Windows и unix сравнительная характеристика реферат
Обновлено: 04.07.2024
Содержание работы
Глава 1. Операционная система UNIX
Глава 2. Отличия операционной системы UNIX от других операционных систем.
Глава 3. Немного о Linux
Глава 4. Linux, FreeBSD и другие
Глава 4. Стоимость бесплатных UNIX
Глава 5. Общие характеристики бесплатных ОС
Глава 6. Перспективы бесплатных ОС
Заключение
Содержимое работы - 1 файл
реферат по информатике.doc
Реферат на тему
Глава 1. Операционная система UNIX
Глава 2. Отличия операционной системы UNIX от других операционных систем.
Глава 3. Немного о Linux
Глава 4. Linux, FreeBSD и другие
Глава 4. Стоимость бесплатных UNIX
Глава 5. Общие характеристики бесплатных ОС
Глава 6. Перспективы бесплатных ОС
Глава 1. Операционная система UNIX
В этом заключается одно из отличий UNIX от DOS, Windows и Macintosh - операционных систем, в которых понятие "многопользовательский" отсутствует.
UNIX должна знать, кто Вы, чтобы выделять Вас среди десятков, сотен и даже тысяч других пользователей.
UNIX - одна из самых популярных в мире операционных систем благодаря тому, что ее сопровождает и распространяет большое число компаний.
Первоначально она была создана как многозадачная система для миникомпьютеров и мэйнфреймов в середине 70-х годов, но с тех пор она выросла в одну из наиболее распространенных операционных систем, несмотря на свой временами обескураживающий интерфейс и отсутствие централизованной стандартизации. Существуют версии UNIX для многих систем, начиная от персонального компьютера, до суперкомпьютеров, таких как Cray Y-MP.
Командные языки, используемые в ОС UNIX, достаточно просты, чтобы новые пользователи могли быстро начать работать, и достаточно мощны, чтобы можно было использовать их для написания сложных программ.
ОС UNIX одновременно является операционной средой использования существующих прикладных программ и средой разработки новых приложений.
Новые программы могут писаться на разных языках (Фортран, Паскаль, Модула,
Ада и др.). Однако стандартным языком программирования в среде ОС UNIX является язык Си (который в последнее время все больше заменяется на Си++).
Это объясняется тем, что во-первых, сама система UNIX написана на языке Си, а, во-вторых, язык Си является одним из наиболее качественно стандартизованных языков.
Операционная система UNIX - это набор программ, который управляет компьютером, осуществляет связь между вами и компьютером и обеспечивает вас инструментальными средствами, чтобы помочь вам выполнить вашу работу.
Разработанная, чтобы обеспечить легкость, эффективность и гибкость программного обеспечения, система UNIX имеет несколько полезных функций:
основная цель системы - это выполнять широкий спектр заданий и программ;
многопользовательское окружение, которое позволяет вам разделять ресурсы компьютера с другими пользователями без уменьшения производительности. Этот метод называется разделением времени.
Система UNIX взаимодействует с пользователями поочередно, но так быстро, что кажется, что взаимодействует со всеми пользователями одновременно;
многозадачное окружение, которое позволяет вам выполнять более одного задания в одно и тоже время.
Система UNIX имеет 4 основных компонента:
ядро - это программа, которая образует ядро операционной системы; она координирует внутренние функции компьютера (такие как размещение системных ресурсов). Ядро работает невидимо для вас;
commands -это имена программ, которые компьютер должен выполнить.
Пакеты программ называются инструментальными средствами. Система UNIX обеспечивает инструментальными средствами для таких заданий как создание и изменение текста, написание программ, развитие инструментария программного обеспечения, обмен информацией с другими посредством компьютера;
file system - файловая система - это набор всех файлов, возможных для вашего компьютера. Она помогает вам легко сохранять и отыскивать информацию.
Глава 2. Отличия операционной системы UNIX от других операционных систем.
Unix состоит из ядра с включенными в него драйверами и из утилит
(внешних по отношению к ядру программ). Если надо изменить конфигурацию (добавить устройство, изменить порт или прерывание), то ядро пересобирают (перелинковывают) из обьектных модулей.
В противоположность Unix'у Windows (если не уточняется, какая, то имеются в виду 3.11, 95 и NT) и OS/2 при загрузке фактически на ходу прилинковывают драйверы. При этом компактность собранного ядра и повторное использование общего кода на порядок ниже, чем у Unix. Кроме того, при неизменной конфигурации системы ядро Unix без переделки (потребуется изменить только стартовую часть BIOS) может быть записан в ПЗУ и выполняться _не_загружаясь_ в ОЗУ. Компактность кода особенно важна, т.к. ядро и драйверы никогда не покидают физическую оперативную память, не сводятся на диск.
Unix - самая многоплатформенная OS. WindowsNT пытается подражать ему, но пока это плохо удается - после отказа от MIPS и POWER-PC, W'NT остались всего на двух платформы - традиционная i*86 и DEC Alpha. Разумеется, переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена.
Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях Unix, может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много порядков легче, чем например перенести с OS/2 на NT.
Unix используется как в качестве как сервера, так и рабочей станции. В номинации серверов с ним конкурируют MS WindowsNT, Novell Netware, IBM OS/2 Warp Connect, DEC VMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система имеет свою область применения, в которой она лучше других.
WindowsNT - для администраторов, которые предпочитают привычный интерфейс экономному расходованию ресурсов и высокой производительности.
Netware - для сетей, где нужна высокая производительность файлового и принтерного сервиса и не столь важны остальные сервисы. Главный недостаток - на сервере Netware трудно запускать приложения.
