіях, витрата кабелю. Наприклад, якщо комп’ютери розташовані в одну лінію, те при виборі топології «зірка» знадобиться в кілька разів більше кабелю, чим при топології «шина». Це може істотно вплинути на вартість всієї мережі в цілому.
Топологія «Кільце» – це топологія, у якій кожний комп’ютер з’єднаний лініями зв’язку тільки із двома іншими: від одного він тільки одержує інформацію, а іншому тільки передає. На кожній лінії зв’язку, як і у випадку зірки, працює тільки один передавач і один приймач. Це дозволяє відмовитися від застосування зовнішніх термінаторів. Важлива особливість кільця полягає в тому, що кожний комп’ютер ретранслює (відновлює) сигнал, тобто виступає в ролі репітера, тому загасання сигналу у всьому кільці не має ніякого значення, важливо тільки загасання між сусідніми комп’ютерами кільця. Чітко виділеного центра в цьому випадку немає, всі комп’ютери можуть бути однаковими. Однак досить часто в кільці виділяється спеціальний абонент, що управляє обміном або контролює обмін. Зрозуміло, що наявність такого керуючого абонента знижує надійність мережі, тому що вихід його з ладу відразу ж паралізує весь обмін.
Рисунок 2.1.4 – Топологія «кільце»
Строго говорячи, комп’ютери в кільці не є повністю рівноправними (у відмінність, наприклад, від шинної топології). Одні з них обов’язково одержують інформацію від комп’ютера, що веде передачу в цей момент, раніше, а інші – пізніше. Саме на цій особливості топології й будуються методи керування обміном по мережі, спеціально розраховані на «кільце». У цих методах право на наступну передачу (або, як ще говорять, на захвата мережі) переходить послідовно до наступного по колу комп’ютеру.
Підключення нових абонентів в «кільце» звичайно зовсім безболісно, хоча й вимагає обов’язкової зупинки роботи всієї мережі на час підключення. Як і у випадку топології «шина», максимальна кількість абонентів у кільці може бути досить велика (до тисячі й більше). Кільцева топологія звичайно є самою стійкою до перевантажень, вона забезпечує впевнену роботу із самими великими потоками переданої по мережі інформації, тому що в ній, як правило, немає конфліктів (на відміну від шини), а також відсутній центральний абонент (на відміну від зірки).
Тому що сигнал у кільці проходить через всі комп’ютери мережі, вихід з ладу хоча б одного з них (або ж його мережного встаткування) порушує роботу всієї мережі в цілому. Точно так само будь-який обрив або коротке замикання в кожному з кабелів кільця робить роботу всієї мережі неможливої. Кільце найбільш уразливе до ушкоджень кабелю, тому в цій топології звичайно передбачають прокладку двох (або більше) паралельних ліній зв’язку, одна з яких перебуває в резерві.
У той же час велика перевага кільця полягає в тому, що ретрансляція сигналів кожним абонентом дозволяє істотно збільшити розміри всієї мережі в цілому (часом до декількох десятків кілометрів). Кільце щодо цього істотно перевершує будь-які інші топології.
Недоліком кільця (у порівнянні із зіркою) можна вважати те, що до кожного комп’ютера мережі необхідно підвести два кабелі.
Іноді топологія «кільце» виконується на основі двох кільцевих ліній зв’язку, що передають інформацію в протилежних напрямках. Мета подібного рішення – збільшення (в ідеалі удвічі) швидкості передачі інформації. До того ж при ушкодженні одного з кабелів мережа може працювати з іншим кабелем (правда, гранична швидкість зменшиться) [2].
2.2 Microsoft Windows
Microsoft Windows – узагальнююча назва операційних систем для ЕОМ, розроблених корпорацією Microsoft. Перші версії були не повноцінними операційними системами, а лише оболонками до ОС MS-DOS. Наразі, Microsoft Windows встановлена більш як на 90% персональних комп’ютерів світу [3].
2.2.1 Windows XP
Windows XP – операційна система сімейства Windows NT від компанії Microsoft. Вона була випущена 25 жовтня 2001 року і є розвитком Windows 2000 Professional. Назва XP походить від англ. experience (досвід, враження, від прикметника професійний). Назва увійшла до практики використання, як професійна версія.
На відміну від попередньої системи Windows 2000, яка поставлялася як в серверному, так і в клієнтському варіантах, Windows XP є виключно клієнтською системою. Її серверним варіантом є випущена пізніше система Windows Server 2003. Windows XP і Windows Server 2003 побудовані на основі одного і того ж ядра операційної системи, в результаті їхній розвиток і оновлення йде більш-менш паралельно.
Windows XP випускається в багатьох варіантах:
Windows XP Professional Edition була розроблена для підприємств і підприємців і містить такі функції, як віддалений доступ до робочого столу комп’ютера, шифрування файлів (при допомозі Encrypting File System), центральне управління правами доступу і підтримка багатопроцесорних систем;
Windows XP Home Edition – система для домашнього застосування. Випускається як недорога «урізана» версія Professional Editon, але базується на тому ж ядрі і за допомогою деяких прийомів дозволяє провести оновлення до майже повноцінної версії Professional Edition;
Windows XP Tablet PC Edition базується на Professional Edition і містить спеціальні застосування, оптимізовані для введення даних стілусом на планшетних персональних комп’ютерах. Найважливішою властивістю є чудове розуміння текстів, написаних від руки і адаптація графічного інтерфейсу до поворотів дисплея. Ця версія продається тільки разом з відповідним комп’ютером;
Windows XP Media Center Edition базується на Professional Edition і містить спеціальні мультимедійні застосунки. Комп’ютер, як правило, оснащений ТБ-картою і пультом дистанційного керування (ПДК). Найважливішою властивістю є можливість підключення до телевізора і управління комп’ютером через ПДК завдяки спрощеній системі управління Windows. Ця система містить також функції для прийому УКВ-радіо;
Windows XP Embedded базується на Professional Edition і призначена для управління вбудованою системою різних пристроїв: банкоматів, медичних приладів, касових терміналів, ігрових автоматів, VOIP- компонентів тощо;
Windows XP Professional x64 Edition – спеціальна 64-розрядна версія, розроблена для процесорів з технологією AMD64 Opteron і Athlon 64 від фірми AMD і процесорів з технологією EM64T від фірми Intel. Ця система не підтримує процесори інших виробників, а також не працює з процесором Intel Itanium. Хоча перші 64-розрядні процесори з’явилися в 2003 році, Windows XP Professional x64 Edition вийшла в світ тільки в квітні 2005 року. Основною гідністю системи є швидка робота з великими числами (Long Integer і Double Float). Таким чином, ця система дуже ефективна, наприклад, при виконанні обчислень, що використовують числа з плаваючою комою, необхідних в таких областях, як створення спецефектів для кінофільмів і тривимірною анімації, а також розробка технічних і наукових застосувань. Дана система підтримує змішаний режим, тобто одночасну роботу 32- і 64-розрядних застосувань, проте для цього всі драйвери повинні бути в 64-розрядному виконанні. Це означає, що більшість 32-розрядних застосувань можуть працювати і в цій системі. Виняток становлять лише ті застосування, які сильно залежать від апаратного забезпечення комп’ютера, наприклад, антивіруси і дефрагментатори;
Windows XP 64-bit Edition – це видання розроблялося спеціально для робочих станцій з архітектурою IA-64 і мікропроцесорами Itanium. Це видання Windows XP не розвивається з 2005 року, після того, як HP припинив розробку робочих станцій з мікропроцесорами Itanium. Підтримка цієї архітектури залишилася в серверних версіях операційної системи Windows;
Windows XP Edition N – система без Windows Media Player і інших мультимедіа-застосунків. Ці версії створені під тиском Європейській Антимонопольній Комісії. За бажанням користувач може безкоштовно завантажити всі бракуючі застосування веб-сайту Microsoft. Існує як в Home, так і в Professional варіантах;
Windows XP Starter Edition – сильно функціонально обмежена версія для країн, що розвиваються і фінансово слабких регіонів. У цій версії можлива одночасна робота тільки 3 застосувань, і кожне застосування може створити не більше 3 вікон. У системі повністю відсутні мережеві функції, не підтримується висока роздільна здатність, а також не допускається використання більше 256 мегабайт оперативній пам’яті або жорсткого диска об’ємом більше 80 гігабайт. Система може працювати на процесорах рівня Intel Celeron або AMD Duron;
Windows Fundamentals for Legacy PCs – Урізана Версія Microsoft Windows XP Embedded Service Pack 2 призначена для застарілих комп’ютерів.
