Операционная система FreeBSD курсовая по информатике , Дипломная из Информатика

Скачай Операционная система FreeBSD курсовая по информатике и еще Дипломная в формате PDF Информатика только на Docsity! Министерство образования Республики Таджикистан Таджикский Технический Университет им. ак. М. С. Осими кафедра АСОИиУ Курсовая работа на тему: «Операционная система FreeBSD» Душанбе 2009 Оглавление Аннотация Введение Для чего нужна FreeBSD FreeBSD в роли настольной ОС FreeBSD в роли серверной ОС FreeBSD и неродственные неродственные операционные системы FreeBSD и другие разновидности UNIX Программная среда История разработки FreeBSD Взаимодействие с другими компьютерами по сети Сосуществование FreeBSD с другими ОС на одном компьютере Аппаратная среда Типы и производительность процессоров Требования к оперативной памяти Жёсткие диски Диски SCSI и EIDE Общие требования к объёму дискового пространства Графическое оборудование Сетевое оборудование Принтеры Вспомогательные устройства Заключение Список литературы Для чего нужна FreeBSD В любом деле важно находить правильные средства для достижения поставленных целей, и выбор оптимальной операционной системы (ОС) — не исключение. FreeBSD — очень гибкая и эффективная система, имеющая множество возможных вариантов применения. Но, несмотря на это она не всегда оказывается наилучшим выбором. Вот почему нужно, прежде всего, проанализировать, в каких обстоятельствах следует инсталлировать именно FreeBSD. FreeBSD устанавливают либо на рабочей станции, либо на сервере. Ниже рассматриваются достоинства и недостатки системы в каждом из этих случаев. Кроме того, FreeBSD — член семейства операционных систем, производных от (или смоделированных на основе) UNIX. Поэтому важно понимать, как FreeBSD (и UNIX в целом) соотносится с операционными системами других типов и какое место занимает FreeBSD в семействе UNIX- подобных систем. FreeBSD в роли настольной ОС В этой курсовой работе под термином рабочая станция понимается компьютер, за которым пользователь решает свои повседневные задачи: редактирует текст, программирует, занимается Web-дизайном (играет в игры...). Иногда термин употребляют в более узком смысле, подразумевая, что указанные выше функции выполняются на высокопроизводительных компьютерах или системах, постоянно подключенных к сети. В этом случае низкопроизводительные или изолированные системы называют настольными компьютерами. Впрочем, уровень вычислительных мощностей постоянно растет, соответственно меняется и оценка производительности. Что касается подключения к сети, то нужно учитывать огромную популярность коммутируемых сетевых соединений в системах нижнего сегмента рынка. Исходя из этого мы будем употреблять термин "рабочая станция" в отношении компьютеров конечных пользователей. Способность компьютера играть роль рабочей станции зависит от двух основных факторов. • Удобный пользовательский интерфейс. Современные пользователи привыкли к наличию удобных средств работы с компьютером. Ключевое из них — пользовательский графический интерфейс. Во FreeBSD графический интерфейс представлен средой Х Window System (сокращенно — Х-среда). Ее ядро довольно примитивно в сравнении с другими аналогичными интерфейсами, поэтому к нему добавлен ряд надстроек, таких как диспетчер окон (управляет рамками окон) и набор элементов управления (упрощают программисту задачу отображения меню, диалоговых окон и т.д.). Подобный модульный подход делает Х-среду очень гибкой с точки зрения программирования интерфейса, но есть и обратная сторона медали: возникающая несогласованность между приложениями часто сбивает пользователей с толку. • Доступность прикладных программ. На рабочей станции выполняются пользовательские приложения: текстовые редакторы, программы обработки электронных таблиц, почтовые клиенты, компиляторы, графические редакторы и даже игры. Если операционная система не может предложить пользователю необходимый набор прикладных программ, то она не подходит для установки на рабочей станции. Список приложений, доступных во FreeBSD, велик, хотя и не настолько, как хотелось бы. В частности, популярный пакет Microsoft Office не перенесен во FreeBSD. Существуют его альтернативы, такие как пакет OpenOffice.org, но они не обеспечивают 100-процентную совместимость файлов. Если говорить в целом, то в одних категориях (например, игры) ощущается нехватка приложений для FreeBSD, а в других их более чем достаточно. FreeBSD вполне подходит на роль операционной системы для рабочей станции, хотя в конкретной ситуации выбор зависит от специфических потребностей пользователя. К достоинствам FreeBSD относятся низкая стоимость, способность функционировать на старом оборудовании, стабильность, гибкий пользовательский интерфейс и близкое сходство с другими разновидностями UNIX. К недостаткам можно отнести менее согласованный, чем в Windows или Мас OS, пользовательский интерфейс, несколько непривычный для пользователей вышеуказанных систем. Что касается фактора доступности прикладных программ, то все зависит от обстоятельств. Если пользователь вынужден работать с приложениями вроде Microsoft Office, которые недоступны во FreeBSD, придется обратиться к другой операционной системе. Если же пользователь не привязан к конкретным форматам файлов, то можно сделать выбор