OS/2 хороша там, где нужен "легкий" сервер приложений. Ресурсов требует меньше чем NT, в управлении гибче (хотя в настройке может и сложнее), а многозадачность очень хорошая. Авторизация и разграничение прав доступа не реализованы на уровне ОС, что с лихвой окупается реализацией на уровне приложений-серверов. (Впрочем, зачастую остальные OS делают то же самое). Многие станции FIDOnet и BBS сделаны на базе OS/2.
VMS - мощный, ничем не уступающий Unix'ам (а во многом и превосходящий его) сервер приложений, но только для платформ VAX и Alpha фирмы DEC.
Мэйнфреймы - для обслуживания очень большого количества пользователей
(порядка нескольких тысяч). Но работа этих пользователей как правило организована в виде не клиент-серверного взаимодействия, а в виде хост- терминального. Терминал же в этой паре скорее не клиент, а сервер (Мир Internet, N3 за 1996-й год). К преимуществам мэйнфреймов надо отнести более высокую защищенность и устойчивость к сбоям, а к недостаткам - соответствующую этим качествам цену.
Unix хорош для квалифицированного (или желающего стать таковым) администратора, т.к. требует знания принципов функционирования происходящих в нем процессов. Реальная многозадачность и жесткое разделение памяти обеспечивают высокую надежность функционирования системы, хотя в производительности файл- и принт-сервисов Unix'ы уступают Netware.
Недостаточная гибкость предоставления прав доступа пользователей к файлам по сравнению с WindowsNT затрудняет организацию_на_уровне_ файловой_системы_ группового доступа к данным (точнее, к файлам), что компенсируется простотой реализации, а значит меньшими требованиями к аппаратуре. Впрочем, такие приложения, как SQL-сервер решают проблему группового доступа к данным своими силами.
Практически все протоколы(правила обмена информацией в сети), на которых основан Internet, были разработаны под Unix, в частности стек протоколов TCP/IP придуман в университете Berkeley.
Защищенность Unix при правильном администрировании ни в чем не уступает ни Novell, ни WindowsNT.
Важным свойством Unix, которое приближает его к мэйнфреймам, является его многотерминальность, много пользователей могут одновременно запускать программы на одной Unix-машине. Если не требуется использовать графику, можно обойтись дешевыми текстовыми терминалами (специализированными или на базе дешевых PC), подключенными по медленным линиям. В этом с ним конкурирует только VMS. Можно использовать и графические X-терминалы, когда на одном экране присутствуют окна процессов, выполняющихся на разных машинах.
В номинации рабочих станций с Unix конкурируют MS Windows*, IBM OS/2,
Macintosh и Acorn RISC-OS.
Unix функционирует как на PC, так и на мощных рабочих станциях с RISC- процессорами, под Unix написаны действительно мощные САПР и геоинформационные системы. Своей масштабируемостью Unix из-за его многоплатформенности на порядок превосходит любую другую операционную систему.
Система UNIX обеспечивает мощное и удобное окружение для развития программирования и программного обеспечения. В дополнение к различным языкам, которые вы можете использовать, система UNIX обеспечивает некоторыми дополнительными средствами, чтобы сделать развитие программного обеспечения легче.
Внешний круг системы UNIX образуют программы и инструментальные средства системы, разделенные на категории функционально. Эти функции включают: программное окружение - несколько программ системы UNIX, устанавливающих дружественное программное окружение, обеспечивающее интерфейсы между системой и языками программирования и использование обслуживающих программ; обработка текстов - система обеспечивает программы, такие как строковый и экранный редакторы, для создания и изменения текстов, орфографическую программу проверки для обнаружения ошибок орфографии, и необязательный форматер текста для создания высококачественных копий, которые подходят для публикаций; организация информации - система предоставляет много программ, которые позволяют вам создавать, организовывать и удалять файлы и каталоги; обслуживающие программы - инструментальные средства, создающие графику и выполняющие вычисления; электронная связь - несколько программ (например, mail) предоставляют вам возможность передавать информацию другим пользователям и в другие системы UNIX.
ОС UNIX изначально создавался как компактная система для программных разработок. Практически вся система написана на языке С и, вследствие этого, проста для понимания и легко переносима на различные аппаратные платформы. История этой ОС начиналась в 70 годы. В это время она свободно распространялась в основном в университетской среде и завоевывала популярность как инструментальная среда. Важной особенностью этой операционной системы является компактность кода - всего около 12 млн. строк. После появления в конце 70 миниЭВМ ОС UNIX стала практически стандартом для этих машин, поскольку обладая всей функциональностью коммерческих ОС (RSX, RT, VMS и ряд других) могла легко портироваться на различные платформы без существенных трудозатрат. С появлением в середине 80 годов первых ПК возникли и версии ОС UNIX для платформы Intel. С момента появления первого 32-разрядного процессора фирмы Intel 80386 и расширения RISC платформ (MIPS, Alpha, HP-PA, Motorolla начинается новый виток в развитии этой ОС. Однако настоящий бум на UNIX решения возник благодаря появлению Internet. Internet - это прежде всего Unix. Всемирная сеть изначально строилась на технологиях неразрывно связанных с ОС Unix (TCP/IP, SMTP, GOPHER и др.), и именно она привлекла внимание к этой ОС. На Unix вскормлены нынешние выпускники университетов - то поколение, которое сейчас начинает работу в качестве специалистов по ИТ, и будет определять развитие корпоративных информационных технологий своих предприятий. Каковы же основные отличительные черты этой замечательной нестареющей ОС?
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Операционная ситема UNIX изначально была написана для ЭВМ DEC PDP-7 в 1969 г., в 1970 г. была переписана с машинно-зависимого языка ассемблера (на котором тогда писались все операционные системы) на язык высокого уровня - Си и перенесена на более мощную машину - PDP-11/20. В 1974 г. UNIX была передана университетам ”для образовательных целей”, а несколько лет спустя нашла коммерческое применение.
