Методика преподавания основных характеристик и способов установки операционной системы Linux

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

на тему: «Методика преподавания основных характеристик и способов установки операционной системы Linux»

Алматы 2007

Содержание

Введение

Глава 1. ОС Linux: История и дистрибутивы

1.1 Методика преподавания основных характеристик

операционной системы Linux

1.2 Дистрибутивы Linux

Глава 2. Методика инсталляция ОС Linux на компьютер с Windows

2.1. Методика подготовки к инсталляции

2.2. Разделы на диске и процесс загрузки

2.2.1 Разделы диска и таблица разбиения диска

2.2.2 Процесс загрузки ОС фирмы Microsoft

2.2.3 Проблема с большими дисками

2.3 Выбор загрузчика

2.3.1 Загрузка LILO из дистрибутива ОС Linux

2.3.2 Другие загрузчики ОС

2.3.3 Варианты загрузки

2.4 Подготовка разделов на диске

2.4.1 Рекомендации по созданию разделов

2.4.2 Программа для разбиения диска

2.5 Windows NT и Linux:Загрузка через ОС Loader NT

2.6 Использоваие загрузчика LILO

2.6.1 Установка и настройка загрузчика LILO

2.7 Установка других опнрационных систем после Linux

2.7.1 Перенос каталога /boot в Dos-раздел

2.7.2 Загрузка Linux из MS-DOS С помощью loadlin.exe

Список использованной литературы

Заключение

Введение

Операционная система -- это комплекс программ, который обеспечивает управление аппаратными средствами компьютера, организует работу с файлами (в том числе запуск и управление выполнением программ), а также реализует взаимодействие с пользователем, т. е. интерпретацию вводимых пользователем команд и вывод результатов обработки этих команд. Без операционной системы компьютер вообще не может функционировать в качестве такового. В таком случае он представляет собой не более чем совокупность неработающих электронных устройств, непонятно зачем собранных воедино.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для компьютеров являются семейства операционных систем Microsoft Windows и UNIX. Первые ведут свою "родословную" от операционной системы MSDOS, которой оснащались первые персональные компьютеры фирмы IBM. Операционная система UNIX была разработана группой сотрудников Bell Labs под руководством Денниса Ричи, Кена Томпсона и Брайана Кернигана (Dennis Ritchie, Ken Thompson, Brian Kernighan) в 1969 году. Но в наши дни, когда говорят об операционной системе UNIX, чаще всего имеют в виду не конкретную ОС, а скорее целое семейство UNIX-подобных операционных систем. Само же слово UNIX (заглавными буквами) стало зарегистрированной торговой маркой корпорации AT&T.

В конце 70-х годов (теперь уже прошлого столетия) сотрудники Калифорнийского университета в Беркли внесли ряд усовершенствований в исходные коды UNIX, включая работу с протоколами семейства TCP/IP. Их разработка стала известна под именем BSD ("Berkeley Systems Distribution").

Она распространялась под лицензией, которая позволяла дорабатывать и усовершенствовать продукт, и передавать результат третьим лицам (с исходными кодами или без них) при условии, что будет указано, какая часть кода разработана в Беркли.

Операционные системы типа UNIX, в том числе и BSD, изначально разрабатывались для работы на больших многопользовательских компьютерах - мейнфреймах. Но персональные компьютеры постепенно наращивали мощь своего аппаратного обеспечения, и в наши дни они уже превосходят по возможностям те мейнфреймы, для которых в 70-х годах разрабатывалась ОС UNIX. И вот, в начале 90-х годов студент хельсинкского университета Линус Торвальдс (Linus Torvalds) приступил к разработке UNIX-подобной ОС для IBM-совместимых персональных компьютеров.

В этом сообщении Линус пишет, что он работает над (свободной) операционной системой для 386-х (486-х) компьютеров, и просит всех заинтересованных лиц сообщить, какие компоненты системы пользователи хотят видеть в первую очередь. Но, как видно из текста послания, оболочка bash и компилятор gcc у него уже работали. Работали они под управлением опе-рационной системы Minix, которая была разработана профессором Таненбаумом (Andy Tanenbaum) как учебное пособие для студентов-программистов. Minix работала на компьютерах с 286-ым процессором и послужила для Торвальдса прообразом новой ОС.

Глава 1. ОС Linux: история и дистрибутивы

инсталляция linux windows компьютер

Файлы первого варианта Linux (версия 0.01) были опубликованы в Интернете 17 сентября 1991 года. Как пишет сам Торвальдс "As I already mentioned,0.01 didn't actually come with any binaries: it was just source code for peopleinterested in what linux looked like. Note the lack of announcement for 0.01:I wasn't too proud of it, so I think I only sent a note to everybody who had showninterest." Затем, 5 октября 1991 года была выпушена версия 0.02, которая уже работала. Л.Торвальдс не стал патентовать или иным образом ограничивать распространение новой ОС. С самого начала Linux распространяется на условиях, определяемых лицензией General Public License (GPL), принятой для программного обеспечения, разрабатываемого в рамках движения Open Source и проекта GNU. На Linux-сленге эту лицензию иногда называют Copyleft. Об этой лицензии, движении Open Source и проекте GNU необходимо поговорить особо.

В 1984 году американский ученый Ричард Столлман (Richard Stallman) основал Фонд Свободного Программного Обеспечения (Free Software Foundation). Целью этого фонда было устранение всех запретов и ограничений по распространению, копированию, модификации и изучению программного обеспечения. Ведь до тех пор коммерческие компании тщательно оберегали разработанное ими программное обеспечение, ограждали его патентами и знаками защиты авторских прав, держали в строжайшем секрете исходные коды программ, написанных на языках высокого уровня (типа C++). Столлман считал, что это наносит огромный вред развитию ПО, приводит к снижению качества программ и наличию в них огромного количества невыявленных ошибок. И, что хуже всего, это приводит к замедлению процесса обмена идеями в области программирования, тормозит создание нового ПО в силу того, что каждому программисту приходится полностью заново писать каждую программу, вместо того, чтобы заимствовать уже готовые куски исходного кода из готовых программ.

