Содержание 

Введение…………………………………………………………………… 3

Глава 1. Основные характеристики Linux…………………………..... 6

1. Ключевые черты Linux……………………………..................... 6
2. Сравнительные характеристики 32-разрядных ОС…….…...... 8
3. Системные и программные характеристики Linux…………... 10
4. Система “X Window”……………………………..…………… 16
5. Работа в сети………………………………………….………… 19
6. Исследование файловой системы…………………………...… 22

Глава 2. Автоматизированная информационная система………..… 28

     2.1 Понятие автоматизированной информационной  системы…… 28

     2.2 Структура автоматизированных информационных  систем..… 34

Глава3. Автоматизированная информационная система  средствами Ubuntu Linux ……………………………………………………………… 41

3.1 Программное  обеспечение Ubuntu Linux ………………..….… 41

3.2 Практическое  использование сетей в операционной  системе 

Ubuntu Linux. ………………………………………………...……... 43

3.3 Интернет-приложения…………….……………………….…… 46

3.4 Компьютерные  вирусы в Linux……………………………...… 49

3.5 Пакет офисных  приложений OpenOffice.org………………..… 50

Заключение………………………………………………………...……… 56

Список  литературы………………………………………………….…… 59 

Введение 

     Linux (полное название GNU/Linux) — общее  название Unix-подобных операционных систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU.

     GNU/Linux работает на PC-совместимых системах семейства Intel x86, а также на IA-64, AMD64, PowerPC, ARM Alpha AXP, Sun SPARC, Motorola 68000, Hitachi SuperH, IBM S/390, MIPS, HP PA-RISC, AXIS CRIS, Renesas M32R, Atmel AVR32, Renesas H8/300, NEC V850, Tensilica Xtensa и многих других.

     К операционной системе GNU/Linux также часто  относят программы, дополняющие  эту операционную систему, и прикладные программы, делающие её полноценной многофункциональной операционной средой.

     В отличие от большинства других операционных систем, GNU/Linux не имеет единой «официальной»  комплектации. Вместо этого GNU/Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых программы GNU соединяются с ядром Linux и другими программами. Наиболее известными дистрибутивами GNU/Linux являются Ubuntu, Mint, Debian GNU/Linux, Red Hat, Fedora, Mandriva, SuSE, Gentoo, Slackware, Archlinux. Российские дистрибутивы — ALT Linux, ASPLinux, Calculate Linux, НауЛинукс и Linux XP.

     Linux – многозадачная и многопользовательская операционная система для образования, бизнеса, индивидуального программирования. Linux принадлежит к семейству Unix-подобных операционных систем.

     Первоначально Linux создавался Линусом Торвальдсом как хобби. Его вдохновила операционная система Minix. Дальше Linux стал разрабатываться группой энтузиастов Unix. Сегодня Linux – полноценная операционная система Unix, способная работать с “X Windows”, TCP/IP, Emacs и прочими пакетами.

     Linux был создан и продолжает совершенствоваться и развиваться группой добровольцев. Интерес сегодня к этой операционной системе поддерживается на высоком уровне стараниями талантливых программистов, создающих бесплатные приложения к бесплатной же операционной системе. Именно это привело к тому, что сегодня в России в учебных заведениях начали широко внедрять Linux. Университеты по всему миру применяют Linux как операционную систему для обучения, а также в учебных курсах по программированию и проектированию операционных систем.

     Актуальность  выбранной темы в том, что Linux является бесплатной операционной системой с открытым исходным кодом, что обеспечивает доступ широкой аудитории к дистрибутивам и возможность его изучения и модификации.

     Цель  работы – исследовать принципы разработки автоматизированной информационной системы  средствами операционный системы Linux и показать ее важность на практике.

     Задачи:

• Изучить теоретические основы работы ОС Linux;
• Привести описание основных характеристик Linux;
• Описать структуру АИС;
• Разработать АИС на примере дистрибутива Ubuntu Linux;

  Работа  состоит из введения, трех глав и  заключения.