UNIX стала первой операционной системой, написанной на языке высокого уровня, что сильно облегчало ее перенос на другие ЭВМ, aдаптацию в соответствии с конкретными требованиями пользователя. Главной отличительной чертой этой системы является ее модульность и обширный набор системных утилит, простота их совместного использования, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователя-программиста.
Операционные системы семейства MS-DOS (PC-DOS, DR-DOS и др.) появились вместе с первыми персональными компьютерами фирмы IBM в 1981 г. Персональные компьтеры IBM PC тогда имели неважные технические характеристики, были расчитаны на однопользовательский однозадачный режим (в отличае от UNIX - систем, работавших в многопользовательском многозадачном режиме). Обьем оперативной памяти компьютера IBM PC образца 1981 г. был 64 Kб., что предопределяло небольшой размер операционной системы и относительную бедность ее ситемных функций, и хотя в более поздних версиях набор средств был значительно расширен (версия 3.3, о которой и будет идти речь, включает в себя средства для работы в сети и защиту файлов), MS-DOS так и не ”доросла” до UNIX. С самого начала и компьютер, и операционная система были ориентированы на не очень квалифицированного пользователя, работающего с небольшим количеством программ узкого профессионального назначения.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОЦЕССА (ПРОГРАММЫ)
Единицей управления и потребления ресурсов в системе служит процесс (в MS-DOS - программа). Процесс - последовательное (или псевдо-параллельное) вычисление. В частности, ввод/вывод обычно выполняется синхронно, и процесс приостанавливается до его завершения. Если требуется продолжить выполнение процесса параллельно с инициированным им вводом/выводом, в UNIX нeoбходимо предварительно породить другой процесс для реализации ввода/вывода; в MS-DOS можно воспользоваться механизмом прерываний. Каждый процесс работает в своем адресном пространстве.
В опеационной системе UNIX процесс может быть создан единственным способом - системным вызовом порождения процесса fork, при этом процесс получает уникальный ненулевой целочисленный идентификатор, по которому система отличает его от других. При порождении создается точная копия порожадающего процесса, после завершения функции fork оба процесса (порождающий и порожденный) продолжают выполнение с одинаковых точек. Процесс может узнать, является ли он отцом (породившимся процессом) или ребенком (порожденным) по значению, возвращаемому функцией fork.
Функции семейства exec операционной системы UNIX позволяет передать управление другой программе, заменив текущий образ процесса образом новой программы, без создания нового процесса. При этом возврат к старому процессу невозможен.
В MS-DOS программа может быть загружена в память с немедленным запуском (запуск начинается с первой инструкции) или без запуска (оверлей) на выполнение, при этом для каждой программы в начале ее рабочей памяти создается специальная управляющая структура PSP - program segment prefix, которая отвечает за передачу управления в и из прогаммы, хранит информацию об открытых файлах, параметрах, переданных программе при вызове.
В обеих операцоинных системах процесс (программа) наследует все файлы, открытые его отцом, текущий каталог и управляющий терминал.
Процесс (программа) завершаются нормальным образом по своей инициативе (вызовом специальной функции в UNIX, системным прерыванием в MS-DOS) и возвращают отцу код завершения, или аварийным образом - получив сигнал.
Распределение памяти неразрывно связано с механизмом процессов (программ).
MS-DOS является однозадачной однопользовательской системой, и поэтому программе гарантировано монопольное владение всеми ресурсами (в частнисти памятью); программа, работающая в среде MS-DOS, должна сама заботится о распределении памяти. При запуске новой программы, запускающая программа должна освободить столко памяти, сколько необходимо для загрузки запускаемой программы, посредством вызова специальной системной функции.
Системные функции UNIX обеспечивают выделение, изменение размера и освобождение участков памяти.
Сигнальный механизм UNIX (в MS-DOS не документирован и не стандартизирован) позволяет процессам и операцоинной системе обмениваться информацией в реальном масштабе времени.
Сигналы различаются своими номерами - целыми числами, начиная с 1 (сигнал 0 - зарезервирован). Среди них: аварийное завершение, арифметическая исключительная ситуация, разрыв связи, недопустимая инструкция, нарушение защиты памяти, запись в програмный канал, не открытый для чтения, а также различные сигналы завершений. Кроме стандартных сигналов, процесс может определить собственные - 'пользовательские' сигналы.
Сигнал генерируется, когда происходит событие, вызывающее сигнал или вызывается специальная системная функция, аргументами которой являются номер сигнала и идентификаторы процессов, которым необходимо послать данный сигнал. Одно и то же событие может вызвать посылку сиганала нескольким процессам.
На каждый сигнал, определенный в системе, процесс должен иметь реакцию - действие, которое он выполняет при получении сигнала. Когда вызывается определенная для данного процесса и сигнала реакция, считается, что сигнал передан процессу, которому он был предназначен.
Сигнал может быть блокирован от передачи процесссу. Если реакция на сгенерированный блокированный сигнал отлична от игнориривания, то сигнал остается непереданным либо до снятия с него блокировки, либо до установки на него реакции игнорирования. Если на такой сигнал задана реакция игнорирования то от реализации зависит, будет ли такой сигнал немедленно удален или останется непереданным.
Каждый процесс имеет сигнальную маску, определяющую множество сигналов, блокированных от передачи процессу. Эта маска наследуется процессом при порождении и может быть изменена во время работы процесса.
Допустимы три вида реакции на сигнал: игнорировние, перехват и стандартная реакция системы, перехват и вызов функции внутри процесса. Перехват и игнорирование сигналов приостановки и уничтожения процесса невозможны.
МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКАЯ ЗАЩИТА (только ОС UNIX)
Пользователи, которым разрешено входить в систему, перечислены в учетной базе пользователей. Пользователи обьединены в группы; последние перечисленны в в учетной базе групп. Каждому пользователю и каждой группе присвоены целочисленные идентификаторы.