2.2.1.1 Системні вимоги
Системні вимоги операційних систем Windows XP Home і Professional editions такі (таблиця 2.2.1.1.1):
Таблиця 2.2.1.1.1 – Системній вимоги Windows XP
|
|
Мінімальні |
Рекомендовані |
|
Процесор |
233 MHz |
300 MHz або вище |
|
Оперативна пам’ять |
64 Мб RAM (можуть бути обмежені деякі можливості) |
128 Мб RAM або вище |
|
Відеоадаптер і монітор |
Super VGA (800×600) |
Super VGA (800×600) або більше розширення |
|
Вільне місце на HDD |
1.5 Гб |
1.5 Гб або вище |
|
Оптичні накопичувачі |
CD-ROM |
CD-ROM або DVD-ROM |
|
Пристрої взаємодії з користувачем |
клавіатура і миша |
клавіатура і миша |
|
Інші пристрої |
Звукова карта, колонки і навушники |
Звукова карта, колонки і навушники |
На додаток до цих вимог, для установки Service Pack 2 необхідна наявність на жорсткому диску не менше 1,8 ГБ вільного місця під час установки.
2.2.1.2 Сервіс-паки і підтримка
Microsoft періодично випускає пакети оновлень (service packs) своїх операційних систем, що усувають виявлені проблеми і додають нові можливості.
Service Pack 1 (SP1) для Windows XP було випущено 9 вересня 2002 року. Найважливішими нововведеннями стали підтримка USB 2.0, а також утиліта, що дозволяє вибирати програми за замовчанням для перегляду веб, пошти, обміну миттєвими повідомленнями, а також різні реалізації віртуальної машини Java. Починаючи з SP1 шифруюча файлова система EFS дістала можливість використовувати алгоритм шифрування AES з 256-бітовим ключем.
Починаючи з SP1 підтримується LBA-48, що дозволяє операційній системі працювати з HDD ємністю більше 137 ГБ, активована за умовчанням.
Підтримка Windows XP Service Pack 1 і 1a закінчилася 10 жовтня 2006 року.
Service Pack 2 (SP2) (кодова назва «Springboard») було випущено 6 серпня 2004 року. SP2 додав до Windows XP нові можливості, включаючи покращений firewall; підтримку Wi-Fi з майстром налаштування і Bluetooth, а також поліпшення в IE6 – наприклад, можливість блокувати «спливаючі» вікна.
Цей сервіс-пак вніс істотні зміни до системи безпеки Windows XP. Так, значних змін зазнав вбудований firewall, який було перейменовано в Windows Firewall і активовано для всіх створюваних мережевих з’єднань за замовчанням. З’явився розширений захист пам’яті, зокрема, від атак переповнювання буфера як з використанням технології NX битий, так і інших прийомів. Зміни торкнулися і сервісів – такі сервіси, як служба повідомлень, відключені за замовчанням, ряд сервісів запускаються із зниженими правами і т. д. Зміни в області безпеки торкнулися і поштової програми Outlook Express і браузера IE. Windows XP Service Pack 2 включає Windows Security Center, який дозволяє полегшити спостереження за безпекою системи, стежачи і нагадуючи користувачеві про необхідність встановити або відновити антивірус і його бази, активувати вбудований або сторонній firewall, провести оновлення операційної системи або змінити налаштування веб-сервера-браузера. Сторонні антивіруси і firewall’и мають можливість взаємодіяти з ним за допомогою спеціального API. Також були покращені функції автозапуску при завантаженні CD або підключенні флешок і подібних пристроїв.
На початку серпня 2007 року Microsoft почала бета-тестування Sp3 серед обмеженої групи бети-тестерів. Не зважаючи на те, що бета-версія була передана лише вибраним, її дистрибутив з’явився в пірінгових мережах. З 12 грудня 2007 року версія Rc1 Sp3 доступна для завантаження і тестування всім.
Остаточна версія пакету оновлень 3 для Windows XP була представлена 21 квітня 2008 року, але лише для бізнес-клієнтів, таких як виробники оригінального устаткування і підписчики MSDN і Technet. Останні користувачі змогли отримати третій сервіс-пак з онлайн-сервісу Windows Update або через центр завантаження Microsoft 6 травня, а також за допомогою сервісу автоматичного оновлення на початку літа. Спочатку rtm-версія Windows XP Sp3 вийшла на китайській, англійській, французькій, німецькій, японській, корейській і іспанській мовах. І лише 5 травня софтверний гігант випустив останні 18 локалізацій.
Пакет включає всі оновлення, випущені після виходу Windows XP Service Pack 2 в 2004 р., а також ряд інших нових елементів. Серед них функція захисту мережевого доступу (Network Access Protection) і нова модель активації, запозичені в Windows Vista, крім того, з’явиться покращуване виявлення так званих маршрутизаторів-«чорних дір» і ін.
З 1 липня 2008 року «Microsoft» припинила продажі Windows XP своїм постачальникам [4].
Наступною версією Microsoft Windows була комерційно невдала Windows Vista, а після неї Microsoft випустила Microsoft Windows 7.
2.2.3 Windows 7
Windows 7 (кодова назва під час розробки – Vienna) – назва найновішої версії операційної системи Windows, котра вийшла 22 жовтня 2009 року, менше, ніж через три роки після випуску попередньої операційної системи, комерційно невдалої Windows Vista. Розробка Windows 7 під різними кодовими назвами велась з 2000 року. Над нею працювали 2500 осіб.
Windows 7, кодове найменування нової операційної системи Microsoft, стане її остаточною назвою. Про це мовиться в анонсі ОС, опублікованому в офіційному блозі Microsoft Windows Vista News [4]. У Microsoft пояснюють вибір назви його простотою, відзначаючи, що раніше Microsoft вже перепробувала декілька способів найменування своєї лінійки операційних систем. Windows 7 буде п’ятою схемою найменування. Крім того, це сьома версія Windows, якщо вважати за внутрішніми версіями.
Перші версії Windows мали традиційну нумерацію версій аж до Windows 3.11. Потім з’явилися Windows 95, Windows 98 і Windows 2000, названі за відповідними роками. Також використовувалися буквені позначення типу Windows Me і Windows XP. Остання версія називається Windows Vista (від англ. vista означає «вид», «перспектива»).