В рамках Фонда Свободного ПО была начата разработка проекта GNU-проекта создания свободного программного обеспечения. Аббревиатура GNU открывается рекурсивно -- GNU's Not UNIX, т. е. то, что принадлежит проекту GNU, не является частью UNIX (потому что к тому времени даже само слово UNIX уже было зарегистрированной товарной маркой, т. е. перестало быть свободным). В "Манифесте GNU", который был 1 "Как я уже упоминал, версия 0.01 распространялась без бинарников: это были просто исходные коды, предназначенные для тех, кому интересно, как выглядит linux. Обратите внимание на то, что не было объявления о выходе версии 0.01: я не очень ею гордился, так что просто послал сообщение всем, кто проявил какой-то интерес".

То, что разрабатываемое в рамках проекта GNU ПО свободно, не означает, что оно распространяется без лицензии и никак не защищено в юридическом смысле. Программы, разрабатываемые в рамках движения Open Source, распространяются на условиях лицензии General Public License (GPL) Если сказать очень кратко, то суть этой лицензии состоит в следующем. Программное обеспечение, распространяемое под этой лицензией, можно как угодно дорабатывать, модифицировать, передавать или продавать другим лицам при условии, что результат такой переработки тоже будет распространяться под лицензией copyleft. Последнее условие - самое важное и определяющее в этой лицензии. Оно гарантирует, что результаты усилий разработчиков свободного ПО останутся открытыми и нестанут частью какого-либо лицензированного обычным способом продукта.

Оно также отличает свободное ПО от ПО, распространяемого бесплатно. Говоря словами создателей FSF, лицензия GPL "делает ПО свободным и гарантирует, что оно останется свободным".

Практически все ПО, распространяемое на условиях GPL, является почти бесплатным для пользователей (в большинстве случаев для того, чтобы получить его, вы должны заплатить только за CD-ROM с ПО или за трафик выхода в Интернет). Это не означает, что программисты перестают получать вознаграждение за свой труд. Основная мысль Р. Столлмана состоит в том, что нужно продавать не программное обеспечение, а труд программиста как такового. Например, источником дохода может быть сопровождение программных продуктов или их установка и конфигурация для внедрения на новых компьютерах и/или в новых условиях, преподавание и т. д. Хорошим вознаграждением может быть и получение автором свободных программ определенной известности, которая позволит ему в последующем получить высокооплачиваемую работу.

В рамках движения Open Source, и в частности проекта GNU, было разработано значительное количество программ, наиболее известными из которых являются редактор Emacs и компилятор GCC (GNU С Compiler) самый лучший и по сей день компилятор языка С. Открытость исходных кодов программ оказывает очень благотворное влияние на качество программного обеспечения: все лучшее, все новые идеи и решения сразу же широко распространяются, а все ошибки замечаются и быстро устраняются.

Начинает работать механизм естественного отбора, который подавлен в том варианте подхода к распространению программ, который практикуется в коммерческом ПО.

Но вернемся к истории собственно Linux. Надо сказать, что разработка Линуса Торвальдса представляла собой только ядро операционной системы.

1.1 Методика преподавания основных характеристик операционной системы Linux

В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний день Linux -- самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX. Приведем краткий список этих возможностей.

Реальная многозадачность

Все процессы независимы; ни один из них не должен мешать выполнениюдругих задач. Для этого ядро осуществляет режим разделения времени центрального процессора, поочередно выделяя каждому процессу интервалы времени для выполнения. Это существенно отличается от режима "вытесняющей многозадачности", реализованной в Windows 95, когда процесс должен сам "уступить" процессор другим процессам (и может сильно задержать их выполнение).

Многопользовательский доступ

Linux -- не только многозадачная ОС, она поддерживает возможность одновременной работы многих пользователей. При этом Linux может предоставлять все системные ресурсы пользователям, работающим с хостом через различные удаленные терминалы.

Свопирование оперативной памяти на диск

Свопирование оперативной памяти на диск позволяет работать при ограниченном объеме физической оперативной памяти; для этого содержимое некоторых частей (страниц) оперативной памяти записываются в выделенную область на жестком диске, которая трактуется как дополнительная оперативная память. Это несколько снижает скорость работы, но позволяет организовать работу программ, требующих большего объема ОЗУ, чем фактически имеется в компьютере.

Страничная организация памяти

Системная память Linux организована в виде страниц объемом 4 Кбайт. Если оперативная память полностью исчерпана, ОС будет искать давно не использующие страницы памяти для их перемещения из памяти на жесткийдиск. Если какие-либо из этих страниц становятся нужны, Linux восстанавливает их с диска. Некоторые старые UNIX-системыи некоторые современные платформы (включая Microsoft Windows) переносят на диск все содержимое ОП, относящееся к неработающему в данный момент приложению, (то есть ВСЕ страницы памяти, относящиеся к приложению, сохраняются на диске при нехватке памяти), что менее эффективно.

Загрузка выполняемых модулей "по требованию"

Ядро Linux поддерживает выделение страниц памяти по требованию, при котором только необходимая часть кода исполняемой программы находится в оперативной памяти, а не используемые в данный момент части остаются на диске.

Совместное использование исполняемых программ

Если необходимо запустить одновременно несколько копий какого-то приложения (либо один пользователь запускает несколько идентичных задач, либо разные пользователи запускают одну и ту же задачу), то в память загружается только одна копия исполняемого кода этого приложения, которая используется всеми одновременно исполняющимися идентичными задачами. linux дистрибутив каталог установка

Общие библиотеки

Библиотеки -- наборы процедур, используемых программами для обработки данных. Существует некоторое количество стандартных библиотек, используемых одновременно более чем одним процессом. В старых системах такие библиотеки включались в каждый исполняемый файл, одновременное выполнение которых приводило к непродуктивному использованию памяти.

В новых системах (в частности, в Linux) обеспечивается работа с динамически и статически разделяемыми библиотеками, что позволяет сократить размер отдельных приложений.