С каждым файлом связана пара идентификаторов: пользовательский и групповой. Файл наследует эти идентификаторы от эффективных идентификаторов процесса, создавшего данный файл. Процесс, эффективный пользовательский идентификатор которого совпадает с пользовательским идентификатором файла, считается владельцем данного файла.
Файл можно читать, писать и выполнять. Если файл является каталогом, выполнение означает поиск в нем. Права процессов при доступе к файлу хранятся в аттрибутах защиты файла. Эти аттрибуты при соьздании файла, могут быть изменены только имея соответствующие права.
Проверка прав происходит, когда процесс пытается открыть файл для чтения или записи, выполнить его.
Все пользователи, имеющие доступ в систему, разделены по отношению к файлу на три категории: владельцев (эффективный пользовательский идентификатор процесса совпадает с пользовательским идентификатором файла), членов группы (эффективный групповой идентификатор процесса совпадает с групповым идентификатором файла) и прочих.
Процесс может иметь зависящие от реализации привилегии, которые дают ему дополнительные права при доступе к файлу.
Если процесс не имеет привилегий, то ему разрешается доступ к файлу в трех случаях:
- процесс является владельцем файла (см. выше) и аттрибуты защиты файла разрешают запрашиваемый вид действия владельцу;
- эффективный групповой идентификатор процесса совпадает с групповым идентификаторoм файла и аттрибуты файла разрешают запрашиваемый вид действия группе;
- аттрибуты файла разрешают запрашиваемый вид действия всем процессам.
Если ни одно из условий не выполняется, то процесс не получает доступ к файлу.
Системные вызовы операционной системы UNIX обеспечивают: получение информации о пользователях и группах в учетной базе (при наличии соответствующих привилегий) и получение информации о защите конкретного файла.
За основу фаийловой системы MS-DOS была взята фаиловая система UNIX, поэтому они очень похожы.
Допускаются следующие типы файлов: обычные файлы, специальные байт-ориентированные и блок-ориентированные файлы, FIFO-файлы. Обычный файл - бесструктурный массив с прямым доступом. Каталог обеспечивает связь между именами файлов и собственно файлами. Каждый элемент каталога содержит локальное имя файла и ссылку на конкретный файл. В UNIX различные элементы каталогов могут ссылаться на один и тот же файл. Иерархия файлов образует древовидную структуру. Для именования файла используются корневой и текущий каталоги. Процесс (программа) может сменить текущий каталог.
FIFO - файл характеризуется тем, что данные из него могут быть прочитаны только в том порядке в каком они были записаны. Внешние устройства также считаются файлами, и с ними можно работать посредством обычных файловых операций. С точки зрения программы обычные, байт - и блочно - ориентированные файлы одинаковы.
Обе операционные ситемы обеспечивают смену и получение имени текущего каталога, создание, удаление, переименование и перемещение фаилов и каталогов, получение информации о файле или каталоге (размер, дату, время последней модификации; UNIX дополнительно обеспечивает информацию о разграничении доступа). UNIX обеспечивает создание и удаление связей файла (см. выше).
Базовый уровень в обеих системах обеспечивает обмен с файлом, интерпретируемым как одномерный массив батов с прямым последовательным доступом.
Для каждого файла система ведет указатель чтения /записи. При чтении (записи) n байтов указатель продвигается вперед по файлу на n байтов и устанавливается в позицию очередного читаемого (записываемого) символа.
В начале работы с файлом его создают или открывают. Файлы открытые данной программой, имеют внутреннюю (в пределах данного процесса) нумерацию, начиная с 0. Системный вызов, открывающий файл, возвращает номер открытого файла, который используется при чтении и записи. После того как файл открыт, к нему могут применятся функции чтения или записи. При чтении из файла последовательно читаются очередные байты и возвращается число прочитанных байтов. Оно может оказаться меньше требуемого числа, если до конца файла осталось меньше байтов, чем требуется, или если устройство не передает такого числа байтов.
При записи в файл записываются очередные байты, расположенные в памяти процесса. Если возвращаемое после записи значение не равно числу записываемых байтов, это свидетельствует об ошибке. Если очередной записываемый байт оказывается за концом файла, то обеспечивается соответствующее увеличение размера файла.
Прямой доступ к файлу реализуется вызовом соответствующей функции, устанавливающей указатель чтения/записи в требуемую позицию. Позиционирование возможно в тех файлах, где оно допускается типом файла или природой внешнего устройства.
Процесс может управлять открытым файлом, получая и задавая значения его аттрибутов, а также блокируя участки файла от доступа к ним других процессов (в MS-DOS возможна только блокировка файла целиком).
По окончании работы с файлом, его следует закрыть. При завершении программы, все открытые файлы закрываются автоматически.
Особенность каталога состоит в том, что запись в него может делать только система - программа может только читать элементы каталога. MS-DOS, в отличае от UNIX, позволяет искать в каталогах файлы по маске.
СТАНДАРТНЫЙ БУФФЕРИЗИРОВАННЫЙ ВВОД/ВЫВОД
Стандартный буферизированный ввод-вывод является надстройкой над базовым уровнем. Подобно базовому уровню, он интерпретирует файл (поток, в терминах данного уровня), как одномерный массив байтов с прямым доступом.
Потоки дают возможность обмениваться с файлом, буферизируя данные в памяти процесса. При чтении из потока происходит считывание блока данных из файла в буфер, а из буфера процессу передается столько байтов, сколько он запросил. Когда при очередном чтении из потока в буфере уже нет требуемых данных, происходит очередное считывание блока данных из файла в буфер. Аналогично при записи в поток передаваемые процессом данные накапливаются в буфере и передаются системе для записи в файл только после того, как буфер заполнится, при вызове специальной функции или при закрытии потока (кстати, при выключении компьтера содержимое буферов операционной системы теряется).