Усього Microsoft пропонує 6 різних варіантів постачання: Windows 7 Starter, Windows 7 Home Basic, Windows 7 Home Premium, Windows 7 Professional, Windows 7 Enterprise, Windows 7 Ultimate. Проте через роздрібну мережу поширюються переважно версії Home Premium і Professional. Інші варіанти поширюються обмежено, наприклад, тільки для корпоративних клієнтів або тільки в країнах, що розвиваються. Всі варіанти Windows 7, крім самих спрощених, працюють як на 32-бітній, так і на 64-бітній платформах. Для приватних користувачів передбачається спеціальна сімейна версія: умови ліцензії дозволяють встановити її не на одному, а на двох або трьох комп’ютерах.
Початкова редакція (Windows 7 Starter) поширюється виключно з новими комп’ютерами, вона не включає функціональної частини для програвання H.264, ААС, Mpeg-2. Домашня базова – призначена виключно для випуску в країнах, що розвиваються, в ній немає інтерфейсу Windows Aero з функціями Peek і Shake і передперегляду в панелі завдань, загального доступу до підключення в інтернет і деяких інших функцій. У Професійній, Корпоративній і Максимальній є підтримка XP Mode.
Всі 32-бітові версії підтримують до 4 Гб ОЗУ (фізичний максимум – у 32-біти можна вмістити лише 4 Гб даних). 64-бітові редакції підтримує від 8 Гб (Домашня базова) до 192 Гб пам’яті у всіх останніх редакціях, за винятком Домашньої розширеної, в ній обмеження – 16 Гб.
Корпорація Microsoft вперше продемонструвала попередню робочу версію Windows 7, розповівши про її основні переваги і нововведення 28 жовтня 2008 року на конференції розробників в Лос-Анджелесі.
Найвідчутнішим нововведенням розробник називає широке застосування інтерфейсу вводу, що управляється дотиком (touchscreen), в варіанті реагування на кілька дотиків водночас (multi-touch).
Істотно перероблений інтерфейс системи, панель завдань і меню «Пуск». Тепер назви програм і заголовки відкритих документів в панелі завдань не відображаються – тут немає ніякого тексту, а тільки іконки. Дістати доступ до основних функцій можна, не розгортаючи застосунок, – досить натиснути на відповідну іконку в панелі завдань правою кнопкою миші. Наприклад, у випадку з Windows Media Player користувач може відкрити список відтворення, а у випадку з Internet Explorer – проглянути зменшені зображення відкритих веб-сторінок і перемкнутися між ними. У меню «Пуск» з’явився доступ до тек, що найчастіше відкривалися.
При натисненні мишкою на вільне місце на робочому столі, всі відкриті вікна стають прозорими – це допомагає дістатися до віджетів, які в Windows 7 можуть розташовуватися довільно на робочому столі, а не в його певній частині, як в Vista. При перетягуванні вікна воно збільшується – коли користувач утримує його мишкою, і зменшується, коли відпускає в потрібному місці – як в Mac OS. Якщо відкрите вікно підвести до краю робочого столу, воно зменшиться до 50% від номінального розміру – це зручно для організації вікон. Покращено виведення зображення на мультиекранні системи.
Windows 7 потрібно менше часу на перехід в сплячий режим і вихід з нього, а також на відновлення зв’язку з бездротовими мережами Wi-Fi, стверджує Microsoft. Установка і підготовка до роботи запам’ятовуючих та інших пристроїв, що підключаються через роз’єм USB «займає лічені секунди», пошук інформації на комп’ютері і сортування його результатів відбуваються також значно швидше.
Для перегляду веб-сторінок в Windows 7 передбачена восьма версія браузера Internet Explorer. До нього, крім прискорених алгоритмів роботи, увійшов новий сервіс, що сповіщає про зміни на зазначеному раніше веб-сайті.
Так само, як в Windows Vista, на робочому столі Windows 7 можна розмістити віджети – невеликі застосунки, що показують час, картинки, які транслюють текстові новини, що програють музичні або відеофайли і так далі.
Для любителів комп’ютерних ігор у новинці передбачена нова версія Games Explorer, яка здатна завантажувати новини та оновлення до вже встановленим іграм, а функція Play To допоможе відтворити обрану музику на сумісних комп’ютерах і пристроях в будинку. Також в систему додано розпізнавання почерку і покращена взаємодія з багатоядерними процесорами.
Контроль облікових записів менш нав’язлива, а Контрольну панель можна буде викликати з області повідомлень панелі завдань. Перероблений калькулятор, а в WordPad і Microsoft Paint може з’явитися інтерфейс, звичний для користувачів Microsoft Office 2007.
Крім того, в Windows 7 буде включена нова версія Windows Media Player.
В Windows 7 впроваджено нову вдосконалену технологію Natural ClearType, яка має зробити шрифти ще гладкішими.
До ОС також вбудовано близько 120 фонових малюнків, унікальних для кожної країни і мовної версії. Так, російська версія включає тему «Росія» з шістьма унікальними шпалерами високої роздільної здатності. Всі версії включають 50 нових шрифтів. У існуючих шрифтах пророблена робота над коректним відображенням всіх символів. Windows 7 – перша версія Windows, яка включає більше шрифтів для відображення нелатинських символів, ніж для відображення латинських. Для зручності управління панель управління шрифтами також піддалася поліпшенню. За умовчанням, в ній відображуватимуться лише ті шрифти, розкладка для яких встановлена в системі. Реалізована підтримка Unicode 5.1. Панель пошуку Instant Search тепер розпізнає більше мов. Наприклад, розпізнаються російські відмінки, відміни, рід, однина і множина.
Microsoft планує встановлювати Windows 7, зокрема, і на нетбуки, що відрізняються невисокою потужністю. У зв’язку з цим вимоги Windows 7 до апаратного забезпечення – за що так лають Windows Vista – знижені. З другого боку, нова операційна система зможе підтримувати до 256 процесорів.
Представники Microsoft відзначили, що в новій Windows вдосконалено систему безпеки. Зокрема, покращено роботу User Account Control (UAC). У новій версії користувач зможе виставити рівень доступу для того, щоб вікно UAC не виникало щоразу при спробі змінити системні параметри.
Платформа розбита на три частини: ядро Windows 7 і основні файли, пакет Windows Live + Windows Live Essentials і пакет Windows Live Services. Виробники ПК дістануть можливість встановлювати пакет Windows Live Essentials, який забезпечить користувачів всім необхідним для початку роботи. До складу пакету увійдуть застосунки Windows Live Mail, Messenger, Movie Maker, Photo Gallery, Writer і деякі інші. Пакет Services, у свою чергу, призначений для роботи з Hotmail і іншими службами в інтернеті.
Обіцяно, що особлива увага була приділена сумісності платформ. Windows 7 розроблена на основі Vista, і всі застосунки, випущені для Vista, працюватимуть і на Windows 7. Щоразу при переході на нову ОС проблема сумісності викликає море критики. Користувачі виявили, що застосунки, які вони запускали на Windows XP, відмовилися працювати на Vista.
Впроваджено нову модель WDDM 1.1, що входить до DirectX 11 та яка має скоротити обсяги споживання відеопам’яті системою.
У Windows 7 також вбудовано Windows Defender та Брандмауер Windows.
2.2.3.1 Системні вимоги
Нижче наведені рекомендовані системні вимоги для запуску ОС Windows 7 на ПК (таблиця 2.2.3.1.1):
Таблиця 2.2.3.1.1 – Системні вимоги Windows 7
|
|
32-бітна версія Windows 7 |
64-бітна версія Windows 7 |
|
Центральний процесор |
x86 чи x86-64 з тактовою частотою 1 ГГц |
x86-64 з тактовою частотою 1 ГГц |
|
Оперативна пам’ять |
1 Гб |
2 Гб |
|
Відеоадаптер |
З підтримкою DirectX 9 та драйвера WDDM версії 1.0 та вище. | |
|
Вільний дисковий простір |
16 Гб |
20 Гб |
|
Оптичні накопичувачі |
DVD-RW | |
Але можливий запуск системи з драйвером XDDM, наприклад для старих інтегрованих відеокарт Intel.