Динамическое кэширование диска

Кэширование диска -- это использование части оперативной памяти для хранения часто используемых данных с диска, что существенно ускоряет доступ к часто используемым программам и задачам. Пользователи MS-DOS работают со SmartDrive, который резервирует фиксированные области системной памяти для кэширования диска. Linux использует более динамичную систему кэширования: память, зарезервированная под кэш увеличивается, когда память не используется и уменьшается, если системе или процессу пользователя требуется больше памяти.

Частичная поддержка возможностей System V и BSD

POSIX 1003.1 (Portable Operating System Interface -- интерфейс мобильной операционной системы) задает стандартный интерфейс UNIX-систем, кото рый описывается набором процедур языка С. Сейчас он поддерживается всеми новыми ОС. Microsoft Windows NT также поддерживает POSIX 1003.1. Linux 100%-но соответствует POSIX. Дополнительно поддерживаются некоторые возможности System V и BSD для увеличения совместимости.

System VIPC

Linux применяет технологию IPC (Internal System Call) для обмена сообще- ниями между процессами, использования семафоров и общей памяти.

Возможность запуска исполняемых файлов других ОС

Linux не является первой в истории операционной системой. Для ранее разработанных ОС, включая DOS, Windows 95, FreeBSD или OS/2, разработана масса различного, в том числе очень полезного и очень неплохого программного обеспечения. Для запуска таких программ под Linux разработаны эмуляторы DOS, Windows 3.1 и Windows 95. Более того, фирмой Vmware разработана система "виртуальных машин", представляющая собой эмулятор компьютера, в котором можно запустить любую операционную систему.

Имеются аналогичные разработки и у других фирм. ОС Linux способна так же выполнять бинарные файлы других Intel-ориентированных UNIX- платформ, соответствующих стандарту iBCS2 (intel Binary Compatibility).

Поддержка различных форматов файловых систем

Linux поддерживает большое число форматов файловых систем, включая файловые системы DOS и OS/2, а также современные журналируемые файловые системы. При этом и собственная файловая система Linux, которая называется Second Extended File System (ext2fs), позволяет эффективно ис- пользовать дисковое пространство.

Сетевые возможности

Linux можно интегрировать в любую локальную сеть. Поддерживаются все службы UNIX, включая Networked File System (NFS), удаленный доступ (telnet, rlogin), работа в TCP/IP-сетях, dial-up-доступ по протоколам SLIP и РРР и т. д. Также поддерживается включение Linux-машины как сервера или клиента для другой сети, в частности, работает общее использование (sharing) файлов и удаленная печать в Macintosh, NetWare и Windows.

Работа на разных аппаратных платформах

Хотя ОС Linux первоначально была разработана для ПК на базе Intel

386/486, сейчас она может работать на всех версиях микропроцессоров от Intel, начиная с 386 и кончая многопроцессорными системами на Pentium III (с Pentium IV возникли определенные трудности, но судя по сообщениям в Интернете, они были вызваны ошибками в реализации процессора).

Так же успешно Linux работает на различных клонах Intel от других производителей; в Интернете встречаются сообщения о том, что на процессорах Athlon и Duron от AMD Linux работает даже лучше, чем на Intel. Кроме того, разработаны версии для других типов процессоров -ARM, DEC Alpha, SUN Spare, M68000 (Atari и Amiga), MIPS, PowerPC и др. (отметим, что в настоящей книге рассматривается только вариант для IBM- совместимых компьютеров).

1.2 Дистрибутивы Linux

В любой операционной системе можно выделить 4 основных части: ядро, файловую структуру, интерпретатор команд пользователя и утилиты.

Ядро-это основная, определяющая часть ОС, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ.

Файловая структура -- это система хранения файлов на запоминающих устройствах.

Интерпретатор команд или оболочка -- это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. И, наконец, утилиты -- это просто отдельные программы, которые, вообще говоря, ничем принципиально не отличаются от других программ, запускаемых пользователем, разве только своим основным назначением -- они выполняют служебные функции.

Как уже говорилось выше, если быть точным, то слово "Linux" обозначает только ядро. Поэтому, когда речь идет об операционной системе, правильнее было бы говорить "операционная система, основанная на ядре Linux".

Ядро ОС Linux разрабатывается под общим руководством Линуса Торвальдса и распространяется свободно (на основе лицензии GPL), как и огромное количество другого программного обеспечения, утилит и прикладных программ. Одним из следствий свободного распространения ПО для Linux явилось то, что большое число разных фирм и компаний, а также просто независимых групп разработчиков стали выпускать так называемые дистрибутивы Linux.

Дистрибутив -- это набор программного обеспечения, включающий все 4 основные составные части ОС, т. е. ядро, файловую систему, оболочку и совокупность утилит, а также некоторую совокупность прикладных программ. Обычно все программы, включаемые в дистрибутив Linux, распространяются на условиях GPL, так что может сложиться впечатление, что дистрибутив может выпустить кто угодно, точнее любой, кто не поленится собрать коллекцию свободного ПО. И в какой-то степени это утверждение правдоподобно. Однако разработчик дистрибутива должен по крайней мере создать программу инсталляции, которая будет устанавливать ОС на компьютер, на котором никакой ОС еще нет. Кроме того, необходимо обеспечить разрешение взаимозависимостей и противоречий между разными пакетами (и версиями пакетов), что, как мы увидим позже, тоже является нетривиальной задачей.Тем не менее, в мире существует уже более сотни различных дистрибутивов Linux и все время появляются новые.

Кроме того, там же есть ссылки на другие списки дистрибутивов, так что при желании можно найти все, что вообще существует в мире (правда, все это на английском языке, и русских локализаций там маловато упомянуто).

Различия между дистрибутива ми несущественны и все более стираются, из его статьи все же следует, что на сегодняшний день выделяются по крайней мере 3 группы дистрибутивов, наиболее типичными представителями которых являются Red Hat, Slackware и Debian.

По какому же критерию выбрать дистрибутив? На мой взгляд, для пользователя нашей страны критериев два: дистрибутив должен быть русифицирован и должна существовать команда разработчиков, обеспечивающая поддержку дистрибутива. И лучше, если эта команда имеет от этой (или, может быть, какой-то другой) деятельности некоторый доход, т. е. функционирует как коммерческая фирма.