     В первой главе рассмотрены характеристики операционной системы  Linux, приведены сравнительные характеристики 32-разрядных ОС,  особенности системы “X Window”,  рассмотрены принципы работы в сети, исследована файловая система ОС Linux. 
 
 
 

     Во  второй главе рассмотрены общие  сведения об АИС, основные понятия и  структура автоматизированных информационных систем.

     В третьей главе описано практическое применение Linux. Изучены принципы работы в этой системе, подключение к Интернету и программное обеспечение, необходимое для работы автоматизированных информационных систем средствами ОС Linux.

     В заключении подведены итоги по изученному материалу и даны рекомендации по выбору операционной системы и созданию АИС в ОС Linux.

Глава 1. Основные характеристики Linux

1.   Ключевые черты Linux

  Операционную  систему Linux можно охарактеризовать следующим образом:

• Многопользовательская операционная система, защищенного 32-х разрядного режима, в ее составе нет 16-ти разрядного кода, кроме подпрограммы загрузки.
• Передовая 32-[64- для Alpha] битная подсистема виртуальной памяти.
• Linux может выделить до 3Гб на процесс, если у вас есть достаточно виртуальной памяти.
• Система безопасности файлов и процессов пользователя.
• Запуск приложений через сеть. Возможность работы приложений с многих машин на одной рабочей станции одновременно.
• Общие библиотеки (“Shared libraries”) для повышения эффективности использования памяти и дискового пространства.
• Прозрачная программная эмуляция математического сопроцессора для машин без такового.
• API стиля POSIX.1 с USL и BSD расширениями. Перенос почти любого корректно написанного Posix или Unix API приложения является тривиальной задачей.
• Встроенная поддержка сети TCP/IP включая оба протокола и стандартный набор инструментов BSD.
• Широкий спектр WWW инструментов.
• Клиент и сервер NFS - стандартной сетевой файловой системы Unix.
• SAMBA SMB сервер для LAN manager и клиентов Windows for Workgroups.
• MARS_NWE сервер клона Netware для использования в сетях IPX.
• Netatalk Appletalk сервер для использования в сетях Appletalk (Эппл).
• Клиент и сервер SMTP (E-mail) включая поддержку MIME.
• Программное обеспечение для UUCP - протокола старого стиля для эффективного хранения и маршрутизации сетевой информации.
• SLIP и PPP для работы с сетями Интернет через аналоговые и цифровые модемы.
• Широкий ряд сетевых высокопроизводительных драйверов.
• Драйверы для звуковых плат и приводов СD-ROM.
• Эмулятор DOS.
• Практически бесплатная система. Лицензия позволяет не только копировать и распространять программное обеспечение, но и предоставляются исходные тексты.
• Действительно надежная система, шансы на то, что одна задача повалит всю систему, практически равны нулю.
• 1,8 млрд пользователей по всему миру. [34]

1. Цена: Linux распространяется бесплатно или для коммерческих дистрибутивов по сравнительно низкой цене, для сравнения можно сказать, что коммерческие Unix-системы стоят 1000 - 3000 USD.

2. Лицензионная политика.  Linux распространяется вместе с исходными текстами и под лицензией, которая не разрешает использовать Linux, не распространяя исходных текстов. Эта политика постоянно поддерживает цену коммерческих дистрибутивов Linux на низком уровне. Эта политика делает также невозможным использования тактики Microsoft - использование недокументированных возможностей системы.
3. Переносимость. Linux с самого начала был предназначен для работы на IBM совместимых компьютерах. Отсюда его невысокие требования к ресурсам.