Для режиму Windows XP додатково потрібні 1 ГБ оперативної пам’яті, 15 ГБ на жорсткому диску і процесор з підтримкою апаратної віртуалізації з включеними технологіями Intel VT або AMD-V [5].
Наступна версія Microsoft Windows – Windows 8.
2.2.4 Windows 8
Windows 8 – кодове ім’я операційної системи (ОС) від компанії Microsoft, яка належить до сімейств ОС Microsoft Windows, що розробляється транснаціональною корпорацією Microsoft. Дата виходу Windows 8 – 26 жовтня 2012.
Відповідно до офіційно непідтверджених відомостей, головною особливістю Windows 8 буде підтримка 128-бітної (128-розрядної) архітектури. У жовтні 2009 року з’явилася неофіційна інформація про те, що розробники Windows 8 в цей момент реалізують впровадження в IA-128 повної бінарної сумісності з існуючими 64-бітними інструкціями. Встановлюються угоди з провідними виробниками процесорів та інших апаратних засобів, включаючи компанії Intel, AMD, Lenovo, Hewlett-Packard та IBM. Згідно з непідтвердженою інформацією, у Windows 8 буде приділено увагу системі розпізнавання голосу і голосовому управлінню. Серед інших можливих нововведень передбачається присутність поліпшеної роботи віртуалізації, що дозволяє віртуалізувати всю операційну систему; тісної інтеграції з мобільною версією операційної системи, підтримка розпізнавання жестів.
Передбачається, що Windows 8 матиме вдосконалену систему глибокого сну і відновлення, а також нові функції забезпечення безпеки, включаючи модифікацію PatchGuard.
Згідно з «витеклої» презентації від Microsoft, у Windows 8 планується істотно скоротити час завантаження і вимикання в порівнянні з попередніми ОС сімейства Microsoft Windows. Значна увага буде приділена енергоспоживанню та енергоефективності. Заявлена підтримка інтерфейсу USB 3.0, з’єднань Bluetooth 3.0, а також бездротових і стереоскопічних дисплеїв. Одним з нововведень буде система розпізнавання особи користувачів за допомогою веб-камери. Ця система зможе самостійно переводити ПК в різні режими енергоспоживання залежно від того, чи знаходиться користувач перед веб-камерою чи ні. У певному вигляді подібна концепція реалізована в ігровому контролері Kinect для ігрової консолі Xbox 360. У презентації багато уваги приділено конкурентам – компанії Apple та її продуктам і сервісам, Google Chrome OS, Android, WebOS.
Так, Microsoft збирається запустити службу Windows Store, що повторює багато функцій Apple App Store для iPhone. Ця служба буде інтегрована у Windows 8. Необхідність у збільшенні швидкості завантаження і вимикання продиктована Google Chrome OS. У Windows 8 будуть присутні нові інструменти для забезпечення безпеки, які спростять діагностику та усунення несправностей. Згадується функція «скидання системи», яка дозволить перевстановити Windows 8, зберігши при цьому всі призначені для користувача файли. Також Windows 8 буде підтримувати акселерометри, шифрування жорсткого диска, підтримку GPS в нетбуках і ноутбуках, використання WWAN-модулів.
Зараз найпоширенішими версіями Microsoft Windows є Windows XP та Windows 7. Windows XP у більшості випадків встановлена на застарілих ПК, які не відповідають мінімальним системним вимогам більш нових версій Windows. На тих комп’ютерах, що знаходяться в коледжі раціонально буде встановити Windows XP, але в перспективі можна буде встановити більш новітні ПК і поставити на них Windows 7 або Windows 8 [6].
2.3 Linux
Лі́нукс – загальна назва UNIX-подібних операційних систем на основі однойменного ядра. Це один із найвидатніших прикладів розробки з відкритим кодом та вільного програмного забезпечення; на відміну від власницьких операційних систем, на кшталт Microsoft Windows та MacOS X, її вихідні коди доступні усім для використання, зміни та розповсюдження абсолютно вільно (в т.ч. безкоштовно).
Спершу розроблювалася та використовувалася окремими ентузіастами на персональних комп’ютерах, з тих пір Linux завдяки підтримці таких компаній як IBM, Sun Microsystems, HP, Novell та інших, набув неабиякої популярності як серверна операційна система; так, 8 із 10 найбільших компаній, що надають послуги веб-хостингу використовують Лінукс на своїх веб-серверах.
Лінукс портовано на велику кількість апаратних платформ. Тепер вона досить успішно використовується як на суперкомп’ютерах, так і на смартфонах.
Значна кількість спеціалізованих дистрибутивів Linux, котрі розробляються та підтримуються різними спільнотами, дає широкі можливості вибору програмного забезпечення.
2.3.1 Розробка Linux
У 1983 році Річард Столмен заснував проект GNU з метою створення повноцінної Unix-подібної операційної системи і наповнення її повністю відкритим програмним забезпеченням. На самому початку 1990-х проект зібрав майже усі необхідні компоненти цієї системи: бібліотеки, компілятори, текстові редактори, командну оболонку Unix , за винятком основного компоненту – ядра. У 1990 році проект почав розробку ядра GNU Hurd на основі мікроядра Mach, однак робота розпочалася із серйозними перешкодами і просувалася досить повільно.
Тим часом, у 1991 фінський студент Університету Гельсінкі, Лінус Торвальдс як своє хобі розпочав розробку іншого ядра. Спершу Торвальдс використовував на своєму комп’ютері Minix спрощену Unix-подібну операційну систему, розроблену Ендрю Тененбаумом з метою використання у навчальних цілях. Однак, Таненбаум не дозволив іншим розширювати його операційну систему, що спонукало Торвальдса створити заміну для Minix.
Спершу Торвальдс назвав своє ядро «Freax», що є схрещенням слів «free» та «freek», плюс додання літери «Х», котра часто використовується у іменах Unix-подібних операційних систем. Назву «Linux» придумав Арі Лемке, котрий на той час адміністрував FTP-сервер мережі фінських університетів, віддав назву «Linux» мережі, з якої проект Торвальдса був уперше доступний для завантаження.
На початку для налаштування та встановлення Лінукс був потрібен комп’ютер під керівництвом Minix. Перші версії Лінукса також вимагали наявності на твердому диску іншої операційної системи для здійснення завантаження, але пізніше з’явилися незалежні завантажувачі на кшталт LILO. Лінукс швидко перевершив Minix у функціональності; Торвальдс та інші ранні розробники ядра адаптували свою роботу для компонентів GNU та користувацького програмного забезпечення задля створення завершеної, повнофункціональної, вільної операційної системи.
Сьогодні Торвальдс продовжує координувати процес розробки ядра, у той час, як інші підсистеми, як то компоненти GNU продовжують розвиватися окремо (розвиток ядра Лінукс не є частиною проекту GNU). Інші спільноти і компанії комбінують і поширюють усі ці компоненти із додатковим прикладним програмним забезпеченням у вигляді дистрибутивів Лінукс.
