Материал: Аверянов Введение в оператсионные системы и основы программирования 2015

6

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное пособие написано авторами на основе более чем 20-летнего опыта проведения практических занятий со студентами первых курсов МИФИ и является дополнением к теоретическому курсу «Современная информатика» (НИЯУ МИФИ, 2011).

Информационные технологии развиваются на глазах и используются практически во всех сферах человеческой деятельности. С одной стороны, они все более усложняются и для их применения требуются все более глубокие знания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователя с компьютерами.

Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными к пользователям, не обладающим широкими познаниями в области информатики и вычислительной техники.

Разд. 1 и 2 посвящены знакомству с базовыми управляющими командами операционных систем (ОС), которые обеспечивают интерфейс пользователя с «железом» и прикладными программами, но при этом скрыты (в современных ОС) за пиктограммами, системами меню и другими элементами графических оболочек.

Включив компьютер (рабочую станцию, планшет или смартфон) и дождавшись загрузки операционной системы, в подавляющем большинстве случаев пользователь сталкивается с WIMP-

итерфейсом («Window, Icon, Menu, Pointing device»). Что по-русски означает: «Окно, значок, меню, указательное устройство». На практике все еще значительно проще – использование «тыкательного инстинкта» пользователя и действие по одной и той же стереотипной схеме, с использованием в качестве указательного устройства «мыши» (или пальца, для сенсорного экрана), как практически единственного инструмента управления.

С одной стороны, использование означенных выше «указательных устройств» облегчает жизнь рядового пользователя, но при этом значительно снижает возможность эффективного использования компьютерной техники. Это становится критично, если от пользователя требуется немного больше, чем набрать текст в Word или поисковый запрос в Яндекс или Google.

Не рассматривая подробно все типы пользовательских интерфейсов, стоит отметить, что помимо графического интерфейса пользователя (GUI – Graphic User Interface), частным случаем кото-

7

рого является WIMP, профессионалами IT достаточно широко применяются инструменты из категории текстовых пользовательских интерфейсов (или «полноэкранных алфавитно-цифровых интерфейсов»). Такие интерфейсы (англ. Text user interface, TUI или

Character User Interface, CUI) используют при вводе-выводе и представлении информации только набор буквенно-цифровых символов и символов псевдографики. TUI (CUI) характеризуется малой требовательностью к вычислительным ресурсам и высокой скоростью отображения информации.

Особая разновидность CUI – командная строка (англ. Command Line Interface, CLI) имеет отдельные преимущества перед графическим интерфейсом (при наличии определенной квалификации в его использовании). «Продвинутые» пользователи не могут обойтись без командной строки. Зная, какие средства командной строки выбрать и как их использовать, можно избежать многочисленных проблем и добиться быстрого и качественного выполнения не только административных, но и вполне «пользовательских» задач. Работа с ОС в режиме командной строки позволяет выявить общие и отличительные черты (с точки зрения пользователя) различных семейств ОС. С этой целью рассмотрены два наиболее распространенных на сегодняшний день семейства ОС для серверов, рабочих станций и домашнего применения. Это UNIX-подобные ОС и семейство проприетарных ОС Windows корпорации Microsoft.

UNIX-системы – многопользовательские многозадачные операционные системы. История создания UNIX начинается с операци-

онных систем BESYS (1957 г.) и Multics (1964 г.), созданных в кор-

порации Bell Labs, под руководством Виктора Высотского (русского по происхождению). Следующая система – UNICS (позже название сократилось до UNIX) была разработана в конце 1960-х годов сотрудниками Bell Labs, воплотившими многие идеи Multics на компьютерах нового поколения. Версия UNIX для наиболее успешного семейства миникомпьютеров 1970-х, PDP-11, (в СССР его аналоги были известны как СМ ЭВМ и «Электроника», затем ДВК) получила название Edition 1 и была первой официальной версией. Системное время всей реализации UNIX отсчитывают с 1 января 1970 г. Первые версии UNIX были написаны на ассемблере и не имели встроенного компилятора с языком высокого уровня. В

8

1975 г. вышла пятая редакция UNIX, полностью написанная на языке высокого уровня Си.