2.   Сравнительные характеристики 32-разрядных

операционных  систем

     Linux разрабатывался и оптимизировался для работы с процессором I80386 и совместимых с ним.  ОС поддерживает многозадачный режим работы, при котором одновременно выполняется несколько пользовательских приложений. По сравнению с MS-DOS это был существенный шаг вперед. Linux поддерживает динамическое кэширование дисковой памяти. В результате производительность Linux оказывается существенно выше, поскольку необходимые для обработки данные в большинстве случаев оказываются уже в кэш-памяти. Многопользовательская работа поддерживается Linux в полном объеме. Локальные пользователи, удаленные терминалы, подключенные через модемы, а также пользователи, подключенные посредствами локальной вычислительной сети без каких-либо ограничений могут одновременно работать с графическими и символьно - ориентированными приложениями. Для многих практических ситуаций эта возможность ставит Linux вне конкуренции. Linux имеет также ряд средств обеспечения безопасности системы, предотвращающих попытки пользователей “сломать машинку”. Поэтому можно без опаски предоставлять сетевой доступ к Linux в то время, как пользователь, например такой не очень хорошо известной в России системы, как OS/2 имеет все необходимые средства для умышленного или неумышленного разрушения операционной системы. Основные характеристики и возможности рассматриваемых систем сведены в таблице (Таблица 1) для операционных систем  Linux OS/2 и Windows. [23]

     Очевидно, что каждая дополнительная функция, реализованная в системе, приводит к увеличению объема системы, что  сказывается на требованиях к  оперативной памяти и жестким  дискам. Кроме того, чем больше объем  операционной системы, тем медленнее  она обычно работает. Windows NT является самой большой из рассматриваемых систем. Причиной этого является высокая сложность системы и большой набор поддерживаемых ею функций. Что, кстати, только повышает конкурентоспособность системы. Linux (в комплекте с “X Window”) является следующей по размеру системой.

Таблица 1.

Сравнительные характеристики 32-разрядных  операционных систем

     OS/2 является наиболее компактной системой. Именно в этом и состоит привлекательность операционной системы, разработанной IBM. Пользователю необходимо иметь только 8 Мбайт оперативной памяти, чтобы приобщиться к миру объектно-ориентированного интерфейса, и представляет собой неплохую платформу для многозадачной работы с приложениями DOS, Windows и OS/2. Отметим, что размер системы является одной из наиболее сильных характеристик Linux. Система изначально проектировалась максимально компактной и производительной, в то время как для Windows основным критерием оптимизации являлась переносимость, а для OS/2 - совместимость с предыдущими версиями системы. А, кроме того, поскольку любой администратор Linux-системы имеет в своем распоряжении полный исходный текст ОС, она может быть оптимизирована для работы с конкретным оборудованием и нуждами пользователя. OS/2 и Windows похвастаться такой возможностью не могут.[3] 

3.   Системные и программные  характеристики Linux

     Linux поддерживает большинство свойств, присущих другим реализациям Unix, плюс ряд тех, которых больше нигде нет. Linux - это полная многозадачная многопользовательская операционная система.  Это означает, что одновременно много пользователей могут работать на одной машине, одновременно выполнять много программ. Linux достаточно хорошо совместим с рядом стандартов для Unix (насколько можно говорить о стандартизации Unix) на уровне исходных текстов, включая IEEE POSIX.1, System V и BSD. Он создавался, имея в виду такую совместимость. Поэтому, несложно найти в Linux черты, присущие многим Unix-системам. Большинство свободно распространяемых по сети Internet программ для Unix может быть откомпилировано для Linux практически без особых изменений. Кроме того, все исходные тексты для Linux, включая ядро, драйверы устройств, библиотеки, пользовательские программы и инструментальные средства распространяются свободно.[12]

       Linux также поддерживает виртуальные консоли (“virtual consoles”), которые позволяют “переключать экраны” на консоли в текстовом режиме, также позволяют войти в систему под несколькими именами в одно время. Ядро может само эмулировать команды 387-FPU, так что системы без сопроцессора могут выполнять программы, на него рассчитывающие (т.е. с плавающей точкой).

