FreeBSD в роли настольной ОС
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

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



Аннотация

 

Эта курсовая работа может вполне послужить ознакомительным руководством по операционной системе FreeBSD. Но прежде чем начинать знакомство с системой, нужно ответить на ряд важных вопросов: зачем устанавливать FreeBSD, какое программное обеспечение в ней работает и какую аппаратную платформу лучше всего использовать? Об этом и пойдет речь в настоящей курсовой работе. Понимание особенностей операционной системы позволит избежать дорогостоящих ошибок, таких, например, как попытка эксплуатации системы на неадекватном оборудовании или в неподходящей среде.

На сегодняшний день существует много различных операционных систем, начиная от DOS-а и заканчивая Windows Vista. Может показаться бессмысленным разговор о операционной системе FreeBSD учитывая таких серьёзных конкурентов как Mac OS X и Windows Vista. Но в области вычислительной техники часто встречаются примеры простеньких операционных систем. Почему же так получается? Дело в том, что есть такие области вычислительной техники в которых применение таких «титанических» систем как Windows и Mac OS было бы просто не выгодно как в техническом так и в материальном плане. Поэтому и создаются такие системы как FreeBSD.

Вместе с этим FreeBSD является операционной системой с открытым программным кодом, т.е. операционную систему можно модернизировать и даже в некоторых случаях изменять в корне (кроме основного ядра системы). FreeBSD также является системой бесплатного распространения, т.е. вы можете её установить, не выплачивая денег за лицензию. Стоит также подчеркнуть, что FreeBSD является UNIX-подобной операционной системой (т.е. производной от UNIX).



Введение

Что же из себя представляет FreeBSD. В двух словах, FreeBSD - это UNIX-подобная операционная система для платформ i386, IA-64, PC-98, Alpha/AXP и UltraSPARC, разработанная на основе операционной системы ''4.4 BSD-Lite'' с некоторыми усовершенствованиями, взятыми из ''4.4 BSD-Lite 2'' Калифорнийского Университета (Беркли). Также она косвенно базируется на 386BSD (BSD Net/2, перенесённой на платформу i386 Вильямом Джолитцем (William Jolitz)), хотя от того первоначального кода осталось очень мало. FreeBSD используется компаниями, Интернет-провайдерами, научными работниками, профессионалами в вычислительной технике, студентами и рядовыми пользователями по всему миру для работы, образования и отдыха. Почему система называется именно FreeBSD? Ответ прост:

· Она может использоваться без всяческих выплат, даже для извлечения выгоды.

· Все исходные тексты операционной системы свободно доступны, на её использование в других разработках (как коммерческих, так и некоммерческих) и дальнейшее распространение наложены минимальные ограничения.

· Любой, у кого есть усовершенствования или исправления, может предоставить свой код и он будет (правда, с парой оговорок) добавлен в исходные тексты системы.

Следует отметить, что слово ''free'' используется здесь в двух смыслах, один означает ''бесплатно'', а другой ''вы можете делать всё, что хотите''. За исключением пары вещей, которые вы не можете делать с FreeBSD, например, претендовать на то, что являетесь её разработчиком, на самом деле можно делать с ней всё, что вам заблагорассудится.



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 серверной ОС

 

Серверы — это компьютеры с сетевыми платами, обрабатывающие запросы других компьютеров. Именно серверы обеспечивают наиболее эффективное функционирование сетей. Ниже рассмотрены примеры серверов.

Файловый сервер позволяет другим компьютерам читать и записывать файлы серверной файловой системы. Эти серверы можно использовать для распространения свободно доступных файлов (например, компонентов FreeBSD), а также в качестве централизованного хранилища файлов локальной сети.

Web-сервер. В определенном смысле это разновидность файлового сервера. Обычно служит для доставки файлов Web-клиенту, называемому браузером.

Почтовый сервер — это компьютер, обменивающийся почтовыми сообщениями с другими серверами либо с почтовыми клиентами конечных пользователей. В Internet обмен почтой происходит в основном между серверами, тогда как в локальной сети достаточно одного почтового сервера.

Сервер дистанционной регистрации. FreeBSD можно сконфигурировать на прием регистрационных запросов от других пользователей. В этом случае работа в системе ведется в дистанционном режиме, т.е. стирается грань между рабочей станцией и сервером (система реализует функции сервера, но используется в основном как рабочая станция). Иногда на сервере предусматривается возможность дистанционной регистрации администратора.