В обеих операционных системах средства ввода-вывода буферизированного обмена позволяют передавать символы, символьные строки, форматировать выводимую информацию. Как и на базовом уровне возможна установка позиции в потоке.
UNIX предоставляет широчайшие возможности по форматному вводу-выводу чисел: знаковый и беззнаковый форматы различной точности; преобразование и ввод/вывод в различных системах исчисления, в нормализованном представлении; вывод чисел, адресованных с помощью указателя и т. д. В операционных системах семейства MS-DOS специальных функций ввода/вывода чисел нет.
UNIX, имеет обширный набор математических функций для работы с действительными числами двойной точности: все тригонометрические и гиперболические функции, возведение в степень, взятие логарифма, вычисление остатка, взятие целых и дробных частей, взятие модуля числа, генерация псевдослучайных чисел. Имеются также функции целочисленного деления и вычисления модуля числа.
MS-DOS не предоставляет никаких системных вызовов для поддержки математических вычислений.
ОПЕРАЦИИ С СИМВОЛЬНЫМИ ДАННЫМИ И СТРОКАМИ
Обе операционные системы предоставляют системные функции для преобразования строк к верхнему и нижнему регистрам, копирование, сравнение, поиск и транслитерацию строк.
UNIX дополнительно обеспечивает перевод строки символов в число и наоборот, определение типа символа (печатаемый или непечатаемый, управляющий или нет, и т.д.).
Обе операционные системы предоставляют программе пользователя возможность узнать текущие дату и время, соответствующие григорианскому календарю. За начало отсчета в MS-DOS принята дата 1 января 1980 г. 0 часов 0 минут 0 секунд по Гринвичу, в UNIX 1 января 1970 г. Обе системы предоставляют возможность измерения временных интервалов короче 1 секунды с помоищью специальных системных вызовов. UNIX может переводить дату и время из внутреннего числового представления в символьное (пригодное к выводу, например, на терминал); местное время в время по Гринвичу и наоборот; предоставлять информацию о часовом поясе, летнем и зимнем времени.
Прикладная программа в обеих операционных системах может узнать в процессе своей работы характеристики конкретной реализации системы, в среде которой она функционирует: имя, версию и редакцию операционной системы, тип и технические характеристики компьютера.
В обеих системах имеются средства локализации, позволяющие настроить систему на конкретное национальное (местное) представление данных: представление десятичных дробей, денежных величин, даты и времени.
Данная работа основана на изучении двух операционных систем Windows и Linux. Переход на операционную систему Linux снимает проблему лицензирования программного обеспечения, минимизирует затраты средств, помогает забыть о вирусах, повысить отказоустойчивость и сократить время на переподготовку персонала. Исследования показали, что Linux действительно является надежной, гибкой и высокоэффективной операционной системой.
В работе приведены данные опроса пользователей сети Интернет. Результат свидетельствует о том, что пока 77% пользователей отдают предпочтение традиционной системе Windows. Операционные системы Windows и Linux развиваются параллельно, и пользователи, освоившие в школе азы работы в Linux, будут ее выбирать и в будущем.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| issledovatelskaya_rabota_po_informatike_uchenika_8_klassa.zip | 123.09 КБ |
Предварительный просмотр:
Сравнение операционных систем Linux и Windows
Христиченко Станислав Владимирович
Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, Белоярский район, п. Сосновка
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Белоярского района
В конце 2010 года всем школам, которые использовали Windows, пришлось решать: приобретение лицензии на операционную систему Windows и все программы, которые работают на ней, или переход на свободное программное обеспечение, то есть Linux. Проблема актуальна для системы образования и обычного пользователя.
Первая операционная система, с которой познакомился, была Windows. Никогда не думал о том, что существуют другие операционные системы, т.к. эта меня устраивала. В прошлом году начал знакомиться с другой системой Linux, когда в компьютерном классе ее установили. Я решил провести сравнительный анализ этих двух систем.
Цель исследования: изучить две операционные системы Windows и Linux.
Объект исследования – функционирование операционных систем Windows и Linux.
Предмет исследования – развитие и программное обеспечение операционных систем Windows и Linux.
- рассмотреть развитие операционных систем;
- дать сравнительную характеристику операционным системам;
- сопоставить программное обеспечение операционных систем Windows и Linux.
Основополагающий вопрос : почему некоторые пользователи предпочитают операционную систему Linux?
Гипотеза : операционная система Linux распространяется с открытым кодом и является одной из самых безопасных операционных систем в мире.
Linux – многозадачная и многопользовательская операционная система для образования, бизнеса, индивидуального программирования. Linux принадлежит к семейству UNIX-подобных операционных систем.
Linux – очень мощная и стабильная ОС. Использование его в Сети оправдывает себя, да и взломать его не так уж и легко. Linux чуть более сложен, чем Windows, и не всем так просто перейти на него. На первый взгляд, может даже показаться, что он очень неудобен и трудно настраиваем. Но это не так. Вся изюминка Linux в том, что его можно настроить под себя, настроить так, что от пользования этой ОС вы будете испытывать огромное удовлетворение.
Linux имеет очень развитые средства удаленного управления. Причем управлять машиной на Linux можно с любой другой системы, где есть программа эмулятор терминала. Если машина подключена в Интернет, то управлять ею можно практически с любой другой машины, также подключенной в Интернет. Удаленное управление рабочими станциями сокращает затраты на администрирование сети.
Unix и Linux были изначально ориентированы на то, что с одним компьютером могут работать одновременно несколько человек. Если компьютером пользуется только один человек, такой подход все равно помогает разделить пользовательские настройки от системных, т.е. тех, которые относятся ко всем пользователям и к системе в целом. Такое разделение положительно сказывается на устойчивости и безопасности системы. Приложения изначально пишутся с учетом того, что ими может пользоваться несколько пользователей сразу, и не требуют прав записи в системные каталоги.