     Linux поддерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы были созданы специально для Linux. Поддерживаются также другие типы файловых систем, такие как Minix-1 и Xenix. Реализована также файловая система MS-DOS, позволяющая прямо обращаться к файлам MS-DOS на жестком диске. Linux обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы, включая драйверы устройств для многих популярных карт Ethernet, SLIP (Serial Line Internet Protocol, обеспечивающие доступ по TCP/IP при последовательном соединении), PLIP (Parallel Line Internet Protocol), PPP (Point-to-Point Protocol), NFS (Network File System), и так далее. Поддерживается весь спектр клиентов и услуг TCP/IP, таких как FTP, telnet, NNTP и SMTP. [5]

     Ядро  Linux поддерживает загрузку только нужных страниц. То есть с диска в память загружаются те сегменты программы, которые действительно используются. Возможно использование одной страницы, физически один раз загруженной в память, несколькими выполняемыми программами.

     Для увеличения объема доступной памяти Linux осуществляет также разбиение диска на страницы: то есть на диске может быть выделено до 256 Мбайт “пространства для своппинга” (swap space). В область своппинга выгружается не весь процесс, а только отдельные его части, в которых нет необходимости). Когда системе нужно больше физической памяти, то она с помощью своппинга выводит неактивные страницы на диск. Это позволяет выполнять более объемные программы и обслуживать одновременно больше пользователей. Однако свопинг не исключает наращивания физической памяти, поскольку он снижает быстродействие, увеличивает время доступа.

     Ядро  также поддерживает универсальный  пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При  этом для кэша может использоваться вся память, и наоборот, кэш уменьшается  при работе  небольших программ. Выполняемые программы используют динамически связываемые библиотеки, т.е. выполняемые программы могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно используют библиотечные функции. Есть также статические связываемые библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов или иметь “полные” выполняемые программы, которые не нуждаются в разделяемых библиотеках. В Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными. Для обеспечения отладки ядро Linux выдает дампы памяти для “посмертного” анализа. Использование дампа и динамических отладчиков позволяет определить причины краха программы.[14]

     Практически любая утилита, которая находится  в стандартных реализациях Unix, имеется и в Linux. Сюда включены и базовые команды, такие как ls, awk, tr, sed, bc, more и т.д. В Linux есть все стандартные команды и утилиты Unix.

     Вместо  перечисления всех возможных опций  каждой команды, будем говорить только о тех, которые полезны или  важны в данное время (Таблица 2).  Действительно, большинство из этих команд имеет большое число опций (большинство из которых никогда  не используется).

     В Linux имеются многие текстовые редакторы, включая vi, ex, pico, jove, также GNU Emacs и его вариации, вроде Lucid Emacs (который содержит расширение для использования под “X Window”) и joe. Но vi имеет много ограничений по причине своего преклонного возраста, сейчас завоевывают популярность более современные и сложные редакторы вроде Emacs. Emacs поддерживает базирующийся на LISP макроязык и интерпретатор, мощный командный синтаксис и другие расширения.  

      Таблица 2.

     Существуют  макропакеты Emacs, позволяющие читать электронную почту и новости, редактировать содержимое каталогов и даже проводить сеансы психотерапии с использованием искусственного интеллекта.

     Многие  пользователи самой важной утилитой считают shell. Shell - это программа, которая читает и выполняет команды пользователя. Кроме того, многие оболочки имеют такие возможности, как контроль выполнения (job control), позволяя пользователю управлять несколькими параллельными процессами, также перенаправление входа-выхода и командный язык для написания командных файлов (shell scripts). Командный файл - это программа на языке оболочки, аналогичная “batch file” в MS-DOS.