Вспомогательные серверы выполняют служебные функции. Например, сервер DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамического конфигурирования компьютеров) позволяет централизованно задавать параметры сетевой конфигурации клиентских компьютеров. Сервер шрифтов предоставляет рабочим станциям информацию о шрифтах.

FreeBSD является прекрасным кандидатом на роль серверной ОС. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие популярные серверные программы изначально разрабатывались в среде UNIX и потому прекрасно работают во FreeBSD. В сочетании с недорогими аппаратными компонентами платформы х86 система на базе FreeBSD является весьма экономичным решением для большинства современных серверных программ.

Сам по себе термин "сервер" может обозначать как компьютер, так и программу, реализующую серверные функции. Это означает, что один компьютер способен быть сервером сразу нескольких типов, например почтовым и Web-сервером. В большинстве случаев смысл термина "сервер" ясен из контекста.

Преимуществом использования FreeBSD в качестве серверной ОС является надежность системы. Несмотря на то что компьютеры, работающие на базе процессоров х86, весьма разнородны и не всегда столь же надежны, как традиционные серверные компьютеры, выпускаемые, к примеру, компаниями Sun и Silicon Graphics, FreeBSD вполне стабильна. Нередко серверы FreeBSD работают без сбоев месяцами. Если происходит перезагрузка, то это чаще делается для обновления аппаратных, а не программных компонентов. Перезагружать зависшую или нестабильно работающую систему приходится еще реже. Поскольку от сервера зависит работоспособность множества компьютеров, высокая надежность — очень важное качество операционной системы.

Серверным компьютерам требуется эффективное и надежное сетевое программное обеспечение. Сюда входят как отдельные серверные пакеты, так и компоненты ядра операционной системы, например драйверы сетевых плат и стек ТСР/IР, отвечающий за выполнение сетевых функций. Во FreeBSD стек ТСР/IP зарекомендовал себя с наилучшей стороны. В нем реализованы средства защиты, позволяющие фильтровать пакеты, в том числе на основании IP-адресов отправителя и получателя. Средства фильтрации постоянно совершенствуются в современных операционных системах и жизненно необходимы серверам, часто атакуемым хакерами. Помимо средств защиты самой FreeBSD многие серверные программы обладают собственными механизмами защиты.

Программная среда

 

До этого мы рассматривали, какое место занимает FreeBSD в ряду других операционных систем. Теперь нужно выяснить, как она взаимодействует с другими операционными системами. Такое взаимодействие может происходить как между компьютерами сети, так и в пределах одного компьютера. Полезно также узнать кое-что об истории FreeBSD, чтобы понять главные принципы ее разработки, ее слабости и недостатки.

 

История разработки FreeBSD

 

История FreeBSD, как и UNIX вообще, довольно запутанна. Она начинается в 1969 г. с появления первой (довольно примитивной) версии UNIX, разработанной компанией AT&T. Далее свой вклад в систему вносили энтузиасты Калифорнийского университета в Беркли и многочисленные добровольцы, существующий код неоднократно менялся, пополнялся набор системных утилит. Исходная версия AT&T UNIX породила несколько вариантов (или ветвей, как их еще называют). Хорошие идеи, появлявшиеся в одной ветви, часто воплощались в других ветвях. В истории UNIX были периоды, когда поставщики систем работали над устранением различий между ветвями. Тем не менее сегодня UNIX — это не одна операционная система, а целое семейство.

Стоит заметить, что с технической точки зрения название UNIX относится к официальным версиям именно этой системы. Иногда официальные версии обозначают словом UNIX (все прописные), а другие однотипные системы называют Unix (с заглавной буквы). Но такое различие почти незаметно, поэтому в данной книге словом UNIX обозначаются официальные версии либо все семейство в целом, а когда нужно подчеркнуть, что речь идет также о других подобных операционных системах, например Linux, употребляется выражение "UNIX-подобные системы".

Итак, в 1969 г. Кен Томпсон (Ken Thompson) и Деннис Ритчи (Dennis Ritchie) написали первую версию UNIX. Очередной крупной вехой на пути к появлению FreeBSD стала установка четвертой версии UNIX в Калифорнийском университете в Беркли в 1974 году. В течение следующих нескольких лет преподаватели, научные сотрудники и студенты университета знакомились с операционной системой, писали программы для нее и даже 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.