Возможность обновления системных библиотек, загрузки и выгрузки драйверов устройств, обновление практически любых программ на ходу позволяют месяцами обходиться без перезагрузки системы и без прерывания функционирования сервисов и работы пользователей. Перезагрузка Linux требуется только в случае upgrade машины или обновления ядра. В Linux иногда проявляются ошибки, но они крайне редко приводят к серьезному сбою системы и, благодаря доступности исходных текстов, довольно быстро исправляются. Это же относится и к проблемам безопасности, которые часто исправляются в течение нескольких часов после их обнаружения.
У Linux не могут быть одни только достоинства, есть и недостатки:
- Система все еще слишком сложна для непрофессиональных пользователей.
- Linux разрабатывается интернациональной командой и их языком общения является английский. Вся документация также создается на этом языке. Только небольшая часть этой документации переведена на русский язык, что создает трудности для пользователей, не читающих по-английски. Система слишком сложна, чтобы в ней можно было разобраться без документации, а найти что-то на русском языке на тему бывает очень трудно.
Истоки зарождения операционной системы Windows следует искать в предшествующей ей операционной системе той же самой фирмы – DOS. Все операционные системы компании Microsoft – это коммерческие проекты. Об этом нужно помнить всегда, особенно, когда стараешься понять истоки тех или других решений, как коммерческого плана, так и технического.
Первой ОС из этого семейства была DOS. DOS была однозадачной однопользовательской операционной системой с текстовым интерфейсом. Первая версия Windows представляла собой нечто негодное для работы и распространения не получила. Работать в Windows стало возможно, начиная с версии 3. В версии Windows For Workgroups 3.1 появилась возможность работы с сетью. Winodws серии 3 представляли собой запускаемую поверх DOS систему и отличались невысокой надежностью.
В 1995 годы вышла новая версия – Windows 95: код частично 32-разрядный, частично 16-разрядный, встроенная сеть. По сравнению с Windows серии 3 это был серьезный шаг вперед. Повысилась надежность, но до надежности UNIX-подобных ОС было еще далеко. В качестве рабочей станции ей надежности хватало, в качестве сервера – нет. Позже были выпущены еще две ОС этой линии: Windows 98 и Windows Me. После этого линия была закрыта.
В 1993 году вышла новая версия – Windows NT 3.1. Это уже была полностью 32- разрядная система. Разработана она была с нуля, для ее разработки были наняты известные специалисты. Были внедрены новые концепции. Это подняло надежность почти до уровня надежности UNIX-подобных систем. Эта ОС уже могла работать в качестве сервера. Продолжение этой линии – операционные системы Windows 2000, Windows XP и Windows Vista.
ОС линии NT были многозадачными, начиная с Windows XP, появилась возможность работать нескольким пользователям, но более ограниченная и гораздо менее удобная, чем у UNIX-подобных ОС.
Сравнение операционных систем Linux и Windows
Вместе с 1995 г. наступает эпоха Windows 95 . Коммерческие приложения для новой платформы заполняют полки магазинов. Игры, офисные пакеты, инструментальные средства для программистов, художников и музыкантов – все это в огромных объемах разрабатывается именно под Windows 95. Есть, конечно, в этой ОС и недостатки. По сравнению с предыдущими продуктами Microsoft в Windows 95 явно видны недоработки и уязвимость. Пользователя привлекает именно графический инструментарий для управления системой.
Интуитивность его действительно на высоте – не зря в разработку Windows 95 вложены огромные средства. Новая ОС уверенно занимает почетное место чуть ли не на каждом домашнем и офисном компьютере. Несомненные огрехи системы представляются конечному пользователю незначительными в сравнении с ее мощью и богатейшим потенциалом. А ведь для рынка это главное. Microsoft празднует успех.
В мире Linux существуют как минимум 4 проекта, поставивших целью создание офисных приложений. Это Applixware Office, GNOME Workshop, KOffice и StarOffice. Все они уже способны работать с готовыми RTF- и DOC- файлами, а также сохранять документы в более разумных, компактных форматах без потери функциональности.
Существует немало эмуляторов Windows в среде Linux: Citrix MetaFrame, Mainsoft's MainWin, TreLOS Win4Lin, VMWare, WINE. Они различны по функциональным возможностям: одни обеспечивают работу приложений для Windows 9x; другие способны запускать еще и продукты для Windows NT/2000. Есть, впрочем, и сложность в этом направлении – отсутствие поддержки DirectX. И хотя игры под OpenGL прекрасно под Linux запускаются, о большинстве самых современных игр, которые выпускаются в расчете на DirectX, пользователи Linux пока лишь мечтают. Однако, по заявлениям разработчиков, эта проблема может быть вскоре преодолена.
Еще несколько лет назад Linux нельзя было назвать системой для начинающих юзеров. Даже установка дистрибутива требовала определенных знаний, и поэтому поставить Linux на свой компьютер мог не каждый. И это – не говоря уже о том, что только что установленная система требовала настройки и правки различных скриптов, а для этого нужны уже более глубокие знания.
Сегодня все намного изменилось, и OС Linux стала намного дружественнее к начинающим пользователям. Теперь инсталляция дистрибутивов стала графической и удобной, и, что самое главное, программа инсталляции в большинстве случаев сама распознает то, что надо для правильной конфигурации и настройки системы! Установить Linux стало очень просто. Но даже после запуска самой основной программы- просмотрщика файловой системы начинаешь понимать, что все-таки находишься не в привычной OS, а в совершенно другом мире – мире Unix. Теперь мы подошли к главной мысли: Linux – это операционная система, очень существенно отличающаяся от Dos, Windows и вообще всех OS от Microsoft. Итак, если вы всю жизнь работали только в OS от Microsoft и хотите перейти на Linux, то сначала будет не сложно, а очень сложно! Дело даже не в том, что Linux очень сложная система – просто это ДРУГАЯ система. Конечно же, у Windows и Linux есть и что-то общее: сходство графических интерфейсов, работа с файлами, моменты, позаимствованные Microsoft у UNIX.