В последнее время сложилось три команды разработчиков, создающих и поддерживающих русифицированные дистрибутивы.

Одна из команд сформировалась в Институте Логики. Эта команда некоторое время занималась русификацией дистрибутива Linux Mandrake Russian Edition, а в марте 2001 года организовала фирму ALTLinux и выпустила собственный дистрибутив ALTLinux (который, впрочем, очень похож на Linux Mandrake Russian Edition).

Вторая команда представлена фирмой ASPLinux, которая тоже выпустила собственный дистрибутив ASPLinux.

В состав этой команды вошли Л. Кантер и А. Каневский, которые раньше выпускали известный дистрибутив Black Cat Linux.

Третья команда, насколько я могу судить, представлена санкт-петербургской фирмой Linux Ink., которая выпускает Red Hat Linux Cyrillic Edition.

Конечно, имеются и другие русифицированные дистрибутивы. В 2000 году появились дистрибутив Best Linux, поддерживаемый фирмой SOT из Финляндии, и RosLinux. Но, на мой взгляд, если говорить о выборе дистрибутива, то на сегодняшний день заслуживают внимания только три дистрибутива: Red Hat Linux Cyrillic Edition, Linux Mandrake Russian Edition (и его потомок ALTLinux) и ASPLinux. Я могу привести следующие доводы в пользу такого выбора.

Эти дистрибутивы принадлежат к семейству дистрибутивов, строящихся на основе Red Hat Linux, выпускаемого одноименной американской фирмой, а судя по материалам Интернета, Red Hat -- это самый распространенный в мире дистрибутив. Эти дистрибутивы изначально русифицированы.

В каждом из них имеется достаточно отлаженная процедура установки, автоматически распознающая большинство компонентов аппаратного обеспечения, что очень облегчает процедуру инсталляции системы.

Легко устанавливается (добавляется) дополнительное программное обеспечение, поскольку оно поставляется в RPM-пакетах (это такая технология распространения ПО, вроде программы setup под Windows).

Эти дистрибутивы поддерживаются сформировавшимися командами разработчиков и постоянно обновляются, поэтому можно рассчитывать на то, что вы будете иметь возможность работать с последними версиями Linux. Несколько слов о нумерации версий. Надо различать номера версий дистрибутивов и номера версий ядра. Когда говорят о версиях Linux, то обычно имеют в виду версию ядра (ибо принадлежность операционной системы к Linux определяется тем, что ОС использует ядро Linux). Поскольку Линус Торвальдс продолжает координировать разработку ядра, то версии ядра развиваются последовательно, а не ветвятся и множатся, как дистрибутивы. Версии ядра Linux принято обозначать тремя числами, разделенными точкой. Например, дистрибутив Black Cat версии 5.2 был построен на основе ядра версии 2.0.36, т. е. это был Linux версии 2.0.36. Версии ядра с нечетным значением второй цифры обычно не используются для создания дистрибутивов, потому что являются экспериментальными (отладочными). Они распространяются, в основном, для того, чтобы энтузиасты могли их протестировать с целью выявления всех недостатков. Естественно, что такая версия может работать неустойчиво. Версии с четной второй цифрой являются (считаются) устойчиво работающими. Вы, конечно, можете установить любую версию, но для новичков все же обычно рекомендуют выбирать версию ядра с четной второй цифрой в номере версии. Конечно, если вы устанавливаете полный дистрибутив, то выбор ядра за вас сделали его разработчики, но о нумерации версий вам надо знать, если вы когда-нибудь задумаетесь об обновлении ядра.

Требования к компьютеру

Существуют специальные версии Linux, которые работают даже на 8086-ом процессоре с 512 Кбайт памяти, а специально собранная версия может запускаться с одной-двух дискет без жесткого диска. Так что, если у вас есть старенький компьютер, на котором никакая Windows не запускается, то вы с успехом можете использовать его для освоения Linux и, возможно, будете удивлены его возможностями. Но такие варианты в данной книге не рассматриваются.

Поскольку ОС Linux использует защищенный режим микропроцессора, то для установки этой ОС требуется как минимум 386-ой процессор. Судя по литературным источникам, годятся любые модификации: SX, DX и т. д. Дальнейшие требования к аппаратной части компьютера, на который уста- навливается Linux, определяются уже тем, что вы хотите.

Требования к аппаратуре

4 Мбайт Минимальные требования: работа в текстовом режиме из командной строки shell Работа в текстовом режиме через Midnight Commander. Для запуска графического интер фейса X Window. Для работы с графическим интерфейсом X Window (запуск оконного менеджера). Для запуска интегрированной графической среды KDE Для запуска каждого отдельного + 2 Мбайт большого приложения (типа GIMP, текстового процессора, базы данных или электронной таблицы) 4 Мбайт 8 Мбайт, но будет работать очень медленно, 16 Мбайт -- более-менее приемлемо 16 Мбайт 32 Мбайт Для работы с интегрированным офисным пакетом StarOffice 64 Мбайт 10 Мбайт 40 Мбайт 300 Мбайт 500 Мбайт + 50-100 Мбайт + 250 Мбайт. Из этого можно заключить, что минимально приемлемой конфигурацией для освоения Linux является компьютер на 486-ом процессоре с 16 Мбайт ОЗУ и жестким диском объемом 300 Мбайт. Далее надо заботиться только о наращивании оперативной памяти и объема жесткого диска, тут лишнего никогда не будет.