     В Linux много типов оболочек. Наиболее важное различие между ними - используемый командный язык. Например, C Shell (csh) использует командный язык, чем-то напоминающий язык программирования Си. Классический Баурновский shell (Bourne Shell) использует иной командный язык. Обычно выбор оболочки обусловлен выбором соответствующего командного языка. Выбранная оболочка в какой-то мере определяет рабочую среду. Наиболее популярная оболочка - это GNU Bourne Again Shell (bash), т.е. вариант Bourne shell, включающий много современных свойств и возможностей, таких как управление работами, командную историю, дописывание имен команд и имен файлов, Emacs-подобный интерфейс редактирования командной строки и мощное расширение стандартной оболочки (Bourne shell). [33]

     Другая  популярная оболочка - tcsh, версия C Shell с более современными функциями по сравнению с bash. Другие оболочки: zsh - небольшая баурно-подобная оболочка; ksh - оболочка Корна; ash - оболочка BSD.

     Linux дает уникальную возможность кроить систему под наши личные нужды. 

     Linux обеспечивает полную Unix-среду программирования, включая все стандартные библиотеки, программный инструментарий, компиляторы, отладчики, которые встречаются и в других Unix-системах. В мире Unix большинство приложений и системных программ делаются на Си или Си++. Стандартным компилятором для Си и Си++ в Linux служит GNU gcc, который является современным компилятором, поддерживающим много опций. Он способен компилировать Си так же, как Objective-C, другие объектно-ориентированные диалекты Си. [23]

     Кроме Си и Си++ многие другие компиляторы  и интерпретаторы были перенесены в  Linux, такие как Smalltalk, FORTRAN, Pascal, LISP, Scheme и Ada, Perl и shell-подобный командный язык, включающий поддержку разработки простейших приложений в “X Window”.

     В Linux был перенесен продвинутый отладчик gdb, позволяющий пошагово выполнять программы в поисках ошибок или анализировать крах программ с помощью дампов памяти. Gprof - утилита профилирования, показывающая, где программа при выполнении тратит больше времени. Текстовый редактор Emacs позволяет осуществлять интерактивное редактирование. Другие инструменты, включая GNU make и imake используются для управления компиляцией больших программ; RCS - система для защиты и сопровождения исходных текстов.

     Linux содержит динамические библиотеки (DLL), которые позволяют экономить место, поскольку они вызываются только во время выполнения. Эти библиотеки позволяют также прикладному программисту переопределять функции, включая свои коды.

     Linux идеален для создания Unix-приложений. Поддерживаются различные стандарты вроде POSIX.1, позволяющие легко переносить программы, написанные для Linux, на другие системы. Можно использовать Linux для обучения программированию в Unix и изучения таких аспектов, как архитектура ядра. 

1.4 Система “X Window” 

     Система “X Window” (или кратко просто Х) - стандартный графический интерфейс для Unix-машин. Это мощная среда, поддерживающая много приложений. Используя “X Window”, пользователь может одновременно иметь на экране несколько окон, при этом каждое имеет независимый login. Часто используется мышь, хотя она необязательна. Было написано много специфических Х-приложений, таких как игры, графические утилиты, инструментарий для программирования и документирования и т.д. С Linux и X компьютер - замечательная рабочая станция. Используя протоколы TCP/IP, можно смотреть X-приложения, выполняемые на других машинах. 

     Система “X Window” была первоначально создана в MIT и свободно распространялась. Существует много и коммерческих приложений, расширяющих возможности “X Window”. Для Linux есть система “X Window”, известная как XFree, свободно распространяется для Unix-систем типа Linux. XFree поддерживает широкий спектр видео устройств, включая VGA, Super VGA, HDMI, различные видео адаптеры с ускорителями. Это полный комплект “X Window”, содержащий сам сервер, много прикладных программ и утилит, программные библиотеки и документацию.

     Стандартные Х-приложения включают xterm (эмулятор терминала, используемый в большинстве текстовых приложений в X Window); xdm (X-менеджер, обслуживающий login); xclock (представление простых часов); xman (X-ориентированное руководство по Linux) и т.д. Трудно перечислить все приложения X, доступные в Linux, но базовый комплект XFree включает “стандартные” приложения, содержащиеся в исходной версии MIT. Но доступно и многое другое, теоретически, все написанное для “X Window” можно прямо компилировать и для Linux.[37]