2.3.2 Розробники Linux
GNU/Linux – складна система, що включає тисячі різних пакунків, від найпоширеніших, таких, як утиліти GNU, X.org, графічні середовища GNOME і KDE, до специфічних для якогось одного з дистрибутивів. Команди розробників кожного проекту відрізняються чисельністю, підходом до роботи, інструментами, що застосовуються, і методами планування робіт. При цьому ядро Linux займає особливе місце серед всіх інших застосувань. Від нього залежить можливість роботи системи GNU/Linux на різних апаратних платформах і ступінь підтримки різних пристроїв. Тому характеристики процесу його розробки можуть якоюсь мірою служити індикатором для всієї системи GNU/Linux.
Linux Foundation провело дослідження, що охоплює трирічний період розробки ядра (від версії 2.6.11 до версії 2.6.24) і фокусується на таких характеристиках, як частота релізів і змін, розмір початкових текстів ядра, і найголовніше, дозволяє отримати уявлення про тих, хто зрештою розробляє ядро Linux.
Статистика показує, що, в середньому, кожен новий реліз ядра виходить раз на 2,5 – 3 місяці (60 – 110 днів). В першу чергу це пов’язано з вибраною в 2005 р. моделлю розробки, спрямованою на зведення до мінімуму тривалості проміжків між розробкою нових функцій, появою підтримки нових пристроїв і включенням їх в ядро; а також що зводить до мінімуму потребу творців дистрибутивів в модифікаціях ядра.
При цьому число латок (патчів), що вносяться до ядра, має тенденцію до зростання. Зводячи воєдино ці дві характеристики, можна відзначити, що, в середньому, до ядра вноситься 2,83 латки за годину, при цьому в рядках коду щодня в ядро додається понад 3 тис. рядків, більше 1,4 тис. рядків модифікується. Число розробників, що взяли участь у випуску версії 2.6.24, більш ніж вдвічі перевищило цей показник для версії 2.6.11 і склало 1057 чоловік.
При цьому, проте, всього 10 провідних розробників спільно внесли майже 15 % змін, а 30 провідних розробників – 30 %. Це, однак, не означає, що поширене в деяких кругах уявлення про Linux як про систему, що розробляється аматорами, правильне. Не зважаючи, що далеко не у всіх компаній, що займаються вільним ПЗ, є необхідність вносити зміни до ядра, число компаній, що беруть участь в його розробці, росте. Чотири найбільші компанії-розробники ядра – Red Hat, Novell, IBM і Intel – внесли більше 32 % зроблених за час дослідження змін, а сумарний відсоток змін в ядро, внесених розробниками, що працюють на компанії, склав більше 70 %.
При цьому серед компаній, що беруть участь в розробці ядра, виділяється декілька груп по основній меті участі в розробці. Це група компаній, що включає IBM, Intel, HP, SGI, MIPS та інших, яка орієнтується в основному на підтримку роботи Linux на власному устаткуванні. Дистриб’ютори, такі, як Red Hat, Novell, MontaVista мають на меті додавання в ядро можливостей, на які існує попит серед користувачів, і які підсилюють конкурентоспроможність дистрибутивів як кінцевих продуктів. Такі компанії, як Sony, Nokia, Samsung працюють над ядром для поліпшення роботи систем на базі ядра Linux у власних пристроях.
Таким чином, з дослідження Linux Foundation можна зробити висновок, що ядро Linux є безпрецедентним прикладом успішної співпраці різних за розміром і виробленою продукцією компаній і індивідуальних розробників. Кількість цих розробників і розподіл їх внеску в розробку може служити, в деякому розумінні, гарантією стабільності і незалежності розробки. Це наочно демонструє переваги як відкритої моделі розробки в цілому, так і гарантій, що надаються розробникам і кінцевим користувачам самою концепцією вільного ПЗ, закріпленою в ліцензії GNU GPL [7].
2.3.3 Дистрибутив Linux
Дистрибутив Лінукс, часто просто дистрибутив або навіть дистро – це член сімейства Лінукс з Юнікс-подібних операційних систем, що складається з ядра Лінукс, системних бібліотек та інструментів, розроблених проектом GNU та інших програм. Існує величезна кількість різноманітних дистрибутивів Лінукс від повноцінних стільничних та серверних операційних систем до мінімальних середовищ (що як правило використовуються у вбудованих системах чи мають спеціалізоване призначення).
Щоб забезпечити Юнікс-подібне середовище дистрибутиви Лінукс містять набір Юнікс-подібних інструментів та бібліотек. У повнофункціональних дистрибутивах він як правило береться з проекту GNU. Дистрибутиви, орієнтовані на мінімальний розмір, користуються компактнішими альтернативами, наприклад, busybox та uclibc.
До появи перших дистрибутивів людина, що хотіла стати користувачем Лінукс, повинна була бути експертом Юнікс знаючи не лише які бібліотеки та програми потрібні для успішного завантаження та запуску системи, але й важливі деталі конфігурації системи та способу розташування в ній певних файлів.
Дистрибутиви почали з’являтись відразу після того, як ядро Лінукс почали використовувати не тільки програмісти Лінукс, котрі були більше зацікавлені у розробці ядра, аніж в написанні користувацьких програм. Першими з них були:
«Boot-root» від H.J.Lu’s, дводисковий набір з ядра та абсолютного мінімуму необхідних для запуску інструментів;
MCC Interim Linux, що був доступний для загального завантаження з сервера FTP Університету Манчестера (англ. en:University of Manchester) у лютому 1992 року;
TAMU, створений ентузіастами з Техаського університету A&M приблизно в той же час;
SLS (Softlanding Linux System).
Yggdrasil Linux, перший дистрибутив Лінукс, що поширювався на КД.
Оскільки SLS дуже погано підтримувався, Патрік Волкердінґ на його основі розробив дистрибутив, котрий назвав Slackware. Перший випуск цього дистрибутива відбувся 16 липня 1993. Це найстаріший з активних в наш час дистрибутивів.
Користувачі зацікавились дистрибутивами Лінукс як альтернативою DOS та Microsoft Windows на ПК, Mac OS X на комп’ютерах Macintosh та власницьким версіям Юнікс. Перші адепти були знайомі з Юнікс ще з шкільної лави. Вони вибирали Лінукс за його стабільність, низьку вартість та за доступність джерельних кодів практично всіх включених програм. Дистрибутиви, що спочатку розроблялись просто задля зручності, на сьогоднішній день стали звичним вибором навіть для експертів Юнікс чи Лінукс.
2.3.3.1 Склад дистрибутиву
Типовий дистрибутив, призначений для запуску як офісна чи розважальна система, складається з ядра Лінукс, інструментів та бібліотек проекту GNU, додаткових програм, документації, графічної системи, віконного менеджера та стільничного середовища. Більшість з включених програм є вільними та/або програмами з відкритим кодом, що поширюються супровідниками як у двійковій формі, так і у вигляді джерельних текстів, що дає можливість користувачам при потребі самостійно змінювати джерельний код. Частина включених програм, проте, можуть бути власницькими, без доступних джерельних кодів.
Більшість дистрибутивів мають систему встановлення, як і інші сучасні операційні системи; проте є й самозбірні дистрибутиви штибу Gentoo Linux та Лінукс Спочатку (Linux From Scratch), що надають у скомпільованій формі лише ядро, компілятор та встановлювач, котрий компілює всі інші програми під специфічне середовище конкретного користувача.
Як правило дистрибутив поділений на пакунки. Кожен пакунок містить певну програму чи службу, наприклад бібліотеку для обробки малюнків у форматі PNG, колекцію шрифтів чи веб-оглядач.