в пользу FreeBSD. Стоит подметить, что если на рабочей станции требуется установить UNIX-подобную операционную систему и при этом предполагается запускать Microsoft Office или другой прикладной пакет, недоступный во FreeBSD, то в качестве компромиссного варианта подойдет Мас OS Х. Эта система создана на основе микроядра Mach и целого ряда компонентов FreeBSD. Конечно, Мас OS Х — это не FreeBSD, но благодаря многочисленным "заимствованиям" из FreeBSD и других разновидностей UNIX она гораздо больше знакома администраторам UNIX, чем Windows-системы или более ранние версии Мас OS. В Мас OS Х поддерживаются многие прикладные пакеты, включая Microsoft Office. Если предполагается, что в системе будет работать большое количество пользователей, то нужно уделить особое внимание вопросам конфигурирования графических оболочек. Эти оболочки значительно усовершенствовались с середины 90-х и по-прежнему регулярно обновляются. защиты самой FreeBSD многие серверные программы обладают собственными механизмами защиты. FreeBSD и неродственные операционные системы Чтобы решить, какая операционная система является в вашем случае наиболее предпочтительной, следует разбить возможные варианты на две группы: UNIX-подобные системы и остальные. FreeBSD относится к первой группе. Прежде всего нужно определить, имеет ли смысл устанавливать одну из разновидностей UNIX. Если ответ положителен, можно переходить к оценке преимуществ различных систем этой группы. На сегодняшний день спектр существующих операционных систем чрезвычайно велик. Мы остановимся на наиболее популярных системах, функционирующих на платформах потребительского сегмента рынка (процессоры х86 и PowerPC). • DOS. Дисковая операционная система (Disk Operating System, DOS) была первой системой такого рода для компьютеров IBM PC и в различных формах "дожила" до сегодняшних дней. Все эти формы довольно примитивны в сравнении с современными операционными системами. Их основные достоинства — небольшой занимаемый размер (как на диске, так и в оперативной памяти) и способность выполнять приложения в режиме реального времени, что требует точной синхронизации. • Windows 9х/Ме. Это семейство Windows-систем больше не разрабатывается. В его основе лежит ядро DOS, в которое интегрированы средства графического интерфейса и вытесняющей многозадачности. Системы Windows 9х/Ме достаточно ненадежны и имеют много других недостатков. Тем не менее они все еще широко распространены, в немалой степени из-за доступности популярных пользовательских приложений, работающих только в среде Windows, таких как Microsoft Office. • Windows NT/2000/ХР. Изначально Windows NT представляла собой полностью переработанную реализацию среды Windows. В последующих версиях системы улучшались средства пользовательского интерфейса и повышалась совместимость с популярными программами. В 2002 г. компания Microsoft позиционировала Windows 2000 как серверную и корпоративную ОС, а Windows XP — как систему для домашнего применения. Обе они основаны на Windows NT и гораздо надежнее семейства Windows 9х/Ме, основанного на DOS. Считается, что FreeBSD надежнее, чем Windows NT/2000/XP, хотя у такого мнения, естественно, немало противников. Windows 2000 или XP будет хорошим выбором в том случае, если требуется запускать программы, работающие только в среде Windows. • Windows Vista. Абсолютное перерождение линейки Windows. Vista представляет собой ОС нового поколения. По принципам работы и взаимодействия с оборудованием она превосходит все остальные ОС. Единственным камнем преткновения могут быть приличные системные требования. По надёжности Vista не уступает другим современным ОС. • OS/2. Несмотря на то что компания IBM не выпускала новых версий OS/2 с 1996 г. (Warp 4), эта система остается вполне жизнеспособной. По надежности она сопоставима с Windows 2000/XP, вот только способна выполнять лишь старые 16-разрядные приложения Windows, DOS- приложения и программы, написанные специально для OS/2. В среду OS/2 было перенесено множество традиционного программного обеспечения UNIX. В 2001 г. лицензию на OS/2 приобрела компания Serenity Systems , которая выпустила обновленную версию под названием eComStation. • BeOS. Система BeOS разрабатывалась "с нуля" с учетом последних достижений в области операционных систем, но так и не стала популярной. Круг ее пользователей продолжает сокращаться, хотя у системы остаются верные поклонники. BeOS отличается стабильностью и производительностью, однако число доступных программ невелико. Как и OS/2, BeOS имеет преимущества в той среде, где вычислительная инфраструктура давно налажена. В остальных случаях использование системы неоправданно. В 2001 г. компанию Ве, Inc., разработчика BeOS, приобрела компания Palm. • Мас OS. Mac OS долгое время являлась единственным серьезным конкурентом Windows на рынке настольных систем, но оба семейства операционных систем работают на разном оборудовании: в случае Windows это процессоры х86, а в случае Мас OS — процессоры 680х0 и (с недавнего времени) PowerPC. Mac OS славится своим пользовательским интерфейсом и имеет преданную армию поклонников. Последние версии Мас OS, называемые Мас OS Х, основаны на ядре UNIX с немалыми заимствованиями из FreeBSD, так что в определенном смысле МАС OS Х можно считать разновидностью