В конце 1970-х и начале 1980-х начали появляться UNIXподобные ОС, большинство из которых угадываются по названию

(их еще называют *nix-системами): AIX, HP-UX, IRIX, Ultrix, Xenix, Mac OS X и т.д., хотя встречаются и исключения из этого правила, например, BSD/OS, Solaris и OSF/1. UNIX-подобные ОС обычно называют просто UNIX-системами и по классификации Эрика Рэймонда подразделяются на 3 типа:

1)генетический UNIX – ОС, в которых прослеживается происхождение от разработок AT&T;

2)«настоящий» UNIX ОС, имеющие юридическое право называться UNIX; к ним относятся системы, сертифицированные консорциумом The Open Group (правообладателем бренда UNIX) на соответствие Единой спецификации UNIX;

3)UNIX по функциональности.

В1991 г. финским программистом Линусом Торвальдсом было опубликовано ядро Linux –*nix системы для ПК, содержащей в названии имя автора. Так было положено начало ОС, известной как GNU/Linux. Дистрибутивы этой системы, включающие ядро, утилиты GNU и дополнительное программное обеспечение, стали весьма популярными среди энтузиастов Free Ware. Один из создателей UNIX Деннис Ритчи отмечает, что ОС, подобные Linux, несомненно являются UNIX-системами.

Продвигаемая Google операционная система для смартфонов и планшетных компьютеров Android, как и проект MeeGo, поддерживаемый такими известными компаниями, как Intel (на сегодня ос-

новной участник проекта), Nokia, AMD, Novell, ASUS, Acer, MSI,

созданы на основе ядра Linux.

Впринципе, пытливому студенту ничто не мешает установить на своем мобильном устройстве Android Terminal Emulator (или другое приложение из Play Market, поддерживающее командную строку) и поупражняться в выполнении заданий этого практикума.

Хорошо продуманная командная строка была и остается сильной стороной UNIX-систем. За черным экраном и мерцающим на нем курсором скрывается чрезвычайно мощный и нетребовательный к ресурсам инструмент – командный интерпретатор (приложение, реализующее интерфейс командной строки – чаще всего это

9

bash), вот уже более полувека являющийся незаменимым посредником между человеком и компьютером.

Наиболее характерными признаки UNIX-систем являются:

•взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства – терминала;

•широкое применение командных интерпретаторов (shell) утилит, запускаемых из командной строки;

•применение файлов для представления физических и виртуальных устройств, а также некоторых средств взаимодействия между процессами;

•использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу;

•использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой.

По сравнению с командными интерпретаторами UNIX-систем командная строка Windows вплоть до Windows NT являлась гораздо менее мощным инструментом, однако, начиная с Windows 2000, командный интерпретатор был существенно переработан, и появилось множество новых консольных утилит.

Скаждой новой версией Windows командная строка совершенствовалась, а ее возможности расширялись. Командная строка претерпела значительные изменения, связанные не только с повышением производительности, но и с увеличением гибкости. Теперь с помощью командной строки Windows можно решать задачи, которые нельзя было решить в предыдущих версиях Windows.

Вэпоху доминирования графических интерфейсов консольные приложения и утилиты Windows продолжают существовать. Для опытных администраторов Windows и квалифицированных специалистов по технической поддержке командный интерпретатор всегда был и остается незаменимым и высокоэффективным инструментом, позволяющим решать сложнейшие задачи.

Для студентов инженерных специальностей, не связанных непосредственно с разработкой программного обеспечения, работа с командной строкой способствует формированию культуры инженерного мышления и пониманию базовой логики сложных технических систем, в том числе на примере операционной системы

Windows.

10