Як правило пакунок постачається у скомпільованій формі, зрозумілій системі керування пакунками (СКП). Кожен такий пакунок містить окрім власне програми ще й додаткову інформацію як-от опис, інформацію про версію програми та/або пакунку, інформацію про залежності. За допомогою цієї інформації СКП може оновлювати пакунок до новішої версії в автоматичному, напівавтоматичному чи ручному режимі, шукати потрібний тощо.
Хоча в дистрибутивах Лінукс, як правило, міститься значно більше програм, аніж у власницьких операційних системах, локальні адміністратори часто самостійно встановлюють додаткові, потрібні їм програми – новішу версію графічної оболонки чи програму, котру не знайшли за допомогою СКП. Якщо така програма встановлювалась вручну, компіляцією з джерельних кодів, то СКП не знає про її існування і фактичний стан системи відрізняється від того, котрий очікується. Така ситуація може призвести до клопотів у майбутньому – при оновленні чи встановленні нових програм через СКП, тому адміністраторам потрібно докладати додаткових зусиль для підтримки системи у актуальному стані, оскільки СКП не зможе зробити це автоматично.
2.3.3.2 Класифікація дистрибутивів
В загальному дистрибутиви можуть бути:
комерційними чи некомерційними;
розробленими для корпоративного чи домашнього вжитку;
розробленими для серверів, стільниць чи вбудованих систем;
орієнтованими на звичайних чи досвідчених користувачів;
загального призначення чи вузькоспеціалізовані, наприклад мережеві маршрутизатори, файрволи, кластери;
спроектованими або й навіть сертифікованими для вжитку на специфічних архітектурах та пристроях;
орієнтованими на специфічні групи користувачів, як, наприклад, українізовані дистрибутиви чи дистрибутиви для науковців або митців [8].
2.3.4 Вибір дистрибутиву Linux
Для того щоб підібрати дистрибутив, що задовольняє потребам конкретного користувача, немає необхідності переглядати всі існуючі. По-перше, абсолютно всі дистрибутиви засновані на одному і тому ж ядрі операційної системи Linux. А тому їх продуктивність і основна функціональність абсолютно ідентичні. По-друге, переважна більшість популярних дистрибутивів включають в себе одні й ті ж програми, розрізняючи лише в дрібницях (в якихось переважають системні інструменти, в якихось – мультимедійні тощо) та процедуру встановлення на комп’ютер. Додати відсутні програми в систему після інсталяції під силу кожному, навіть починаючому користувачеві. Таким чином, якщо ви обираєте дистрибутив, забудьте про технічні специфікації і зосередьте свою увагу на загальній характеристиці.
За даними компанії Distrowatch, на сьогоднішній день існує більше 300 дистрибутивів ОС Linux. Розглянемо найбільш популярні із них.
2.3.4.1 Ubuntu
Ubuntu – використовує ядро Linux операційна система, заснована на Debian. Основним розробником і спонсором є компанія Canonical. В даний час проект активно розвивається і підтримується вільним спільнотою.
Спочатку Ubuntu 20 жовтня 2004 створювалася, як тимчасове відгалуження від Debian з метою регулярно випускати нову версію операційної системи кожні шість місяців. На відміну від інших відгалужень Debian загального призначення, таких як Xandros, Linspire і Libranet, Canonical залишилася близька до філософії Debian і включає в Ubuntu в основному вільне програмне забезпечення замість того, щоб частково покластися на невільні додавання.
Сама назва дистрибутива говорить про те, що розробники намагаються зробити Linux з людським обличчям. І судячи з популярності – їм це в принципі вдається.
Безсумнівно, Ubuntu – це історія успіху дистрибутива останніх років: він виник з нізвідки і за 3 роки став одним з найпопулярніших дистрибутивів. Що ж зумовило його успіх?
Вливання десяти мільйонів доларів, звичайно, аж ніяк не шкодить, але кидати гроші на вільне ПЗ не означає зробити його казково гарним: Mandrake/Mandriva це випробував на своїй шкурі. В Ubuntu приваблює те, що він «просто працює». Ви натискаєте на значок установки, відповідаєте на пару питань, а про решту він піклується сам. Багато дистрибутиви підтримують подвійну завантаження з Windows, але Ubuntu до того ж розпізнає інші встановлені Linux’и і додає їх до завантажувального меню.
Нові версії випускаються кожні шість місяців (дати відображені в їхніх номерах), і якщо ви захочете відновити систему, встановлювати заново її не буде потрібно. Ubuntu заснований на Debian, так що перехід на актуальне реліз можливий простим оновленням, а графічні засоби Ubuntu дозволять вам зробити це без звернення до командного рядка. Розпізнавання обладнання хороше.
Особливості:
простий, зрозумілий багатомовний інтерфейс;
пасті і легкі оновлення по мережі і оффлайн репозиторій Package;
потужна спільнота користувачів і розробників.
2.3.4.2 Mint
Найпопулярніший дистрибутив на сьогоднішній день. Спочатку Linux Mint грунтувався на Ubuntu, згодом число його варіацій стало рости, і з’явилася гілка дистрибутивів на основі Debian. Типово в кожній із зборок використовується одна з популярних графічних середовищ – KDE, Xfce, Gnome та інших. Так як складання Linux Mint в більшості своїй відрізняються від Ubuntu лише складом включених в дистрибутив пакетів, то сумісність з Ubuntu очевидна, що визнають і самі розробники.
Мета дистрибутива полягає в наданні кінцевому користувачеві максимально простою системи, яка буде готова до роботи відразу після установки і не зажадає завантажувати найбільш популярне програмне забезпечення, у тому числі і додаткові кодеки для відтворення популярних мультимедійних форматів. В іншому Linux Mint являє собою все ту ж Ubuntu, в яку приносить новий оригінальний інтерфейс переважно в зелених тонах і невелика кількість власних програм (mintInstall, mintUpdate, mintMenu та ін), покликаних полегшити життя тим, хто тільки знайомиться з Linux.
Спочатку проектом було передбачено, що за один випуск Ubuntu може випускатися кілька версій Linux Mint. Однак з версії Elyssa, що має порядковий номер 5.0, цей підхід був скасований. Дистрибутиви стали нумеруватися цілими числами, так як було прийнято рішення слідувати стандартному шестимісячного циклу розробки Ubuntu.
2.3.4.3 Slackware
Slackware – один з найстаріших дистрибутивів Linux. Його іноді називають «найбільш Linux’овим».
Цілями, покладеними в основу побудови цього дистрибутива, є простота пристрою і стабільність.
Основний принцип цього дистрибутива – Принцип KISS (Keep it simple, stupid). Це відноситься до простоти побудови системи, а не до простоти використання. Система має тільки те, що потрібно і нічого більше.
Проект, створений Патріком Фолькердінгом (Patrick Volkerding) у 1992, є найстарішим у світі Linux. У дистрибутиві відсутні графічний інсталятор і утиліти налаштування системи. Будь-яка настройка проводиться за допомогою редагування конфігураційних файлів. Через це Slackware Linux рекомендують людям, які хочуть глибоко вивчити основи функціонування GNU/Linux.
Особливості:
висока стабільність і відсутність помилок;
вся настройка виконується через редагування текстових файлів;
обмежене автоматичне визначення обладнання;
величезна кількість документації, в тому числі і російськомовної.
Інші дистрибутиви намагаються бути оригінальними у всьому, а Slackware тримається якнайближче до вихідних версіями додатків. Ви не знайдете тут надмірно латаних ядер і настроюються систем меню – тільки стандартні додатки, такі, якими їх зробили автори.
Настільки мінімалістичний підхід означає, що прикрашень буде поменше, але зате менше і вигуків розчарування: адже чим простіше система, тим менше причин поламатися. Ви також стаєте ближче до суті.