UNIX. Отличия, впрочем, остаются довольно существенными, особенно в плане пользовательского интерфейса, поэтому система и была отнесена к рассматриваемой категории. Мас OS Х может оказаться хорошей альтернативой в том случае, если требуется система с надежным ядром UNIX и возможностью выполнять популярные пользовательские приложения (при условии, что они перенесены в Мас OS Х). FreeBSD ориентирована в основном на платформу х86, поэтому недоступна для оборудования, на котором традиционно работает Мас OS Х (в настоящее время ведутся разработки по переносу FreeBSD на платформу PowerPC). Сравнивать FreeBSD с перечисленными операционными системами сложно, так как они довольно неоднородны. Остановимся на наиболее серьезных соперниках — Windows (преимущественно Windows 2000 и XP, хотя Windows 9х/Ме тоже нужно учитывать из-за огромного количества инсталлированных систем) и Мас OS. В сравнении с Windows достоинства FreeBSD проявляются в основном в серверной части. Некоторые из наиболее популярных серверов, в частности почтовый сервер sendmail и Web-сервер Apache, ориентированы на платформу UNIX и отлично работают во FreeBSD. В последние годы эти программы привлекали меньше внимания со стороны хакеров, чем их Windows-аналоги. Например, в 2001 г. Web-серверы Windows подверглись массированному нападению вирусов-червей типа Code Red и Nimda. Впрочем, нельзя поручиться, что ситуация не изменится в будущем. чем достаточно для того, чтобы при переходе из одной UNIX-системы в другую приходилось покупать справочное руководство. Ядро FreeBSD является производным от открытой реализации исходного ядра AT&T UNIX. Изначально система предназначалась для процессоров семейства Intel х86, но впоследствии стала поддерживать родственные семейства процессоров компаний AMD, VIA (Cyrix), Transmeta и других (большей частью не существующих сегодня). Ведутся работы по переносу системы на другие процессоры, например Alpha, но они еще далеки от завершения. Ядро FreeBSD отличается монолитностью, т.е. имеет единую логическую структуру. Вспомогательные компоненты, например драйверы файловой системы, помещаются в так называемое пространство ядра и потому могут контролировать аппаратные компоненты и структуры данных ядра. В некоторых разновидностях UNIX применяется иная модель, называемая микроядром. В такой схеме ядро имеет меньший размер и взаимодействует с внешними компонентами, реализующими традиционные функции ядра, в частности доступ к файловой системе. У каждого подхода есть свои сторонники. FreeBSD — это операционная система с открытым исходным кодом. Большинство ее компонентов распространяется на условиях лицензии BSD . Эта лицензия разрешает модификацию и последующее распространение исходного кода на тех условиях, которые выберет разработчик. Теоретически это означает, что кто угодно может модифицировать код системы и продать его как коммерческий продукт. Другой популярной лицензией для систем с открытым исходным кодом является GPL (GNU General Public License). Она требует, чтобы любые модификации распространялись с соблюдением исходных требований GPL. Такую лицензию имеет ядро Linux, и отсюда проистекают многие различия между FreeBSD и Linux. Во FreeBSD используются программные компоненты, имеющие лицензию BSD, а в Linux больше GPL-компонентов. Это не влияет напрямую на работу операционной системы, но многие утилиты существуют в разных вариантах в зависимости от типа лицензии. Некоторые разновидности UNIX патентованы. Например, системы Solaris компании Sun и AIX компании IBM являются коммерческими системами. Иногда их можно использовать бесплатно, как в случае Solaris для платформы х86, но чаще всего за лицензию коммерческой версии UNIX приходится платить. Различия между открытыми и коммерческими системами лежат в основном в концептуальной и экономической плоскостях. С функциональной точки зрения FreeBSD во многом эквивалентна своим коммерческим аналогам. Коммерческие и открытые системы часто совместимы. Программы, имеющие открытый исходный код, можно запускать в коммерческой операционной системе, и наоборот: коммерческие программы можно запускать в открытой ОС. Тем не менее большинство программ FreeBSD имеет открытую лицензию. Помимо FreeBSD широко распространены следующие разновидности UNIX. • NetBSD. Это одна из трех операционных систем, производных от 386/BSD. Две другие — FreeBSD и OpenBSD. NetBSD отличается от FreeBSD тем, что перенесена на большее число процессоров. Принципы их лицензирования и общая структура весьма схожи, но FreeBSD остается более популярной, так как активнее рекламируется и чуть проще в инсталляции и применении. • ОрепBSD. Эта система славится своей безопасностью. Ее разработчики потратили немало усилий на то, чтобы создать систему, которую не так просто взломать. Как и NetBSD, OpenBSD схожа с FreeBSD по конфигурации, принципам лицензирования и доступному программному обеспечению. • Linux. Linux можно считать отдельным семейством операционных систем с открытым исходным кодом. С технической точки зрения Linux — это лишь ядро; в дистрибутив Linux входят ядро и пакеты программ, составляющие операционную систему. По общим принципам конфигурирования и составу программных средств FreeBSD больше отличается от Linux, чем от NetBSD и OpenBSD. Стоит обратить внимание на то, что