Программное обеспечение операционных систем
Мир программного обеспечения делится на 2 большие категории: платное ПО и бесплатное ПО. Платное программное обеспечение подразумевает под собой плату за лицензию на его использование.
Самым известным и широко используемым платным ПО является операционная система Windows. Также платным является использование популярных программ пакета Microsoft Office – Word, Excel, Outlook и др.
Альтернативой платному ПО является свободное программное обеспечение. Самой известной свободной операционной системой является GNU/Linux .
Можно сказать, что Linux – ОС для людей мыслящих. Эта ОС хоть и доставляет массу проблем, но Linux прежде всего предсказуем, и после решения очередного затруднения можно быть вполне уверенным, что больше к данному вопросу возвращаться не придётся (чего нельзя сказать про тот же Windows). Linux также заметно более устойчив, чем Windows.
Linux совершенствуется с каждой новой версией. Для работы Linux требуются значительно более скромные аппаратные средства, чем для Windows. Более того, вероятность работы Linux без перезапусков в течение недель и даже месяцев значительно выше, чем у Windows.
Программы, созданные под Linux, при той же функциональности, в среднем занимают в 5 – 50 раз меньше места (например, Photoshop CS3 – 500MБ, Gimp – 15MБ). Многие устаревшие и не очень ПК уже не могут нормально работать на современной Windows Vista, зато на Linux Ubuntu они будут нормально работать. Всё дело в сговоре производителей оборудования с софтверными гигантами, таких как Microsoft, заинтересованными в том, чтоб пользователи регулярно меняли парк компьютеров, и у них (производителей оборудования) возрастали объёмы производства.
Linux изначально приспособлена к дистанционному управлению, поскольку произошла от UNIX. Первыми UNIX-машинами были дорогие мини-компьютеры, к которым через последовательные порты подключалось множество терминалов. Единственным различием между локальным и удаленным соединением была более высокая скорость локальной связи (от 4800 бит/с до 19 200 бит/с) по сравнению со скоростью коммутируемого доступа (110, 300 или 1200 бит/с). При этом в обоих случаях применялось одно и то же коммуникационное программное обеспечение, независимо от того, подключен терминал напрямую или через пару модемов и телефонную линию. Таким образом, если для управления расположенным в другой стране компьютером с Linux нужно лишь подключиться к нему с помощью программы telnet, то для решения той же задачи с сервером Windows придется в эту страну съездить.
Считаю, что Linux:
- менее требователен к техническим параметрам компьютера , чем Windows. Он лучше использует аппаратную конфигурацию компьютера. Для работы можно использовать не самые мощные ПК. На данный момент Linux работает с огромным количеством оборудования, достаточно сказать, что даже такие экзотические устройства как сканеры отпечатков пальцев и платы видеозахвата распознаются встроенными драйверами Linux.
- использует файловую систему, не нуждающуюся в дефрагментации .
- отличается гибкостью в настройке , масштабируемостью и способна работать от нетбука до супер-компьютера.
Использование СПО Linux – Ваше конкурентное преимущество!
Операционная система Linux прекрасно подходит для организации документооборота, работы в сети и профильной деятельности.
Электронный документооборот включает в себя офисную деятельность (подготовка различных указов и отчетов, составление планов и др.), и ведение бухгалтерии (финансовые документы, баланс предприятия, кадровые вопросы и проч.). У ОС Linux достаточно мощный пакет OpenOffice (альтернатива Microsoft Office) способен удовлетворить любые запросы.
Какие требования ставят перед собой те, кто планирует переход на Linux?
1. Снять проблему лицензирования ПО в организации.
2. Затратить минимальное количество средств.
3. Забыть про вирусы, троянские программы. При работе на Linux нет необходимости покупать антивирусное ПО.
4. Повысить отказоустойчивость.
5. Подобрать программное обеспечение так, чтобы переподготовка персонала заняла минимальное количество времени и нервов.
Получен ответ на основополагающий вопрос: почему выбирают операционную систему Linux. Многие организации выбирают Linux из-за фактов, а не из-за таблиц сравнения двух операционных систем (Приложение 3). Возвращаясь к теме фактов о Linux, следует сказать, что Linux действительно является надежной, гибкой и высокоэффективной ОС. Гипотеза оказалась верной.
Сравнительная характеристика организации файлов в операционных системах Windows и Unix.
Управление файлами представляет собой одну из важнейших функций операционной системы. Механизм управления файлами предназначен для ведения справочника файловой системы. Этот справочник содержит полную информацию о существующих в каждый данный момент времени файлах и тем самым обеспечивает возможность доступа к ним всем остальным компонентам операционной системы.
Прежде всего, файлы применяются для хранения текстовых данных: документов, текстов программ и т.д. Такие файлы обычно образуются и модифицируются с помощью различных текстовых редакторов. Структура текстовых файлов обычно очень проста: это либо последовательность записей, содержащих строки текста, либо последовательность байтов, среди которых встречаются специальные символы (например, символы конца строки).
Файлы с текстами программ используются как входные тексты компиляторов, которые в свою очередь формируют файлы, содержащие объектные модули. С точки зрения файловой системы, объектные файлы также обладают очень простой структурой - последовательность записей или байтов. Система программирования накладывает на эту структуру более сложную и специфичную для этой системы структуру объектного модуля. Подчеркнем, что логическая структура объектного модуля неизвестна файловой системе, эта структура поддерживается программами системы программирования.