Один з найстаріших дистрибутивів, і він дуже популярний серед досвідчених користувачів Linux. Він не пропонує користувачам різних "примочок" – тільки текстовий інсталятор і текстові утиліти для конфігурації. У той час як інші дистрибутиви щосили розробляють різні зручні графічні інтерфейси для багатьох стандартних утиліт, Slackware досі може бути налаштований тільки шляхом редагування конфігураційних файлів. Через це Slackware – збірки не можна для початківців користувачів Linux.
Незважаючи на це, Slackware має якусь магію, яка притягує користувачів. Цей дистрибутив дуже стабільний і захищений, і добре підходить для серверів. Досвідчені Linux-адміністратори розуміють, що цей дистрибутив більш стабільний, тому що багато пакети знаходяться у своїй первісній формі – у вихідних текстах. Нові версії виходять не часто, але вони доступні для вільного скачування після офіційного релізу. Slackware – відмінний дистрибутив для тих, хто хоче глибше вивчити основи Linux.
2.3.4.4 OpenSUSE
Спочатку розроблявся в Німеччині, але зараз його власником є американська корпорація Novell, Inc. Був заснований на дистрибутиві Slackware, проте був значно перероблений і являє собою відокремлений дистрибутив, відрізняється від останнього форматом пакетів, а також системою настройки і адміністрування YaST. З часом SUSE включила в себе багато аспектів Red Hat Linux (використання системи RPM та /etc/sysconfig). Цикл випуску нових версій – 8 місяців.
Вчора всі основні комерційні дистрибутиви мають community-редакції – вільні версії, підтримувані (і частково розроблювані) спільнотою, хоча зазвичай підключаються і офіційні розробники.
OpenSUSE – це вільна версія SUSE, і ще недавно робота з нею нагадувала їзду по купинах: версії 10.1 і 10.2 страждали від серйозних дефектів, зокрема, у менеджерів пакетів. Так, саме в множині: в 10.2 було два менеджери пакетів, і обидва погані. Версія 10.3 позбулася таких проблем: це солідний дистрибутив, який ув’язав все, що належить звичайній системі пакетів SUSE. Панель управління YaST (Yet another Setup Tool) вичерпує практично все, що можна зробити з системою, і вона – ключ до всіх багатств OpenSUSE. Якщо ви хочете задіяти нове обладнання, не шукайте драйвер: просто підключіть його і йдіть у відповідний розділ YaST’а. Користувачам Windows це здасться незвичним, але як тільки ви зрозумієте, що відповіддю на багато питань служить «запустіть YaST», життя відразу спроститься.
Як і у деяких інших дистрибутивів даного огляду, величезну частину досвіду роботи з OpenSUSE формує спільноту. Просиджувати у форумах зовсім не обов’язково, але такі ресурси спільноти, як форуми і wiki, вельми цінні, якщо вам потрібна допомога, якщо ви знайшли помилку або бажаєте розпитати про нову функцію.
Особливості:
проста настройка обладнання;
"фірмовий" установник пакетів YaST;
відмінна документація російською та англійською мовами.
2.3.4.5 Gentoo
Gentoo Linux – досить популярний дистрибутив Linux з потужною і гнучкою технологією Portage, яка поєднує в собі можливості конфігурації, налаштування, а також автоматизовану систему управління пакетами. Відмінною особливістю Gentoo є наявність оптимізації під конкретне апаратне забезпечення.
Дистрибутив веде свій початок з розробки Деніелом Роббінсом дистрибутива Enoch Linux в 1999 році. Завдяки системі Portage, що дозволяє зробити з Gentoo практично все, що завгодно (від сервера до робочої станції).
Це дистрибутив для тих, хто хоче знати, що відбувається за сценою, і не боїться забруднити руки налаштуванням.
Головна сила Gentoo – абсолютний контроль, наданий користувачеві.
Текстові конфігураційні файли – все це дозволяє уточнити кожну дрібницю, і тому дистрибутив зазвичай скрізь характеризується як «Тільки для цінителів контролю». Тим, хто шукає більш просту установку "вказав-і-клацнув", тим краще звернутися до більшості інших розглянутих дистрибутивів Linux; але для бажаючих встановити конкретно те, що їм потрібно, Gentoo залишиться в списку першим після відсіву.
На відміну від інших дистрибутивів, Gentoo не має чітких версій. Хоча інсталяційні диски пронумеровані, але підтримувана в актуальному стані система буде однаковою, незалежно від того, розгорнули її минулого тижня або ще кілька років тому.
Особливості:
дистрибутив, оптимізований під ваші спеціальні вимоги;
встановлення будь-яких програм – це ж OpenSource, а значить вихідний код доступний завжди;
потужна підтримка від спільноти по-справжньому просунутих користувачів.
Дистрибутив за принципом "зроби сам" спеціально для тих, хто хоче розуміти і визначати його роботу. Складний, хоча і рекомендується для новачків охочих вибрати "правильний шлях" з перших кроків у Linux.
2.3.4.6 Debian
Роки роботи багатьох сотень розробників дозволили зробити Debian самим простим, зрозумілим, логічним у налаштуванні і адмініструванні дистрибутивом. Якщо ви хочете зрозуміти Linux, серйозно вивчити його, не займаючись при цьому безперервним пошуком файлів налаштування, документації, відсутніх пакетів, то Debian – для вас. Даний дистрибутив – цілком некомерційний проект, що базується на ідеалах розробки Linux. Добровільні розробники з усього світу вносять внесок у загальний проект, який добре організований і має суворі правила, і це гарантує якість збірки Debian.
Протягом всього процесу розробки існують 3 гілки – "стабільна", "перебуває у процесі тестування" і "нестабільна". Коли з’являється нова версія пакету, вона поміщається спочатку в нестабільну категорію. Після проходження самого початкового тестування вона переміщається в категорію основного процесу тестування, в якій вона знаходиться кілька місяців. І тільки після затяжного процесу тестування нова версія визнається стабільною. У результаті цього дистрибутив стає дуже стабільним, надійним і придатним для використання на серверах.
Debian – справжня енциклопедія вільних програм. Ви знайдете в ньому все, що потрібно для роботи в самому широкому спектрі галузей інформаційних технологій.
Debian має найбільшу серед всіх дистрибутивів сховище пакетів – готових до використання програм.
Стабільність Debian ідеальна для тих, хто сповідують принцип «не зламалося – не чини».
Debian– один з первинних дистрибутивів, він сходить до 1993 р. Традиційно вважається, що система управління пакетами Debian перевершує RPM, хоча остання і скоротила розрив (в основному завдяки запозиченням з системи Debian).
Debian вибраний як базова система для багатьох інших дистрибутивів, включаючи і деякі розглянуті тут више, наприклад Ubuntu, так що це – дистрибутив для творців дистрибутивів [9].
Я обрав дистрибутив Debian, тому що він дуже простий та зрозумілий. Цей дистрибутив має дуже багато переваг:
Debian підтримується користувачами;
краща система управління пакетами в світі (dpkg (APT));
легка установка;
велика кількість програмного забезпечення;
легке оновлення;
стабільність.
Але Debian має і кілька недоліків:
мало популярного комерційного програмного забезпечення;
підтримується не все апаратне забезпечення.
Я вважаю, що дистрибутив Debian найбільше підходить для рішення тих задач, що стоять переді мною в дипломному проекті.