пользователи, не знакомые с UNIX, иногда считают FreeBSD дистрибутивом Linux. Это не так. FreeBSD не использует ядро Linux и отличается множеством конфигурационных нюансов. FreeBSD следует считать производной от дистрибутива BSD (Berkeley Software Distribution), тогда как Linux является свободно распространяемой, полностью переработанной реализацией UNIX, гораздо слабее связанной с ранними версиями BSD и AT&T UNIX. • Solaris. Это коммерческая разновидность UNIX, выпущенная компанией Sun и используемая в основном на ее серверных платформах. Серверы Sun, работающие на процессорах SPARC, являются конкурентами высокопроизводительных систем на базе процессоров х86 старших моделей. Операционная система Solaris может работать и на платформе х86, однако набор ее драйверов меньше, чем у FreeBSD. Система Solaris удобна для разработчиков, которые пишут программы для компьютеров Sun. В остальных случаях более предпочтительным выбором для персональных компьютеров являются FreeBSD и Linux. • AIX. Это коммерческая разновидность UNIX, выпущенная компанией IBM для своего специализированного оборудования. Подобно системам компании Sun, AIX нацелена на верхний сегмент рынка серверов, поэтому мало конкурирует с FreeBSD. • IRIX. Большинство рабочих станций Silicon Graphics работает под управлением IRIX — коммерческой разновидности UNIX. Ранее основным достоинством этих систем была оптимизированная обработка высококачественной графики, с их помощью создавались спецэффекты для кинофильмов. Сегодня в этот сегмент рынка активно вторгаются недорогие компьютеры на базе процессоров х86, но позиции Silicon Graphics и IRIX все еще сильны. модифицировали саму систему. В 1977 г. все наработки были включены в единый пакет программ, названный BSD (Berkeley Software Distribution). В 1978 г. был выпущен пакет 2BSD), содержащий улучшенный и расширенный набор утилит исходного дистрибутива. Последующие разработки привели к появлению пакетов 2.11BSD, 3BSD, 4BSD. На очереди было название 5BSD, однако компания AT&T возражала против этого, т.к. боялась потенциальной путаницы с System V — своим вариантом UNIX. В результате следующие версии стали называться 4.1BSD, 4.2BSD и т.д. В это время и появился ТСР/IР — базовый стек сетевых протоколов, лежащих в основе современной сети Internet. Упомянутые BSD-пакеты представляли собой дополнения к ОС UNIX компании AT&T. Это не были полноценные операционные системы. Кроме того, лицензионные требования постоянно ужесточались. Один из вариантов пакета 4.3BSD, известный как 4.3BSD-Tahoe, был доступен только при условии приобретения исходной лицензии AT&T, которая определяла правила распространения ОС UNIX в семидесятые и восьмидесятые годы. Но в 1989 г. ситуация изменилась: разработчики из Беркли выпустили пакет Networking Release 1, который допускал свободное распространение кода независимо от того, имел ли получатель лицензию на исходный код AT&T. Это был первый и очень важный шаг на пути к современным системам с открытым исходным кодом. Без изменений в правилах лицензирования, впервые воплощенных в Networking Release 1, не было бы современной FreeBSD. В 1991 г. появился пакет Networking Release 2. Несмотря на сходство названий, изменения оказались разительными. Это была практически полноценная операционная система; не хватало лишь шести файлов с исходными кодами ядра AT&T UNIX. В течение шести месяцев программист Билл Джолиц (Bill Jolitz) переписал их, назвав полученный пакет 386/BSD. Эта система является непосредственной предшественницей NetBSD и FreeBSD (OpenBSD отделилась от ветви NetBSD в середине 90-х). Она предназначалась для работы на процессорах Intel x86, точнее, 80386 — самой последней на то время модели. Как уже отмечалось выше, FreeBSD по- прежнему тесно связана с платформой х86, хотя и предпринимаются попытки ее переноса на другие процессоры. С 1993 г. (дата рождения системы как отдельного проекта) FreeBSD целенаправленно развивается независимо от других систем. Она, конечно же, заимствует что-то из других проектов с открытым исходным кодом; иногда заимствуют ее код. Старший номер версии увеличивается в среднем каждые несколько лет. В начале 2002 г. Была выпущена версия 4.5, а версия 5.0 появилась в конце того же года. Именно эти две версии и рассматриваются в курсовой работе. Взаимодействие с другими компьютерами по сети Одной из вех в истории (или, если хотите, предыстории) FreeBSD было появление стека протоколов ТСР/IP в 4.2BSD. Он послужил основой для аналогичных стеков других операционных систем. Даже некоторые сетевые утилиты компании Microsoft до сих пор отображают сообщения об авторских правах, свидетельствующие о том, что эти утилиты заимствованы из BSD. С учетом этих обстоятельств, казалось бы, у FreeBSD не должно быть никаких проблем при взаимодействии с другими системами по сети. В некоторых случаях это действительно так, но есть нюансы и ограничения, которые обязательно следует учитывать. • Альтернативные стеки сетевых протоколов. ТСР/IP — не единственный существующий стек сетевых протоколов. В некоторых локальных сетях используются другие семейства протоколов, например AppleTalk компании Apple, NetBEUI в Windows и IPX компании Novell. Поддержка этих стеков во FreeBSD ограничена в сравнении с ТСР/IP. К счастью, немногие сетевые утилиты сегодня