Linux относится к каждому компоненту компьютерной аппаратуры, начиная с чипсета и системной платы и кончая периферийными устройствами и источниками бесперебойного питания. Однако, на мой взгляд, на практике выбор компьютера определяется не операционной системой, а, в первую очередь, материальными возможностями владельца. И надо отнести к достоинствам ОС ее способность управлять не только самыми последними и "навороченными" моделями, но и уже "вышедшими из моды" или "морально устаревшими" экземплярами. Ведь так называемое "моральное устаревание" как раз и вызвано тем, что новые версии ПО от самых известных производителей заставляют списать в утиль вполне работоспособное оборудование. В этом смысле Linux имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что она способна работать даже на тех компьютерах, где альтернативой ей может быть только MS-DOS. Конечно, в таких случаях мы получим только режим командной строки, но, судя по различным источникам в Интернете, это не мешает использовать старые компьютеры для выполнения различных вспомогательных задач, например, в качестве маршрутизаторов. Но вопросы использования Linux для этих целей не попадают в сферу нашего интереса. Если же говорить о типичном пользователе, то, судя по моему опыту, если вы можете на компьютере работать с ОС Windows 95, а тем более с Windows NT или Windows 2000, то такой компьютер вполне годится для запуска Linux. Как было сказано, Linux вместе с огромным количеством прикладных программ распространяется практически бесплатно. Это значит, что пользователь, который не собирается модифицировать ПО или заниматься его продажами, имеет полное право скопировать весь дистрибутив Linux или любые его части у знакомого, скачать из Интернета или купить CD-ROM с Linux у торговцев в подземном переходе, не опасаясь, что подвергнется преследованию за нарушение лицензионных требований (которые почему-то называются "соглашениями"), выставленных фирмой-разработчиком. Из трех перечисленных вариантов приобретения дистрибутива я бы предложил выбрать приобретение его на CD-ROM. Покупать желательно не в подземном переходе (хотя первый свой дистрибутив я приобрел на местном рынке и не пожалел), а в одной из компьютерных фирм или через интернет-магазин. Это дает возможность выбора и некоторые гарантии, по крайней мере, по обмену бракованного диска.

Глава 2. Методика инсталляция ОС Linux на компьютер с Windows

К фирменным русифицированным дистрибутивам Linux прилагается краткое руководство по инсталляции системы. А на дистрибутивном диске (дисках) обычно имеется и достаточно полное руководство по установке Linux в электронной версии (такое руководство для Red Hat Linux Russian Edition вы можете найти на сайте http://www.linux-ink.ru). Дело в том, что большинство из тех, кто начинает осваивать Linux, являются уже опытными пользователями ОС Windows, чаще всего Windows 95 или Windows 98. Действительно, пока еще вряд ли Linux является той операционной системой, с которой пользователь начинает свое знакомство с компьютером. И, естественно, если пользователь раньше работал с ОС Windows и решил поэкспериментировать с Linux, то ему не хочется терять свою привычную среду и все, что было наработано, настроено и отлажено под Windows. К счастью, терять и необязательно, потому что на одном компьютере вполне могут ужиться две и даже больше ОС (хватило бы места на диске!). Именно поэтому ниже будет рассказано о том, как установить ОС Linux на компьютер, который до тех пор работал под одной из операционных систем фирмы Microsoft.

2.1 Методика подготовки к инсталляции

Устанавливать Linux можно одним из следующих способов:

с локального CD-ROM;

с жесткого диска, на который скопирован дистрибутив Linux;

с файл-сервера локальной сети по NFS;

с другого компьютера в локальной сети через 8MB;

с удаленного компьютера (в том числе из Интернета) по протоколу FTP;

с одного из WWW-серверов Интернета по протоколу НТМР.

На мой взгляд, наиболее удобен и практичен вариант установки Linux с CDROM, тем более, что купить нужный компакт-диск теперь не проблема.

Прежде чем приступить к инсталляции, соберите (запишите на листе бума-ги) всю необходимую информацию о конфигурации вашего компьютера.Если ваш компьютер пока что работает под ОС Windows 95/98, то многое можно найти, щелкнув правой кнопкой мыши по значку My Computer (Мой компьютер), а затем выбрав команду Properties (Свойства). Там можно найти почти всю необходимую информацию. Если чего-то не найдете, придется искать другими способами, вплоть до того, что открыть компьютер и прочитать надписи на самих устройствах.

О BIOS:

* фирма-производитель;

* версия.

О Контроллеры жестких дисков: тип (IDE или SCSI) и объем ваших жестких дисков (если у вас IDE-диски, вы должны проверить, что BIOS вашего компьютера обеспечивает доступ к ним в режиме LBA):

* hda (Master на 1-ом контроллере или Primary Master);

* hdb (Slave на 1-ом контроллере или Primary Slave);

* hdc (Master на 2-ом контроллере или Secondary Master);

* hdd (Slave на 2-ом контроллере или Secondary Slave);

* фирма-производитель и номер модели SCSI адаптера (если имеется).

Объем оперативной памяти (в килобайтах).

CD-ROM:

* тип интерфейса (IDE, SCSI или иной);

* для не-IDE, не-SCSI CD-ROM -- фирма-производитель и номер мо-

дели.

Мышь:

* тип (serial, PS/2, или bus mouse);

* протокол (Microsoft, Logitech, MouseMan и т. д.);

* число кнопок;

* для мыши на последовательном порту также номер порта, к которому

она подсоединена.

Адаптер дисплея:

* фирма-производитель;

* номер модели (или чипсет, который использован);

* количество видеопамяти;

Монитор:

* фирма-производитель;

* номер модели;

* граничные значения (min, max) частоты вертикальной и горизонтальной развертки (эти данные вы можете найти только в документации на монитор, их Windows не выдает, а между тем они очень важны при настройке графического интерфейса).

Если вы собираетесь работать в сети (a UNIX вообще в первую очередь - сетевая ОС), то запишите следующие данные:

* фирма-производитель и номер модели сетевой карты;

* ваш IP-адрес;

* сетевое имя вашего компьютера;

* маска подсети;

* IP-адрес шлюза (gateway IP address);

* IP-адреса серверов (основного и резервных) доменных имен (DNS server);

* IP-адреса серверов WINS (Windows Internet Name Service);

* имя домена вашей организации.

Тип и производитель звуковой карты и игровых контроллеров (если таковые имеются). Перед тем, как приступить к экспериментам по установке Linux как второй ОС, очень рекомендую принять некоторые меры предосторожности. Дело в том, что вам, возможно, придется произвести переразбиение диска, изменить загрузочные записи и поэкспериментировать с загрузочными и конфигурационными файлами. Все эти действия далеко не безобидны, и результатом может стать то, что компьютер вообще перестанет загружаться.

Поэтому, во-первых, необходимо изготовить загрузочную или спасательную дискету для вашей старой системы (если вы это еще не сделали). Во-вторых, стоит сохранить всю ценную для вас информацию, наработанную в старой системе (сделать back-up всех ценных файлов). И, в третьих, подготовить (разыскать, запасти) комплект установочных файлов для вашей старой системы. При установке Linux на компьютере, на котором стоит Windows NT, можно быстро потерять возможность ее загружать, и, не разобравшись в ситуации, посчитал, что ничего другого не остается, как отформатировать диск и установить все заново. Поэтому в своем руководстве по загрузчику LILO дает следующие советы оказавшимся в затруднительной ситуации. Если что-то не работает, попробуйте выяснить, что не так, перепроверьте свои предположения и только затем пытайтесь внести необходимые исправления. Особенно в тех случаях, когда система делает не то, что вы от нее ожидаете. Можно добавить еще один общеизвестный совет.Смотрите log-файлы, т. е. протоколы работы системы (забегая вперед, скажу,что искать их надо в каталоге /var/log).

Как уже было сказано, собственно процедуру установки ОС Linux я здесь не описываю, отсылая читателя к подробным руководствам. Однако несколько советов, касающихся тех решений, которые вы принимаете в ходе инсталляции, мне все же хотелось бы дать.

Во-первых, не спешите и внимательно читайте те сообщения, которые появляются на экране, а также вдумывайтесь в то, какие варианты вы выбираете из числа предлагаемых вам на появляющихся экранных формах.

В подтверждение этого можно привести пример, что при установке Red Hat 7.1, автоматическая установка приводит к результату, что после завершения инсталляции нельзя достучаться до компьютера ни по одному из сетевых протоколов (Telnet, FTP, NFS, Samba), хотя вроде бы задаешь работу компьютера в сети. Оказалось, что в варианте, предлагаемом по умолчанию, устанавливается firewall, который закрывает доступ из сети. Чтобы такой доступ открыть, надо в ходе инсталляции явно задать, какие сервисы оставить открытыми.

Во-вторых, не рекомендуется соглашаться с тем, что система при загрузке автоматически выходит в графический режим. В конце концов, набрать в командной строке startx вовсе не сложно, а справиться с настройками графической оболочки новичку вряд ли удастся, если с ее загрузкой что-либо не в порядке. После того как необходимые меры предосторожности приняты, следует решить, каким образом вы будете осуществлять многовариантную загрузку, и подготовить диск к установке нескольких ОС, для чего разбить его на соответствующее число разделов (partition).

2.2 Разделы на диске и процесс загрузки

Как вы знаете, жесткие диски представляют собой несколько пластин смагнитным покрытием, расположенных на одной оси и вращающихся сбольшой скоростью. Считывание/запись информации осуществляется с помощью головок диска, расположенных одна под другой между пластинами и перемещающихся от центра к краям пластин. Окружность на магнитной пластине, которую описывает головка при вращении пластин, называется дорожкой, а совокупность таких дорожек, расположенных одна под другой (определяемая каждым фиксированным положением головок), называется цилиндром. Каждая дорожка разбита на сектора, и в сектор можно записать 512 байт полезной информации. Поэтому диски часто характеризуются совокупностью трех цифр: числом цилиндров/числом дорожек в цилиндре/числом секторов на дорожке или C/H/S (от первых букв соответствующих английских терминов: Cylinder/Head/Sector, т. е. цилиндр/головка/сектор). Эти три цифры называют "геометрией диска". Диск с геометрией C/H/S имеет объем CxHxSx512 байт.

Диски являются блочными устройствами, т. е. считывание и запись информации производятся блоками, и минимальный размер блока равен одному сектору (512 байт). Для того чтобы записать информацию на диск, надо "позиционировать головку", т. е. указать контроллеру, в какой сектор эту информацию записать. Сектора как раз адресуются путем указания номера цилиндра, номера считывающей головки (или дорожки) и порядкового номера сектора на дорожке.

2.2.1 Разделы диска и таблица разбиения диска

Физические диски в Intel-системах принято разбивать на разделы. Повелось это, кажется, из-за того, что первые версии MS-DOS не могли обеспечить доступ к большим дискам (а объемы дисков росли быстрее, чем возможности DOS). Тогда придумали разбиение дисков на разделы. Для этого в нулевой сектор диска (нулевой сектор первой дорожки на нулевом цилиндре) стали записывать так называемую таблицу разбиения диска на разделы (partition table). Каждый раздел может трактоваться как отдельный физический диск. В частности, в разные разделы могут быть установлены разные операционные системы.

Таблица разделов содержит 4 записи по 16 байтов для 4 разделов, которые называют первичными. Каждая запись имеет следующую структуру: struct partition { char active; /* 0x80: раздел активный (загрузочный), О : не активный * / char begin[3]; /* CHS первого сектора, 24 бита */ char type; /* тип раздела (например, 83 -- LINUX_NATIVE, /* 82 - LINUX_SWAP, 85 - LINUX_EXTENDED) */ char end[3]; /* CHS последнего сектора, 24 бита */ int start; /* номер начального сектора (32-бита, счет начинается с 0) */ int length; /* число секторов в разделе (32 бита) */ Таблица разделов диска создается обычно с помощью программы fdisk.

В ОС Linux имеется как стандартная программа fdisk (которая, впрочем, су щественно отличается от программы fdisk в MS-DOS и Windows), так и еще две программы для работы с разделами диска: cfdisk и sfdisk. Программа cfdisk, как и fdisk, предназначена для работы с таблицей разделов диска: она не обращает никакого внимания на информацию, которая уже имеется на диске. Отличается она только несколько более удобным интерфейсом, предоставляющим пользователю не просто подсказку по командам, а систему меню. Программа sfdisk обладает несколько более широкими возможностями, в частности, она позволяет произвести некоторые операции над существующими разделами диска.

DOS использует поля begin и end таблицы разбиения диска и функции прерывания 13 BIOS (Int 13h) для доступа к диску, и поэтому не может использовать диски объемом более 8,4 Гбайт, даже с новым BIOS (об этом будет рассказано ниже), а разделы не могут быть более 2,1 Гбайт (но это уже из-за ограничений файловой системы FAT 16).

Linux использует только поля start и length таблицы разбиения диска и под- держивает разделы, содержащие до 232 секторов, т. е. размер раздела может достигать 2 Тбайт. Поскольку в таблице разбиения отведено только 4 строки для задания разделов, число первичных разделов на диске с самого начала ограничено: их может быть не более 4. Когда стало ясно, что и 4-х разделов мало, были изобретены логические разделы. Для этого один из первичных разделов объявляется "расширенным" (тип раздела -- 5, или F, или 85 в шестнадцатеричной системе), и в нем создаются "логические разделы". Расширенные разделы сами по себе не используются, они могут лишь хранить логические разделы. Первый сектор расширенного раздела хранит таблицу разделов с четырьмя входами: один используется для логического раздела, другой для еще одного расширенного раздела, а два не используются. Каждый расширенный раздел имеет свою таблицу разбиения, в которой, как и в первичном расширенном разделе, используются только две строки, задающие один логический и один расширенный раздел. Таким образом, получается цепочка из таблиц разделов, где первая описывает три основных раздела, а каждая следующая -- один логический раздел и положение следующей таблицы.

Программа sfdisk в Linux показывает всю цепочку: [root]! sfdisk -I -x /dev/hda Disk /dev/hda: 784 cylinders, 255 heads, 63 sectors/track Units = cylinders of 8225280 bytes, blocks of 1024 bytes, counting from 0

Число логических разделов в принципе не ограничено, потому что каждый логический раздел может содержать таблицу разделов и вложенные логические разделы. Однако реально ограничения все же существуют, например, Linux может работать не более чем с 15 разделами на SCSI-дисках и не более чем с 63-мя разделами на IDE-дисках.

Расширенный раздел как на физическом диске, так и в расширенном разде- ле вложенного расширенного раздела (предыдущего уровня) может быть только один: ни одна из существующих программ разбиения дисков (fdisk и ее усовершенствованные аналоги) не умеет создавать более одного расширенного раздела. В Linux диск в целом (то есть физический диск) доступен по имени устройства /dev/hda, /dev/hdb, /dev/sda и т. п. Первичные разделы обозначаются дополнительной цифрой в имени устройства: /dev/hdal, /dev/hda2, /dev/hda3, /dev/hda4, а логические разделы в Linux доступны по именам /dev/hda5, /dev/hda6... (начиная с номера 5). Из сказанного выше должно быть ясно, почему могут быть пропущены имена /dev/hda3 и /dev/hda4 (третий и четвертый первичные разделы просто не были созданы) и сразу после /dev/hda2 вы увидите /dev/hda5 (логический раздел в расширенном разделе /dev/hda2), а далее нумерация идет последовательно.

В Windows логические разделы получают однобуквенные имена, начиная с последнего задействованного имени первичного раздела. Если, например, имеется один жесткий диск с двумя простыми первичными разделами (С: и D:) и одним расширенным разделом, в котором созданы два логических раздела, то эти логические разделы именуются Е: и F:. Впрочем, в Windows NT и 2000 с помощью администратора дисков разделам могут быть присвоены другие буквенные имена.

2.2.2 Процесс загрузки ОС фирмы Microsoft

Какую бы операционную систему мы ни рассматривали, для того, чтобы ОС могла начать управлять компьютером, ее необходимо загрузить в оперативную память. Поэтому давайте кратко рассмотрим, как происходит процесс загрузки разных ОС. Поскольку нас интересует только загрузка с жестких дисков, то мы не будем рассматривать особенности загрузки с дискеты, CDROM и по сети. Начнем с доброй старой MS-DOS и MS Windows (не забывайте, что разработка и совершенствование персональных компьютеров шли параллельно с развитием ОС от Microsoft, и решения, использованные в этих ОС, оказывали сильное влияние на те решения, которые принимались разработчиками аппаратных средств).

Как вы знаете, при включении компьютера вначале запускается программа POST (Power On Self Test). Она определяет количество доступной памяти, тестирует ее, определяет наличие других компонентов (клавиатура, винче- стер и т. д.), инициализирует карты адаптеров. На экране обычно появляются сообщения о количестве памяти, о ее тестировании, перечень обнаруженных устройств (гибкие и жесткие диски, процессор, СОМ-порты и т. д.).

После завершения тестирования POST вызывает Int 19h, которое пытается найти загрузочное устройство. Поиск производится в том порядке, который определен в Setup BIOS, и осуществляется путем опроса нулевых секторов соответствующих устройств. Если диск является загрузочным, то в его нулевом секторе находится главная загрузочная запись -- Master Boot Record (MBR). Последние два байта MBR -- это "магическое число", которое является признаком того, что данный сектор есть MBR, а, следовательно, диск является загрузочным. Кроме "магического числа" MBR содержит таблицу разделов диска, о которой уже было сказано выше, и маленькую программу -- первичный загрузчик, объемом всего 446 (Oxl BE) байт. Но вернемся к описанию процесса загрузки. Прерывание I9h BIOS загружает первичный загрузчик в память компьютера и передает управление этой программе. Но такой маленькой программе не под силу загрузить ОС; все, что она может сделать -- это загрузить в память более мощную программу - вторичный загрузчик. Для этого она ищет в таблице разделов активный раздел и считывает в память вторичный загрузчик, который располагается начиная с первого логического сектора активного раздела. Обратите внимание на слово "начиная". Дело в том, что вторичный загрузчик в разных системах имеет разную длину. В разделе, отформатированном под файловую систему FAT, вторичный загрузчик занимает один сектор (512 байт). В разделе, отформатированном под файловую систему NTFS, вторичный загрузчик занимает уже несколько секторов. Вторичный загрузчик загружает первый слой программ, необходимых для запуска операционной системы. В случае MS-DOS программа-загрузчик загружает IO.SYS по адресу 700h, затем MSDOS.SYS и передает управление разделу SYSINIT модуля IO.SYS. Если по каким-либо причинам на диске не найден активный раздел, процесс загрузки продолжается обработкой прерывания 18h. Эта ветвь реально используется очень редко, но такая возможность может быть очень полезна в некоторых ситуациях. При удаленной загрузке, когда операционная система загружается с сервера, это прерывание перенаправляется программой POST на ROM сетевой карты. Для других ОС от Microsoft процесс загрузки происходит аналогично. Windows 95 загружается так же, как и DOS, но заменяет IO.SYS и MSDOS.SYS своими файлами. DOS сохраняются в файлах IO.DOS и MSDOS.DOS соответственно. Когда вы выбираете загрузку сохраненного DOS, Windows 95 переименовывает свои файлы в файлы с расширением w40 и восстанавливает первоначальные имена системных файлов DOS. Процесс продолжается с загрузки IO.SYS. Таким образом, загрузочные сектора DOS и Windows 95 одинаковые. Windows NT4 использует MBR DOS, но заменяет загрузочную запись активного раздела таким образом, что вместо IO.SYS загружается NTLDR.

Это уже мощная программа, которая многое может сделать. В частности, она находит файл boot.ini и, если параметр timeout больше 0, предлагает меню загрузки. Каждая строка секции [operating systems] файла boot.ini определяет один из вариантов загрузки и строится по следующему шаблону адрес_вторичного_загрузчика="название_варианта". Адресом вторичного загрузчика может являться указание на конкретный раздел диска или на файл загрузчика. Вот пример файла boot.ini: [operating systems] multi(O)disk(O)rdisk(O)partition(3)\WINNT="Windows NT Workstation 4.00 RUS" multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(3)\WINNT="Windows NT Workstation 4.00 RUS [VGA mode]" /basevideo /sos C:\="Microsoft Windows" С:\BOOTSECT.LNX="Linux"

Если пользователь выбирает NT, то выполняется загрузка по адресу раздела, указанному в первой строке раздела. В строке, соответствующей Microsoft Windows, указан просто диск "С:\", т. к. имя загрузочного файла берется по умолчанию: bootsect.dos. Файл грузится в память и загрузка продолжается так, как если бы загрузочная запись раздела была загружена программным кодом из MBR.

Для загрузки других систем можно воспользоваться таким же приемом. Для этого в boot.ini нужно добавить строки, содержащие ссылки на другие загрузочные файлы. При выборе такой строки будет загружаться соответствующая ОС. В приведенном выше примере этим способом обеспечивается загрузка Linux. Для этого в файле C:\BOOTSECT.LNX должно быть предварительно записано содержимое загрузочной записи, создаваемой Linux (точнее -- LILO, стандартным загрузчиком Linux).

2.2.3 Проблемы с большими дисками

В MS-DOS и первых версиях Windows доступ к дискам был организован через прерывание 13 (Int 13h) BIOS (в том числе на этапе начальной загрузки ОС). При этом использовалась адресация секторов на диске на основе указания номеров цилиндра, головки и сектора на дорожке (C/H/S). Точнее:

АН -- выбор операции;

СН -- младшие 8 битов номера цилиндра;

CL -- биты 7--6 соответствуют старшим битам номера цилиндра, биты 5--0 соответствуют номеру сектора;

CJ DH -- номер считывающей головки;

DL -- номер диска (80h или 81h).

(Заметим в скобках, что нумерацию физических цилиндров и дорожек принято начинать с 0, а сектора на дорожке нумеруют, начиная с 1). Однако практически головок было не более 16-ти, а число секторов на дорожке -- не более 63, и хотя для указания цилиндра использовалось 10 битов, все равно BIOS не мог работать с дисками объемом более 1024x63x16x512 = 528 Мбайт. Например, Extended CHS (ECHS) или "Large disk support" (иногда обозначается просто как "Large") использует еще три незанятых бита номера головки для увеличения числа адресуемых цилиндров. Это позволило использовать "фальшивую геометрию диска" в 1024 цилиндра, 128 считывающих головок и 63 сектора на дорожку. Трансляцию Extended CHS в реальный CHS-адрес (который может иметь до 8192 цилиндров) осуществляет BIOS. Это позволяет работать с дисками объемом до 8192x16x63x512 = 4 227 858 432 байт или 4,2 Гбайт.

Но разработчики все увеличивали плотность записи на диск, число пластин и дорожек, изобретали другие способы увеличения объема дисков. В частности, число секторов на дорожках стало разным (на более длинных дорожках, расположенных ближе к краю пластин, число секторов стали увеличивать). В результате три числа C/H/S уже перестали правильно отражать "геометрию диска", а старые версии BIOS перестали обеспечивать доступ ко всему дисковому пространству.

Тогда придумали другой прием для работы с большими дисками через Int 13h -- линейную адресацию блоков ("Linear Block Addressing" или LBA). Если не вдаваться в подробности, то можно сказать, что все сектора на диске нумеруются последовательно, начиная с первого сектора на нулевой дорожке нулевого цилиндра. Вместо CHS-адреса каждый сектор получает логический адрес -- просто его порядковый номер в общем массиве секторов. Нумерация логических секторов начинается с нуля, причем нулевой сектор содержит главную загрузочную запись (MBR). В Setup BIOS поддержка преобразования линейного номера в CHS-адрес обозначается как "поддержка LBA". Таким образом, в новых версиях BIOS обычно имеется выбор из трех вариантов: "Large", "LBA" и "Normal" (последнее означает, что трансляция адресов не производится). Но и в режиме LBA обращение к физическому диску все равно осуществляется через функции Int 13h, которые используют ЗО-нотацию (C,H,S). В силу этого возникает ограничение на возможный объем диска: BIOS, и, следовательно, MS-DOS и ранние версии Windows, не могли адресовать диски объемом более 8,4 Гбайт. Надо заметить, что указанное ограничение относится только к дискам с интерфейсом IDE. В контроллерах SCSI-дисков номер сектора переводится в команды SCSI, а далее сам диск находит нужную позицию, поэтому такого ограничения на объем диска не возникает.