2.3.5 Права доступу до файлів і каталогів в Linux Debian
2.3.5.1 Користувачі та групи
Оскільки система Linux з самого початку розроблялася як багатокористувацька система, в ній передбачено такий механізм, як права доступу до файлів і каталогів. Він дозволяє розмежувати повноваження користувачів, що працюють в системі. Зокрема, права доступу дозволяють окремим користувачам мати "особисті" файли і каталоги. Наприклад, якщо користувач ivanov створив у своєму домашньому каталозі файли, то він є власником цих файлів і може визначити права доступу до них для себе і решти користувачів. Він може, наприклад, повністю закрити доступ до своїх файлів для інших користувачів, або дозволити їм читати свої файли, заборонивши змінювати і виконувати їх.
Правильна настройка прав доступу дозволяє підвищити надійність системи, захистивши від зміни або видалення важливі системні файли. Нарешті, оскільки зовнішні пристрої з точки зору Linux також є об’єктами файлової системи, механізм прав доступу можна застосовувати і для управління доступом до пристроїв.
У будь-якого файлу в системі є власник – один з користувачів. Однак кожен файл одночасно належить до деякої групи користувачів системи. Кожен користувач може входити в будь-яку кількість груп, і в кожну групу може входити будь-яку кількість користувачів з числа визначених у системі.
Крім облікових записів, які використовують люди для роботи з системою, в Linux передбачені облікові записи для так званих системних користувачів: з точки зору системи це такі ж користувачі, які можуть бути власниками файлів, однак ці облікові записи використовуються тільки для роботи деяких програм-серверів. Наприклад, стандартний системний користувач mail використовується програмами доставки пошти.
Коли в системі створюється новий користувач, він додається принаймні в одну групу. В системі ALTLinux3.0 при створенні нового облікового запису створюється спеціальна група, ім’я якої збігається з ім’ям нового користувача, і користувач включається в цю групу. Надалі адміністратор може додати користувача до інших груп.
Механізм груп може застосовуватися для організації спільного доступу декількох користувачів до певних ресурсів. Наприклад, на сервері організації для кожного проекту може бути створена окрема група, до якої увійдуть облікові записи (імена користувачів) співробітників, що працюють над цим проектом. При цьому файли, пов’язані з проектом, можуть належати цій групі і бути доступними для її членів. У системі також визначено декілька груп (наприклад, bin), які використовуються для управління доступом системних програм до різних ресурсів. Як правило, членами цих груп є системні користувачі, користувачі-люди не включаються в такі групи.
У деяких дистрибутивах Linux за допомогою груп можуть бути надані права, необхідні для виконання певних завдань. Наприклад, щоб користувач отримав можливість створювати пакунки RPM, його слід включити в групу rpm. Щоб надати можливість запису дисків CD-R/RW, користувача потрібно включити в групу cdwriter.
2.3.5.2 Види прав доступу
Права доступу визначаються по відношенню до трьох типів дій: читання, запис і виконання. Ці права доступу можуть бути надані трьом класам користувачів: власнику файлу (користувачеві), групі, якій належить файл, а також всім іншим користувачам, що не входять в цю групу. Право на читання дає користувачеві можливість читати вміст файлу або, якщо такий доступ дозволений до каталогів, переглядати вміст каталогу (використовуючи команду ls). Право на запис дає користувачеві можливість записувати або змінювати файл, а право на запис для каталогу – можливість створювати нові файли або видаляти файли з цього каталогу. Нарешті, право на виконання дозволяє користувачеві запускати файл як програму або сценарій командної оболонки (зрозуміло, це дія має сенс лише в тому випадку, якщо файл є програмою або сценарієм). Володіння правами на виконання для каталогу дозволяє перейти (командою cd) в цей каталог.
Щоб отримати інформацію про права доступу, використовуйте команду ls з ключем -l. При цьому буде виведена докладна інформація про файли і каталогах, в якій будуть, серед іншого, відображені права доступу. Розглянемо наступний приклад:
/home/ivanov/docs# ls -l report1303
-rw-r-r-- 1 ivanov users 505 Mar 13 19:05 report1303
Перше поле в цьому рядку (-rw-r-r--) відображає права доступу до файлу. Третє поле вказує на власника файлу (ivanov), четверте поле вказує на групу, яка володіє цим файлом (users). Останнє поле – це ім’я файлу (report1303). Інші поля описані в документації до команди ls.
Цей файл є власністю користувача ivanov та групи users. Послідовність -rw-r-r-- показує права доступу для користувача – власника файлу, користувачів – членів групи-власника, а також для всіх інших користувачів.
Перший символ з цього ряду (-) позначає тип файлу. Символ – означає, що це – звичайний файл, який не є каталогом (у цьому випадку першим символом було б d) або псевдофайлом пристрою. Наступні три символи (rw-) представляють собою права доступу, надані власнику ivanov. Символ r – скорочення від read, а w – скорочення від write. Таким чином, ivanov має право на читання і запис (зміну) файлу report1303.
Після символу w міг би стояти символ x, що означає наявність прав на виконання (англ. execute, виконувати) файлу. Однак символ -, що стоїть тут замість x, вказує, що ivanov не має права на виконання цього файлу. Це розумно, тому що файл report1303 не є програмою. У той же час, користувач, що зареєструвався в системі як ivanov, при бажанні може надати собі право на виконання даного файлу, оскільки є його власником. Для зміни прав доступу до файлу або каталогу використовується команда chmod.
Наступні три символи (r--) відображають права доступу групи до файлу. Групою-власником файлу в нашому прикладі є група users. Оскільки тут присутній тільки символ r, всі користувачі з групи users може читати цей файл, але не можуть змінювати або виконувати її.
Нарешті, останні три символи (це знову r--) відображають собою права доступу до цього файлу всіх інших користувачів, крім власника файлу і користувачів з групи users. Так як тут вказано тільки символ r, ці користувачі теж можуть читати файл.
Можливість доступу до файлу залежить також від прав доступу до каталогу, в якому знаходиться файл. Наприклад, навіть якщо права доступу до файлу встановлені як -rwxrwxrwx, інші користувачі не можуть отримати доступ до файлу, поки вони не мають прав на виконання для каталогу, в якому знаходиться файл. Іншими словами, щоб скористатися наявними у вас правами доступу до файлу, ви повинні мати право на виконання для всіх каталогів вздовж шляху до файлу.
"Користувачами" системи Linux, що виконують різні дії з файлами і каталогами, є насправді зовсім не люди, а програми, що виконуються в системі – процеси. Одна з таких програм – командна оболонка, яка зчитує команди користувача з командного рядка і передає їх системи на виконання. Кожна програма (процес) виконується від імені певного користувача. Її можливості роботи з файлами і каталогами визначаються правами доступу, визначеними для цього користувача.
З метою оптимального налаштування прав доступу для низки програм-серверів в системі створені системні користувачі (облікові записи), від імені яких працюють ці програми.
2.3.5.3 Права доступу та адміністрування системи
Установка і підтримка оптимальних прав доступу є однією з найважливіших завдань системного адміністратора. Права повинні бути достатніми для нормальної роботи користувачів і програм, але не більшими, ніж необхідно для такої роботи. Перш ніж вносити істотні зміни в систему, доцільно зрозуміти її логіку і з’ясувати, чи немає іншого способу досягти потрібної мети.
Оскільки програми, виконувані від імені суперкористувача (root), можуть здійснювати будь-які дії з будь-якими файлами і каталогами, їх виконання може завдати системі серйозної шкоди. Це може бути як наслідком вразливостей або помилок у програмах, так і результатом помилкових дій самого користувача. Тому робота з правами суперкористувача вимагає особливої обережності [10].