Аналогично обстоит дело с файлами, формируемыми редакторами связей и содержащими образы выполняемых программ. Логическая структура таких файлов остается известной только редактору связей и загрузчику - программе операционной системы. Примерно такая же ситуация с файлами, содержащими графическую и звуковую информацию.
Одним словом, файловые системы обычно обеспечивают хранение слабо структурированной информации, оставляя дальнейшую структуризацию прикладным программам. В перечисленных выше случаях использования файлов это даже хорошо, потому что при разработке любой новой прикладной системы опираясь на простые, стандартные и сравнительно дешевые средства файловой системы можно реализовать те структуры хранения, которые наиболее естественно соответствуют специфике данной прикладной области.
Далее нам необходимо сравнить организацию файлов в операционной системе Windows с организацией файлов в операционной системе Unix. Но для начала рассмотрим каждую систему в отдельности.
Файл представляет собой последовательность байтов. Никаких ограничений по структуре системой на файл не накладывается, и никакого смысла не приписывается его содержимому: смысл байтов зависит исключительно от программ, обрабатывающих файл.
Вы можете более надежно защитить вашу информацию, если воспользуетесь командой crypt. Но даже она не дает гарантии полной защиты информации.
Во многом централизованные файловые системы удобнее изолированных (система управления файлами принимает на себя больше рутинной работы). Но в таких системах возникают существенные проблемы, если кому-то требуется перенести поддерево файловой системы на другую вычислительную установку. Компромиссное решение применено в файловых системах ОС UNIX. На базовом уровне в этих файловых системах поддерживаются изолированные архивы файлов. Один из этих архивов объявляется корневой файловой системой. После запуска системы можно "смонтировать" корневую файловую систему и ряд изолированных файловых систем в одну общую файловую систему. Технически это производится с помощью заведения в корневой файловой системе специальных пустых каталогов. Специальный системный вызов курьер ОС UNIX позволяет подключить к одному из этих пустых каталогов корневой каталог указанного архива файлов. После монтирования общей файловой системы именование файлов производится так же, как если бы она с самого начала была централизованной. Если учесть, что обычно монтирование файловой системы производится при раскрутке системы, то пользователи ОС UNIX обычно и не задумываются об исходном происхождении общей файловой системы.
Последнее, на чем мы остановимся в связи с файлами, - это способы их использования в многопользовательской среде. Если операционная система поддерживает многопользовательский режим, вполне реальна ситуация, когда два или более пользователей одновременно пытаются работать с одним и тем же файлом. Если все эти пользователи собираются только читать файл, ничего страшного не произойдет. Но если хотя бы один из них будет изменять файл, для корректной работы этой группы требуется взаимная синхронизация.
Исторически в файловых системах применялся следующий подход. В операции открытия файла (первой и обязательной операции, с которой должен начинаться сеанс работы с файлом) помимо прочих параметров указывался режим работы (чтение или изменение). Если к моменту выполнения этой операции от имени некоторой программы A файл уже находился в открытом состоянии от имени некоторой другой программы B (правильнее говорить "процесса", но мы не будем вдаваться в терминологические тонкости), причем существующий режим открытия был несовместимым с желаемым режимом (совместимы только режимы чтения), то в зависимости от особенностей системы программе A либо сообщалось о невозможности открытия файла в желаемом режиме, либо она блокировалась до тех пор, пока программа B не выполнит операцию закрытия файла.
Заметим, что в ранних версиях файловой системы ОС UNIX вообще не были реализованы какие бы то ни было средства синхронизации параллельного доступа к файлам. Операция открытия файла выполнялась всегда для любого существующего файла, если данный пользователь имел соответствующие права доступа. При совместной работе синхронизацию следовало производить вне файловой системы (и особых средств для этого ОС UNIX не предоставляла). В современных реализациях файловых систем ОС UNIX по желанию пользователя поддерживается синхронизация при открытии файлов. Кроме того, существует возможность синхронизации нескольких процессов, параллельно модифицирующих один и тот же файл. Для этого введен специальный механизм синхронизационных захватов диапазонов адресов открытого файла.
ОС UNIX работает на основе файловой системы FAT 16.
Работа с операционной системой состоит в работе с ее объектами. Основными объектами являются файлы и папки.
Информация на дисках хранится в виде файлов. Файл - это набор данных, записанных на диске, и имеющий уникальное имя. Содержимым файла может быть документ, ведомость, произвольный текст, программа, таблица чисел, рисунок и т.д. По имени файла компьютер определяет, где файл находится, какая информация в нем содержится и какими программами ее можно обработать.
Для организации файлов в Windows принята иерархическая структура. В иерархической структуре каждый элемент определяется путем, который ведет от вершины (корня) структуры к элементу.
В основе этой структуры лежит конкретный диск (гибкий, жесткий или лазерный). Диски обозначаются буквами A:, B:, C:, D и так далее. Каждый отдельный диск имеет собственную файловую структуру.
Рабочий стол и окна папок предоставляют достаточно средств для работы с файлами и папками. Их можно создавать, открывать, перемещать, копировать, удалять и др. Большинство операций можно выполнить несколькими способами. Эффективная работа с компьютером предполагает знание разных способов и умелое применение наиболее удобных.
Операционные системы Windows нельзя представить без файловых систем NTFS и FAT 32.
NTFS – одна из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Как и любая другая система NTFS делит все полезное место на кластеры – блоки данных, используемые единовременно; NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров – от 512 байт до 64 кбайт, неким стандартом же считается 4 кбайт. Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12 % диска под так называемую MFT (Master File Table) зону – пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой – это делается для того, чтобы самый главный служебный файл (MFT) не фрагментировался на при своем росте. Остальные 88 % диска представляют собой пространство для хранения файлов.
Каталог на NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых поддерживает имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который уже предоставляет полную информацию об элементе каталога.
^ Сравнение организации файлов в Windows и UNIX.
Читайте также: