Операционные системы. Bodhi Linux 6.0: установка, настройка, эксплуатация: Учебное пособие для СПО

364 Pages·2023·10.31 MB·Russian

by  Орещенков И. С.

ВВЕДЕНИЕ
Операционная система для персональных компьютеров Bodhi Linux 6.0,
которой посвящена эта книга, является представителем семейства операцион-
ных систем, вышедших из экосистемы Ubuntu компании Canonical. Она базиру-
ется на дистрибутиве Ubuntu 20.04 LTS, а ее отличительной особенностью яв-
ляется легковесная среда графического рабочего стола Moksha Desktop. Такая
комбинация существенно снижает требования к производительности процессо-
ра и графического адаптера компьютера, сохраняя доступ к обширной базе ка-
чественного прикладного и системного программного обеспечения. В результа-
те у разработчиков получилась стабильная операционная система, которая поз-
воляет вдохнуть новую жизнь практически в любой компьютер на базе 64-раз-
рядного процессора Intel или Amd.
Примечание. По заявлению разработчиков дистрибутива, слово «Bodhi» вышло из
санскрита и означает «просветление». Слово «Moksha» тоже имеет корни в этом
древнеиндийском языке и означает «освобождение».
Современная операционная система — это чрезвычайно сложный про-
граммный продукт, поэтому начинающий пользователь нуждается в руковод-
стве, которое помогло бы ему сделать первые шаги в ее освоении. Часто можно
встретить такое утверждение: «Чтобы изучить операционную систему
GNU/Linux, можно воспользоваться любой книгой по операционной системе
Unix». И в некоторой степени это действительно так. Знания и навыки работы в
командной оболочке, программировании ее сценариев и использовании языка
регулярных выражений практически без изменений применимы в этих опера-
ционных системах.
Но в то же время на вопрос о том, какой дистрибутив GNU/Linux выбрать
для изучения, рекомендуют предпочесть тот, которым пользуется живущий по
соседству гуру. Эта рекомендация тоже не лишена смысла, потому что в каж-
дом дистрибутиве его создатели хотели каким-то образом выразить себя и свои
представления, что во многих случаях привело к существенным различиям
между ними.
Эта книга писалась с мыслью по мере возможности заменить такого со-
седского гуру, который имеет опыт эксплуатации дистрибутива Bodhi Linux
6.0. Ее задача — облегчить новичку знакомство с этим вариантом операцион-
ной системы и ответить на вопросы, которые неизбежно будут возникать на
первых порах. А изучать операционную систему Bodhi Linux 6.0 имеет смысл,
потому что она:
 может эксплуатироваться на современных и морально устаревших
компьютерах;
 обеспечивает доступ к широкому спектру прикладного и системного
программного обеспечения официальных репозиториев Ubuntu 20.04 LTS;
 позволяет обращаться к знаниям и опыту многочисленного сообщества
пользователей операционных систем Ubuntu [16, 17];
3
 прививает навыки, релевантные при настройке и обслуживании попу-
лярных операционных систем, базирующихся на дистрибутивах Ubuntu и
Debian;
 способна выполнять роль не только учебной, но и основной операци-
онной системы на персональных компьютерах учащихся, преподавателей и
специалистов.
Предлагаемая книга отличается от многих других изданий аналогичной
тематики тем, что имеет ярко выраженную практическую направленность. Со-
временная ИТ-индустрия перенасыщена терминами и аббревиатурами, и если
они единовременно обрушатся на неподготовленного читателя, то вызовут
лишь растерянность и потерю концентрации. Поэтому изложение практических
вопросов сопровождается только тем минимумом теоретических сведений, ко-
торый необходим для создания контекста, позволяющего читателю правильно
понимать учебный материал. По этой же причине при описании Bodhi Linux ав-
тор старался избегать сравнения с другими операционными системами. Подоб-
ные аналогии проясняют суть вопроса лишь для тех, кто хорошо знаком с си-
стемами, выступающими в качестве эталона, а остальных лишь отвлекают и за-
путывают.
При написании этой книги автор уделил большое внимание первоочеред-
ным вопросам, которые возникают у пользователей операционной системы в
практической деятельности, и тем аспектам, которые в меньшей степени осве-
щены в других изданиях. Это подготовка к установке операционной системы,
ее настройка, процесс загрузки после включения компьютера и способы управ-
ления этим процессом, установка приложений и формирование локального ре-
позитория, модификация образа дистрибутива и создание мультизагрузочного
носителя. При этом пришлось пожертвовать описанием принципов работы и
тонкой настройки сетевой подсистемы, которое невозможно качественно изло-
жить на нескольких страницах. По этой же причине за рамками книги остались
аудио- и видеоподсистема.
Материал книги может быть использован учащимися и преподавателями
образовательных учреждений среднего профессионального образования в ходе
учебного процесса по следующим направлениям:
 по специальностям ФГОС СПО 09.02.01 «Компьютерные системы и
комплексы» и 09.02.05 «Прикладная информатика (по отраслям)» в рамках об-
щепрофессиональной дисциплины ОП.07 «Операционные системы и среды»;
 по специальностям ФГОС СПО 09.02.03 «Программирование в
компьютерных системах», 09.02.06 «Сетевое и системное администрирование»
и 09.02.07 «Информационные системы и программирование» в рамках обще-
профессиональной дисциплины ОП.01 «Операционные системы»;
 по профессии ФГОС СПО 09.01.01 (230103.04) «Наладчик аппарат-
ного и программного обеспечения» в рамках профессиональных модулей
ПМ.02 МДК.02.01 «Установка и обслуживание программного обеспечения пер-
сональных компьютеров и серверов» и ПМ.04 МДК.04.01 «Модернизация про-
граммного обеспечения персональных компьютеров и серверов».
4
В операционной системе Bodhi Linux 6.0, установленной с основного
официального загрузочного образа, отсутствуют средства настройки операци-
онной системы с графическим интерфейсом пользователя. В методическом
плане это является отличным стимулом к использованию инструментов ко-
мандной строки, которые практически не отличаются во всем семействе опера-
ционных систем GNU/Linux. Работа с книгой поможет учащимся получить уве-
ренные навыки:
 установки и первоначальной настройки операционной системы;
 установки и обслуживания программного обеспечения;
 управления параметрами загрузки операционной системы;
 работы с объектами файловой системы с помощью файлового мене-
джера и через терминал;
 настройки параметров рабочей среды пользователя;
 администрирования операционной системы и управления учетными за-
писями пользователей;
 работы со средствами обслуживания операционной системы;
 создания разметки дисков и работы с файловой системой;
 диагностирования работоспособности, устранения неполадок и сбоев
операционной системы и прикладного программного обеспечения.
Чтобы выполнять все перечисленные действия, они усвоят знания о:
 архитектуре и принципах построения операционных систем;
 обобщенной структуре программного обеспечения и видах интерфей-
сов;
 порядке установки и настройки программного обеспечения;
 методике модернизации программного обеспечения;
 основных понятиях файловых систем и их организации;
 типах файлов, правах доступа к ним, пользователях и группах;
 способах оптимизации работы операционных систем и резервного ко-
пирования информации.
Учебные дисциплины требуют от обучаемых получения практического
опыта установки различных операционных систем и прикладного программно-
го обеспечения. Поэтому вполне уместным является рассмотрение в книге про-
цедуры создания мультизагрузочного сменного носителя. Такой носитель будет
полезен для запуска операционных систем в демонстрационном режиме или в
режиме установки прямо из файлов, содержащих их загрузочные образы. Кро-
ме того, его свободное пространство может быть использовано для хранения
пользовательских файлов, в том числе и локального репозитория Bodhi Linux.
Поскольку операционная система является неотъемлемым компонентом
программно-технологических платформ информационных систем предприятий,
книга может оказаться полезной при подготовке бакалавров по направлению
ФГОС 09.03.03 «Прикладная информатика». Знание возможностей и принципов
работы Bodhi Linux будет полезно при подготовке к решению профессиональ-
ных задач в сфере проектирования информационных систем. Материал книги
5
позволяет вырабатывать профессиональные компетенции в производственно-
технологической деятельности:
 способность принимать участие во внедрении, адаптации и настройке
информационных систем (ПК-10);
 способность эксплуатировать и сопровождать информационные систе-
мы и сервисы (ПК-11);
 способность осуществлять инсталляцию и настройку параметров про-
граммного обеспечения информационных систем (ПК-13);
 способность осуществлять презентацию информационной системы и
начальное обучение пользователей (ПК-16).
Весьма вероятно, что к моменту выхода книги из печати рассматриваемая
в ней операционная система не будет самой современной. Но читателя это не
должно огорчать. Во-первых, техническая поддержка операционной системы
Ubuntu 20.04 LTS, являющейся основой Bodhi Linux 6.0, будет осуществляться
компанией-разработчиком до 2025 г. Во-вторых, в силу своих особенностей
операционные системы семейства GNU/Linux могут достаточно успешно экс-
плуатироваться и по завершении срока официальной поддержки. В-третьих, для
новичков лучше начинать знакомство не с самой последней версией операци-
онной системы, а с той, которая уже прошла первичную обкатку на компьюте-
рах многочисленных энтузиастов.
На последнем аргументе хотелось бы остановиться особо. Операционная
система — это набор программного обеспечения, имеющего полный доступ к
компьютерному оборудованию. В силу этого установка или даже загрузка опе-
рационной системы на компьютере, который по каким-то причинам окажется
плохо с нею совместим, может обернуться большой неприятностью. Можно
вспомнить несколько эпизодов, когда использование новейших версий
GNU/Linux приводило к серьезным неполадкам. Во-первых, это история с по-
стоянным перезапуском электродвигателя накопителей на жестких магнитных
дисках, который приводил к существенному сокращению срока их службы. Во-
вторых, известны случаи выхода из строя определенных моделей ноутбуков
Samsung и Lenovo из-за повреждения программ, хранящихся в микросхемах
долговременной памяти, при запуске операционных систем семейства
GNU/Linux. Дистрибутив Ubuntu 17.10, вышедший в 2017 г., был из-за этого
даже отозван разработчиком. В-третьих, появлялись сообщения об ускоренном
износе современных информационных носителей SSD.
Перечисленные примеры приведены не для того, чтобы отпугнуть чита-
теля от использования операционных систем семейства GNU/Linux, — подоб-
ные неприятности могут постигнуть пользователей любых операционных си-
стем. Их целью является достижение понимания в том, что лишь он один в от-
вете за те действия, которые совершает со своим компьютером. На момент
написания книги ни Ubuntu 20.04 LTS, ни Bodhi Linux 6.0 не фигурировали в
новостях, посвященных печальным событиям. Это позволяет надеяться на то,
что и у читателя от описываемой операционной системы будут только положи-
тельные впечатления. Но не будет лишним перед практическим использовани-
ем содержащегося в книге материала выполнить поиск по информационным
6
ресурсам сети Интернет на предмет отсутствия проблем в работе указанных
версий операционных систем на имеющейся у читателя модели ноутбука или с
установленной в его компьютере системной платой.
Автор исходил из предположения, что читатель не является специалистом
в сфере применения персональных компьютеров и операционных систем, но
стремится стать таковым. Поэтому просит опытных читателей, если таковые
всё же решат обратиться к этой книге, не обижаться на советы, которые пока-
жутся им наивными и очевидными. Ведь их менее опытные коллеги могут
нуждаться в подсказках о том, как использовать «горячие сочетания клавиш», с
помощью какого текстового редактора внести изменения в конфигурационный
файл и даже как потом правильно завершить работу с этим текстовым редакто-
ром.
7
1. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ
1.1. Для чего нужна операционная система?
Прежде чем начать знакомство с Bodhi Linux, стоит задуматься о том, что
представляет собой операционная система компьютера и нужна ли она вообще.
Иногда говорят, что операционная система — это основная (самая главная)
программа для компьютера. Так ли это?
С точки зрения пользователя компьютера, самая главная программа —
это та, которая способствует решению задачи, стоящей перед пользователем.
Если пользователю надо составить бухгалтерский баланс, то важнейшей про-
граммой для него будет 1С:Бухгалтерия, если ему требуется подготовить отчет,
то Microsoft Word, а если он хочет просто отдохнуть, то первостепенную важ-
ность приобретут игровые программы типа Сапёр или Пасьянс.
Можно возразить, что ни одна из перечисленных программ не может ра-
ботать без операционной системы. В окружающей нас действительности это
так, но нет принципиальных препятствий к тому, чтобы разработать, например,
программу бухгалтерского учета, которая работала бы на компьютере эксклю-
зивно, безо всяких операционных систем. Популярные в конце 1980-х — начале
1990-х гг. бытовые компьютеры в подавляющем большинстве не имели опера-
ционной системы, но позволяли использовать различные программы — в ос-
новном для игр и инженерных расчетов. Так, может быть, операционная систе-
ма — это абсолютно лишний элемент, придуманный маркетологами для того,
чтобы вывести на рынок и продать очередной никому не нужный товар?
Чтобы ответить на этот вопрос, надо посмотреть, какие функции выполняет
прикладная программа и как она их выполняет. Возьмем, к примеру, программу
бухгалтерского учета. После запуска она отображает на экране компьютера окно с
элементами управления — меню, кнопками и полями ввода, с помощью которых
ею можно управлять, воздействуя на них с помощью мыши или клавиатуры. Для
выполнения вычислений и построения графиков программа запрашивает необхо-
димую информацию в базе данных, которая может находиться на том же или дру-
гом компьютере. В первом случае запросы адресуются к файловой системе ком-
пьютера, а во втором — направляются серверу через компьютерную сеть. Пере-
численные функции — отображение информации на экране, получение сигналов
от мыши и клавиатуры, работа с устройствами хранения информации и компью-
терной сетью — обладают двумя важными чертами.
Во-первых, их довольно сложно программировать. Если в бытовых ком-
пьютерах для отображения на экране кнопки достаточно было нарисовать пря-
моугольник и поместить внутри него надпись, то сейчас изображение той же
кнопки имеет сложную форму с закругленными краями, градиентную заливку,
имитирующую неравномерность освещения, и реалистичную реализацию от-
брасываемой ею тени. Сигналы от устройств ввода информации, к которым
относятся мышь и клавиатура, могут поступать в непредсказуемые моменты
времени. Для реагирования на них надо прерывать текущую работу программы,
что, вообще говоря, не просто сделать правильно. А если допустить ошибку в
обработке таких сигналов, то программа может зависать — переставать реаги-
8
ровать на действия пользователя. Восстановить функционирование компьютера
в такой ситуации можно только его перезагрузкой, скорее всего, с потерей по-
следних результатов работы.
Работа с компьютерной сетью регламентируется довольно сложными и объ-
емными наборами правил — сетевыми протоколами, полная и правильная реали-
зация которых требует колоссальных затрат времени и средств. Ошибки, допущен-
ные в работе с сетью, чреваты не только неправильной ее работой, но и проблемами
с информационной безопасностью. Надо отметить и то, что во времена расцвета
бытовых компьютеров компьютерные сети были исключительно редким явлением,
и практически все программы подразумевали автономное использование.
Во-вторых, рассмотренные функции являются типичными, общими. Отобра-
жением информации на экране, взаимодействием с клавиатурой, мышью и компью-
терной сетью занимается не только программа бухгалтерского учета, но и многие
компьютерные игры. То есть при создании самых разных программ программи-
стам, помимо решения специфических проблем, приходится решать одни и те же
типичные задачи. Если подходить к ним каждый раз «с нуля», то возрастут сроки и
стоимость разработки программ, а количество ошибок в них увеличится.
Одним из путей упрощения создания компьютерных программ является
вынос функций, которые решают определенные задачи, «за скобки». Они реа-
лизуются отдельно от основной программы, в результате чего получаются под-
программы или программные модули. Можно подготовить модули для отобра-
жения информации на экране, взаимодействия с устройствами ввода-вывода,
хранилищами информации и компьютерной сетью. Когда все программные мо-
дули будут готовы и проверены, остается лишь соединить их в правильную
комбинацию, собрав в конечном итоге требуемую программу как изделие из
деталей конструктора (рис. 1.1).

Рис. 1.1
Структура программ, содержащих подпрограммы для решения типичных задач, которые
включены в программы статически
9
Такой подход имеет право на существование и даже используется на
практике. Но если ограничиться только им, то вскоре станет понятно, что почти
все программы содержат одинаковые части, которые существенно увеличивают
размер исполняемых файлов. Для борьбы с этим эффектом программный код,
который без изменения используется разными программами, записывается в
отдельные файлы, называющиеся программными библиотеками или библиоте-
ками подпрограмм. В сами программы записываются ссылки на необходимые
программные библиотеки, а те подключаются к программе только при ее запус-
ке. Этот принцип организации подпрограмм называется динамической компо-
новкой, в отличие от статической компоновки, когда и уникальный код про-
граммы, и код всех необходимых ей подпрограмм записываются в единствен-
ный монолитный исполняемый файл. Динамическая компоновка позволяет эко-
номить память компьютера, потому что устраняет дублирование одинаковых
участков кода в разных программах (рис. 1.2).

Рис. 1.2
Структура программ, в которых подпрограммы для решения типичных задач вынесены
в динамические библиотеки
Казалось бы, все проблемы устранены, и на таком варианте программной
подсистемы компьютера можно было бы остановиться. Но оказалось, что рабо-
тать с бухгалтерской программой становится намного приятнее, если в фоно-
вом режиме играет негромкая музыка. Однако компьютер, который мы обсуж-
даем, умеет выполнять только одну программу в каждый момент времени. То
есть пользователю надо определиться: либо считать баланс (и тогда загружать
бухгалтерскую программу и работать с ней), либо слушать музыку (и тогда за-
гружать и выполнять программу музыкального проигрывателя). Раньше у поль-
зователей персональных компьютеров действительно был только такой выбор.
10
Если заниматься бухгалтерией можно и в тишине, то выполнить время от
времени вычисления на программном калькуляторе было бы совсем не лиш-
ним. Но, как и в случае с музыкальным проигрывателем, для этого потребова-
лось бы сначала завершить работу с бухгалтерской программой, потом запу-
стить программу калькулятора, выполнить расчеты, завершить программу
калькулятора и снова загрузить бухгалтерскую программу. Результат промежу-
точных вычислений пришлось бы запоминать или записывать на листке бумаги,
потому что при такой замене программ компьютер начисто забывает все, что
происходило до загрузки последней программы. Очевидно, что в такой ситуа-
ции проще выполнить расчеты вручную или на отдельном аппаратном кальку-
ляторе.
Чтобы увеличить пользу от применения компьютеров и удобство их экс-
плуатации, были проведены работы по обеспечению одновременного выполне-
ния нескольких программ с возможностью быстрого переключения между ни-
ми. Это оказалось очень непростой задачей. Каждая запущенная на компьютере
программа норовит захватить всю память, переключить на себя клавиатуру и
мышь, выводить информацию в произвольные области экрана. Поэтому надо
разделять имеющиеся ресурсы компьютера между выполняющимися програм-
мами и предоставлять им либо часть ресурса (например, только необходимую
область памяти), либо устанавливать очередность доступа к ресурсу (например,
к мыши и клавиатуре). Для управления ресурсами компьютера потребовалось
разработать надпрограмму, которая контролировала бы запуск и выполнение
обычных прикладных программ.
Такую надпрограмму вместе с динамическими библиотеками подпро-
грамм, упрощающих использование устройств компьютера, называют операци-
онной системой. Операционная система предоставляет виртуальную среду, в
которой одновременно могут выполняться несколько прикладных программ.
При этом, с одной стороны, выполняющиеся программы не мешают друг другу,
а с другой стороны, они могут обмениваться информацией при необходимости
[1, с. 22]. Например, появляется возможность одновременного выполнения бух-
галтерской программы и музыкального проигрывателя. В любой момент можно
дополнительно запустить калькулятор, произвести вычисления и скопировать
результат в бухгалтерскую программу. Программисты с удовольствием исполь-
зуют библиотеки подпрограмм операционной системы, в результате чего упро-
щается и ускоряется разработка прикладных программ, повышается их каче-
ство и надежность.
1.2. История появления Bodhi Linux
Несмотря на то что операционные системы не являются, как мы выясни-
ли, обязательным атрибутом компьютера, на практике они играют настолько
важную роль, что редкий современный компьютер обходится без них. Отка-
заться от использования операционной системы могут вынудить следующие
обстоятельства.
11
 Крайняя ограниченность аппаратных средств компьютера: малый
объем памяти, низкая скорость работы процессора, скромный набор вспомога-
тельных (периферийных) устройств. Операционной системе для работы требу-
ется часть ресурсов компьютера, и в условиях жестких ограничений их может
не остаться для выполнения остальных программ. По этой причине операцион-
ных систем были лишены первые ЭВМ (электронно-вычислительные машины,
которые появились в конце 1940-х гг. и использовались в основном для выпол-
нения научных расчетов) и бытовые компьютеры (которые в основном выпол-
няли функцию игровых приставок).
 Исключительные требования к быстродействию компьютера:
необходимость мгновенной реакции на изменяющиеся условия окружающей
среды. Поскольку операционная система использует часть времени процессора
для решения своих системных задач, этого времени лишаются программы, ра-
ботающие под управлением операционной системы. В задачах контроля техно-
логического оборудования это может оказаться непозволительной роскошью.
Впрочем, чаще всего удается достигнуть компромисса путем использования
специализированных операционных систем реального времени, которые гаран-
тируют предоставление программам требуемого объема вычислительных ре-
сурсов компьютера.
В остальных случаях преимущества от использования операционных си-
стем настолько очевидны, что уже к середине 1980-х гг. их было разработано
множество, которое отражало многообразие существовавших в то время ком-
пьютеров: персональных, рабочих станций и мейнфреймов. Последние пред-
ставляли собой большие ЭВМ, установленные в отдельных помещениях. Они в
автоматическом режиме непрерывно решали задачи, поступающие с более про-
стых и дешевых компьютеров — терминалов, за которыми работают пользова-
тели, и возвращали им результаты расчетов.
Операционные системы того времени, когда первые версии Windows бы-
ли только графическими оболочками над операционной системой MS-DOS, ли-
бо входили в состав продаваемых компьютеров как необходимое дополнение к
аппаратуре, либо представляли собой коммерческие продукты, которые надо
было приобретать отдельно. В любом случае они являлись товаром, и притом
весьма дорогостоящим. Это не должно удивлять, поскольку разработка опера-
ционной системы является сложным инженерным проектом на тысячи часов
работы команды высококвалифицированных специалистов.
Не была исключением и операционная система Unix, разработанная в
1970-х гг. пионерами компьютерной индустрии Кеннетом Томпсоном (Kenneth
Thompson) и Деннисом Ритчи (Dennis Ritchie) в составе коллектива программи-
стов североамериканской компании AT&T. Заложенные в ней идеи оказались
удачными, что принесло ей признание в профессиональных и научных кругах, а
использование для ее разработки переносимого языка программирования Си
способствовало широкому распространению на компьютерах разных произво-
дителей.
Но не всех устраивало существующее положение дел. Принципиальный
борец за свободу программного обеспечения Ричард Столлман (Richard
12