работают исключительно с альтернативными протоколами. К примеру, в Windows утилиты совместного доступа к файлам и принтерам поддерживают как NetBIOS, так и ТСР/IP. Этот факт учитывает программа Samba , предоставляющая Windows- клиентам доступ к файлам. • Непостоянство стандартов. Редко какой поставщик использует сторонний код в том виде, в каком он был получен. Даже авторы время от времени переделывают свои творения. По этой причине исходный стек ТСР/ IP, появившийся в 4.2BSD, за годы эксплуатации "мутировал", и в каждой следующей операционной системе использовалась несколько иная его реализация, иногда даже совершенно новая. Но при всем многообразии изменений нельзя не отметить тот факт, что большинство операционных систем может взаимодействовать друг с другом по протоколам ТСР/IP. С практической точки зрения важно то, что FreeBSD как одна из основных серверных систем крайне редко бывает несовместима с другими системами, компьютере С самого начала разработки BSD-систем возникла потребность в сосуществовании UNIX с другими операционными системами на одном компьютере. Например, на PDP 11/45, первом UNIX-компьютере в Беркли, ОС UNIX выполнялась лишь треть рабочего времени. Остальное время отводилось другой операционной системе (RSTS). Но для компьютера, работающего в режиме разделения времени, это чрезвычайно неуклюжий подход, поэтому на большинстве UNIX-компьютеров в 1970 — 1980 гг. выполнялась одна операционная система. С появлением 386/BSD вопрос сосуществования различных операционных систем стал гораздо острее. Многие программисты-любители имели всего один компьютер и часто сталкивались с необходимостью писать программы для более популярной DOS (позднее — Windows). Такое положение дел сохранилось и сегодня. Если FreeBSD устанавливается на выделенный компьютер (сервер или специализированную рабочую станцию), то задача упрощается, так как использовать другие операционные системы не предполагается. Если же планируется время от времени запускать программы в другой ОС, то нужно разобраться, как FreeBSD работает с жесткими дисками и как на персональных компьютерах загружается операционная система. Одна из ключевых концепций мультисистемных компьютеров — разделы. Если представить жесткий диск как шкаф для бумаг, то раздел — это один из его ящиков, часть большого документохранилища, содержащая взаимосвязанные файлы. Разделы создаются при подготовке диска к использованию. Это называется разбивкой на разделы. После того как раздел создан, его не так-то легко модифицировать. Следовательно, важно продумать такую структуру жесткого диска, которая в обозримом будущем отвечала бы потребностям пользователя. Есть утилиты, позволяющие менять размеры существующих разделов. Это, в частности, коммерческие программы PartitionMagic и Partition Commander. Среди программ с открытым исходным кодом назовем FIPS и GNU Parted. Это более простые программы с ограниченными возможностями, но свою работу они выполняют. Особенно полезны они в том случае, когда FreeBSD устанавливается в системе, где уже инсталлирована DOS, Windows, OS/2, Linux или другая операционная система. За много лет были придуманы различные схемы разбивки на разделы. В основном они разрабатывались независимо друг от друга для конкретных аппаратных платформ. На персональных компьютерах поддерживается три типа разделов. Их существование не так уж необходимо, просто предыдущая схема была расширена, когда стало очевидно, что ее возможности исчерпаны. Первичный раздел. Исходный тип раздела персональных компьютеров теперь называется первичным разделом. Всего таких разделов может быть четыре. Не которые операционные системы, такие как DOS и Windows, должны загружаться с первичного раздела, расположенного на первом физическом диске. FreeBSD тоже должна находиться в первичном разделе, но он может быть не первым. Есть операционные системы, например Linux и OS/2, которые могут загружаться с расширенного раздела. Все эти нюансы нужно учитывать, планируя инсталляцию системы. • Расширенный раздел. В определенном смысле расширенный раздел представляет собой всего лишь особый тип первичного раздела. Он занимает одну из четырех доступных областей первичных разделов и служит для последующей разбивки на логические разделы. • Логический раздел. Логические разделы создаются внутри расширенных. Запись для расширенного раздела в таблице разделов необходима для того, чтобы зарезервировать место под один или несколько логических разделов. Их число ограничивается емкостью жесткого диска и способом адресации разделов, применяемым в операционной системе. Например, в DOS и Windows разделы помечаются буквами (именами дисков), поэтому теоретически их может быть 26 (число букв английского алфавита). В UNIX-подобных системах число логических разделов зависит от ядра и содержимого каталога /dev. В любом случае редко какая система даже приближается к теоретическому пределу. Поскольку логические разделы находятся в расширенном разделе, они должны последовательно занимать смежные области жесткого диска. В DOS и Windows жесткий диск часто представляет собой один большой первичный раздел. Но если на одном компьютере требуется установить FreeBSD и какую-то другую операционную систему, то придется создавать дополнительные разделы. В частности, под FreeBSD должен быть отведен один из первичных разделов. Одна из возможных конфигураций изображена на рис. 1.1. В данном случае FreeBSD и Windows занимают по одному первичному разделу, а в расширенном разделе Windows созданы два логических диска. Рис. 1.1. Разбивка на разделы позволяет отделять операционные системы друг от друга и создавать области хранения для различных типов данных Компьютеры на базе новых 64-разрядных процессоров Intel IА64 поддерживают дополнительную, более гибкую схему разбивки на разделы. В самой FreeBSD ситуация намного сложнее. Прежде всего нужно понять, что в UNIX-системах разделы часто используются для обособленного хранения различных типов данных. Это позволяет монтировать каталоги с различными параметрами и защищать данные в случае переполнения или повреждения других разделов. Например, каталог /home, хранящий файлы пользователей, часто отделяют от корневого каталога (/). Во FreeBSD, как и в других разновидностях UNIX, каждый раздел монтируется к определенному каталогу. Нет логических дисков, как в DOS или Windows. По этой причине FreeBSD-системы часто требуют нескольких разделов, даже если на компьютере установлена только FreeBSD. Традиционно во FreeBSD применяется схема разбивки на разделы, отличающаяся от стандартной схемы для персональных компьютеров. Обычно разбивка осуществляется в пределах одного первичного раздела. Его процессоры платформы IA64 под названием Itanium. Компания AMD готовит конкурирующую платформу х86-64 (K8, или Hammer). Эти процессоры, без сомнения, будут играть очень большую роль в недалеком будущем. К счастью, функционирование FreeBSD не зависит от используемой платформы, хотя тип процессора нужно учитывать при выборе скомпилированных программ. При инсталляции FreeBSD на альтернативных платформах может меняться порядок разбивки на разделы и установки системы. Впрочем, в этой курсовой работе мы сосредоточимся на платформе х86 как наиболее популярной. Что касается скорости работы процессора, то для FreeBSD здесь нет ограничений. Система работает даже на самых низкоскоростных процессорах 80386, хотя такое применение в наши дни мало кого заинтересует. Систему на базе процессора 80386 можно использовать разве что в качестве выделенного брандмауэра для домашней сети или DHCP-сервера небольшой сети. Для обработки графики и выполнения современных ресурсоемких программ производительности такого процессора недостаточно. Подбирая комплектацию нового компьютера, старайтесь устанавливать самые новые процессоры компаний Intel, AMD, VIA или Transmeta. Если планируется запускать программы, предъявляющие повышенные требования к производительности, выбирайте более новые модели процессоров. Цена на процессоры резко снижается при переходе от самой последней модели к предыдущей и гораздо меньше — при последующем снижении скорости процессора. Таким образом, оптимальным выбором с точки зрения соотношения цена/производительность часто являются процессоры промежуточного звена. Планка "промежуточного" уровня повышается чуть ли не ежемесячно, так что конкретные рекомендации по поводу выбора оптимального процессора давать сложно. Требования к оперативной памяти Как и в отношении центрального процессора, требования к оперативной памяти, предъявляемые во FreeBSD, умеренны по современным меркам. В официальной документации говорится, что для инсталляции системы требуется минимум 5 Мбайт ОЗУ, а для работы самой системы требуется минимум 4 Мбайт. Сегодня это кажется смехотворным. Такие объемы памяти достаточны лишь для самых тривиальных приложений. Современные компьютеры оснащаются минимум 128 Мбайт ОЗУ. Этого более чем достаточно для инсталляции FreeBSD, загрузки графической среды и запуска большинства серверов (хватит даже 64 Мбайт). Но в определенных ситуациях требуется дополнительная память. • Многопользовательская среда. Если в системе одновременно работает множество пользователей (например, по сети), то для обслуживания пользовательских приложений и графических оболочек нужна дополнительная память. • Крупные серверы. Для большинства серверов достаточно 64 Мбайт ОЗУ, но требования к памяти повышаются по мере роста вычислительной нагрузки. Если на одном компьютере функционируют файловый сервер, Web-сервер, почтовый сервер и все они обслуживают сотни или тысячи пользователей, то минимально допустимый объем оперативной памяти будет гораздо больше, чем 128 Мбайт. Конкретный показатель зависит от предполагаемого уровня загруженности. • Ресурсоемкие программы. Некоторые программы, например анимационные или моделирующие пакеты, требуют больших объемов памяти, даже если с ними работает один пользователь. Конкретные значения указаны в документации к программе. Как правило, с повышением требований к памяти возрастают и требования к скорости центрального процессора, но так бывает не всегда. Жёсткие диски При инсталляции операционной системы нужно учитывать объем дискового пространства. Выше уже описывались принципы разбивки на разделы, применяемые во FreeBSD. Но прежде чем приступать к инсталляции, следует выбрать тип жесткого диска и оценить общий объем дискового пространства, отводимый под операционную систему. Диски SCSI и EIDE На многих современных персональных компьютерах установлены жесткие диски EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics). Материнские платы обязательно содержат контроллеры EIDE, поэтому подключение дисков не представляет проблемы. Но существует и альтернативный тип жестких дисков: SCSI (Small Computer System Interface). Очень немногие материнские платы оснащены соответствующими разъемными соединениями, поэтому для работы со SCSI дисками нужно установить SCSI- адаптер (обычно это PCI-плата). FreeBSD поддерживает оба интерфейса — SCSI и EIDE. У каждого из них свои достоинства и недостатки. Основное преимущество стандарта EIDE — стоимость. Поскольку соответствующие контроллеры встроены в материнские платы, их не приходится покупать, как в случае SCSI (контроллер можно добавить для повышения производительности или при наличии в системе более четырех жестких дисков). Жесткие диски EIDE тоже недороги в сравнении с аналогичными SCSI-дисками. Общая экономия составляет от 10 до 50 долларов, иногда даже больше. Все контроллеры EIDE поддерживают единый минимальный стандарт низкоуровневого форматирования жестких дисков, по этому диски работают на любых контроллерах, по крайней мере в минимальной низкоуровневой конфигурации. Но чтобы обеспечить наилучшую производительность, следует использовать жесткий диск, рассчитанный на имеющийся контроллер. старая терминология). Причём, нет необходимости искать драйверы для конкретных устройств EIDE или SCSI. К примеру, если поменять один EIDE- дисковод CD-ROM на другой, тоже EIDE, то обновлять драйверы FreeBSD не понадобится, поскольку оба дисковода используют стандартизированный набор команд. Рис.1.2 В Windows можно быстро узнать тип имеющегося оборудования Драйверы нужны для конкретных типов устройств, таких как жесткий диск или дисковод CD-ROM. Эти драйверы включены в стандартное ядро FreeBSD, поэтому применяются практически незаметно для пользователя. Общие требования к объему дискового пространства Важно выяснить возможности EIDE-контроллера или SCSI-адаптера системы, чтобы избежать неприятных проблем с дисками. Но независимо от типа интерфейса остается вопрос, связанный с общим объемом дискового пространства. Официально для FreeBSD требуется 100 Мбайт дисковой памяти. Но это минимально необходимый объем. Возможности такой системы крайне ограничены. Обычно требуется не менее 1 Мбайт. Если же инсталлируется много программного обеспечения, то даже 2 или 3 Гбайт не будут излишними. Дополнительное пространство может понадобиться для хранения пользовательских или серверных данных. Потребности в дисковой памяти определяются функциями, которые выполняет система. Современные жесткие диски имеют емкость не менее 20 Гбайт, поэтому при инсталляции FreeBSD никаких трудностей не возникает. Если же FreeBSD инсталлируется в дополнение к уже установленной системе, то есть два варианта. • Повторная разбивка диска на разделы. Можно воспользоваться специальными утилитами, например коммерческой программой PartitionMagic или свободно распространяемой программой FIPS, для сокращения размеров существующего раздела и выделения пространства под FreeBSD. Это эффективный и экономный подход, если на диске достаточно свободного пространства, но одновременно и не лишенный риска. Утилиты динамической разбивки на разделы иногда сбоят, вследствие чего происходит потеря данных. Прежде чем запускать такую утилиту, создайте резервную копию существующих данных. • Добавление нового диска. Можно добавить новый жесткий диск, который будет использоваться либо исключительно под FreeBSD, либо совместно с текущей операционной системой. Такой подход безопаснее, чем или возникает необходимость изменить конфигурацию платы, то нужно отредактировать файлы конфигурации XFree86. Сетевое оборудование Многие компьютеры, работающие под управлением FreeBSD, играют роль серверов или по крайней мере сетевых рабочих станций. В настоящее время наиболее распространенным сетевым стандартом является Ethernet. Существует много версий этого стандарта, отличающихся двумя ключевыми особенностями. • Скорость передачи данных. Самая низкая скорость в сетях Ethernet— 10 Мбит/с. Самая высокая из доступных на сегодняшний день — 1000 Мбит/с (1 Гбит/с). Сейчас наиболее распространены стомегабитные сети, хотя гигабитное технологии завоевывают все большую популярность. Среда передачи данных. В сетях Ethernet данные передаются по кабелям различных видов. Раньше использовались две разновидности коаксиального кабеля: толстый и тонкий. Оба напоминают провода, используемые в кабельном телевидении, но отличаются по толщине. Такие сети имеют шинную топологию, в которой сетевой кабель последовательно соединяет устройства друг с другом. Коаксиальные кабеля сейчас используются редко. Их вытеснила витая пара, напоминающая телефонный провод, но с более широкими разъемными соединениями. В таких сетях имеется центральное устройство, называемое концентратором или коммутатором, которое соединяет все остальные устройства по топологии "звезда" (рис. 1.3). В последнее время все активнее используются оптоволоконные кабели в качестве альтернативы витой паре в гигабитных сетях Ethernet. Такие сети, как правило, тоже имеют звездообразную топологию. Рис. 1.3. Топология ”звезда” упрощает выявление проблем с сетевым кабелем, поскольку сбой локализуется в одном звене Большинство современных сетей создается на основе стомегабитной витой пары, хотя иногда применяются старые десятимегабитные кабели (витая пара или коаксиал). Если нужна более высокая скорость работы, следует перейти на гигабитные технологии. К счастью, для FreeBSD не важны ни тип кабелей, ни топология. Нужно лишь убедиться в том, что сетевая плата Ethernet поддерживается системой (в некоторых материнских платах верхнего уровня имеется встроенная поддержка Ethernet). В уже упоминавшемся выше файле HARDWARE.TXT указано, какие Ethernet-платы поддерживаются во FreeBSD. Как и в случае жестких дисков и видеоадаптеров, в файле описывается поддержка микропроцессорных наборов, установленных на плате, поэтому придется изучать надписи на микросхемах или, если есть возможность, просмотреть информацию в панели управления Windows. FreeBSD должна поддерживать лишь сетевую плату, тогда как поддержка коммутатора или концентратора не требуется. Что касается серверного сетевого оборудования, то FreeBSD должна поддерживать конкретный тип сервера, например файловый сервер или сервер печати. В последнее время широкую популярность приобретают беспроводные устройства, особенно в домашних и небольших офисных системах. Многие из этих устройств поддерживаются во FreeBSD, и с логической точки зрения они функционируют примерно так же, как и обычные платы Ethernet. Информация о доступных беспроводных устройствах содержится в том же файле HARDWARE.TXT. Многие сетевые установки можно задать на этапе инсталляции системы. Еще один тип сетевых устройств заслуживает особого внимания: модемы. Модемы служат средством подключения компьютеров к сети Internet через маршрутизаторы провайдеров. FreeBSD поддерживает все внешние модемы RS-232 и некоторые внутренние модемы. Впрочем, многие внутренние модемы часто являются программными. Для этих устройств нужен специальный драйвер, который выполняет функции, в обычных модемах реализованные на аппаратном уровне. Такие драйверы — редкость для FreeBSD. Сколько бы ни стоили такие модемы, их лучше избегать. Модемы, предназначенные для широкополосного доступа в Internet (кабельные и DSL-модемы), часто имеют Ethernet-интерфейсы. Для FreeBSD эти устройства выглядят как часть обычной сети Ethernet и потому не требуют специальных драйверов. Но у этого правила есть два исключения. Первое: если модем является внутренним или имеет интерфейс USB, для него нужен отдельный драйвер, которых практически нет для FreeBSD. Второе: некоторые провайдеры широкополосного доступа применяют протокол PPPoE (PPP over Ethernet) для назначения IP-адресов. Сам по себе такой протокол не нужен широкополосному модему, но он поддерживается во FreeBSD. Принтеры До сих пор мы рассматривали внутренние устройства, т.е. устанавливаемые внутри компьютера. Существуют, естественно, и внешние устройства. Среди них наиболее широко распространены принтеры. Аппаратная реализация принтеров сильно различается, поэтому во FreeBSD существует большая библиотека драйверов для имеющихся моделей принтеров. Драйверы принтеров функционируют независимо от технологии печати (лазерная, струйная и т.д.) и интерфейса устройства (параллельный порт, последовательный порт RS-232, USB, сетевой принтер). Для драйверов FreeBSD не имеет значения, как именно формируется образ на бумаге. Интерфейс принтера более важен, поэтому он должен поддерживаться во FreeBSD. Параллельные и последовательные порты, а так же протоколы сетевой печати хорошо поддерживаются, чего не скажешь о стандарте USB. сканеры с параллельным или USB-интерфейсом — хуже. Для каждой модели сканера нужен свой драйвер, являющийся частью пакета SANE. Подобно пакетам XFree86 и Ghostscript, этот пакет реализован отдельно от ядра FreeBSD. • Устройства ввода. Пользователи взаимодействуют с компьютером, вводя информацию посредством клавиатуры, мыши, иногда других устройств. Уже много лет клавиатуры персональных компьютеров стандартизированы, благодаря чему клавиатурные драйверы FreeBSD работают стабильно и практически незаметно для пользователя. Пакет XFree86 поддерживает различные типы мышей, включая все популярные программные протоколы. В настоящее время наиболее распространен протокол PS/2. В конце 90-х появился стандарт USB, поэтому начали набирать популярность клавиатуры и мыши с интерфейсом USB. Во FreeBSD они поддерживаются, но не так хорошо, как традиционные устройства. Заключение В заключении хочется сказать, что прежде чем приступать к инсталляции FreeBSD, следует изучить возможности и специфические требования системы. Компьютер, работающий под управлением FreeBSD, может функционировать как рабочая станция или сервер. Вообще FreeBSD — популярная платформа для серверов Internet. FreeBSD способна взаимодействовать с другими операционными системами как по сети, так и в пределах одного компьютера. Мультисистемная среда может быть очень удобна, но для этого нужно определенным образом настроить каждую систему. FreeBSD выдвигает не столь жесткие требования к аппаратной части компьютера, как современные версии Windows, более экономно расходуя ресурсы центрального процессора и оперативной памяти. Однако необходимо тщательно выбирать аппаратные компоненты, поскольку FreeBSD не так хорошо, как Windows, поддерживает некоторые вспомогательные устройства, в частности звуковые платы и даже принтеры. Список литературы 1. www.freebsd.org – официальный сайт проекта FreeBSD