Аппаратная среда

 

Прежде чем инсталлировать FreeBSD, нужно узнать аппаратные требования этой системы. Платформа х86 чрезвычайно разнообразна, поэтому в компьютерах часто присутствуют компоненты, не поддерживаемые во FreeBSD. Как правило, это не мешает инсталлировать систему, но ее возможности будут ограничены. Если в процессе инсталляции системы будет обнаружено неподдерживаемое устройство, то следует заменить его, прежде чем продолжать инсталляцию. Это позволит избежать последующего переконфигурирования системы.

 

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.

Основным недостатком EIDE является то, что к одному шлейфу (кабель, подключающийся с другой стороны к материнской плате или контроллеру EIDE) можно подключить лишь два EIDE-устройства. В большинстве материнских плат всего два шлейфа, что обеспечивает подключение четырех EIDE-устройств. Это вызывает очень большие неудобства, если в системе есть дисководы CD-ROM, съемные диски, ленточные накопители и т.д. Обойти ограничение можно, добавив еще один контроллер, но ему требуются отдельный PCI-слот и линия запроса прерывания, а это тоже ограниченные ресурсы. Кроме того, стандарт EIDE разрешает одновременный доступ лишь к одному устройству на шлейфе, поэтому в системах с большим числом пользователей EIDE-устройства становятся узким местом.

Раньше контроллеры EIDE поддерживали лишь режимы доступа PIO (Programmed Input/Output), которые требуют участия процессора в операциях обмена данными. Это делало стандарт EIDE малопригодным в случае многозадачной операционной системы, такой как FreeBSD. Современные контроллеры поддерживают более оптимальные режимы DМА (Direct Memory Access), при которых контроллер может записывать данные непосредственно в память. Эта поддержка должна также обеспечиваться драйвером EIDE.

SCSI — гораздо более гибкий интерфейс в сравнении с EIDE. Он допускает подключение от 7 до 15 устройств к одному шлейфу, в зависимости от разновидности интерфейса, что делает его гораздо более приемлемым вариантом для компьютера с большим числом физических дисков. SCSI поддерживает одновременный доступ к нескольким устройствам одного шлейфа, а жесткие диски SCSI обычно работают быстрее, чем диски EIDE аналогичной емкости. Для SCSI предлагается более широкий диапазон устройств. Например, существуют сканеры SCSI, а ленточные накопители моделей верхнего уровня почти всегда имеют интерфейс SCSI. Большинство SCSI-адаптеров всегда работает в режиме DMA.

Недостатком SCSI является стоимость. SCSI-адаптер дорог сам по себе (от 50 до 100 долларов), к тому же SCSI-устройства обычно дороже своих EIDE-аналогов. В интерфейсе SCSI не предусмотрен минимальный стандарт низкоуровневого форматирования, поэтому FreeBSD должна поддерживать тот SCSI-адаптер, который установлен в системе.

В целом стоимость EIDE-дисков позволяет применять их в системах нижнего и среднего уровня. Если в компьютере установлен EIDE-контроллер, для которого FreeBSD поддерживает режим DMA, то однодисковая система обеспечит хорошую производительность. В случае крупного сервера, когда требуется улучшенная производительность работы с диском, повышенная стоимость SCSI может оказаться оправданной.

На одном компьютере разрешается использовать оба интерфейса. Например, к SCSI-контроллеру могут быть подключены высокопроизводительные жесткие диски и ленточный накопитель, а к EIDE-контроллеру — недорогие дисководы CD-ROM и Zip.

В будущем важную роль начнут играть другие дисковые интерфейсы. В частности, интерфейс IEEE-1394 (FireWire) может заменить SCSI, по крайней мере в некоторых случаях. Жесткие диски FireWire доступны уже сегодня, однако поддержка этого интерфейса во FreeBSD 5.0 весьма ограничена.

Чтобы выяснить, какие EIDE-контроллеры и SCSI-адаптеры поддерживаются, просмотрите файл HARDWARE.TXT, входящий в комплект поставки FreeBSD. Учтите, что в нем указываются микропроцессорные наборы, а информация о конкретных моделях устройств может быть не приведена. Посмотрите названия микросхем на PCI-плате, чтобы узнать, с чем вы имеете дело. Если на компьютере уже инсталлирована Windows, выберите элемент Система (System) в панели управления. Затем щелкните на вкладке Устройства (Device Manager) и раскройте список Контроллеры жестких дисков (Hard disk controllers). Как видно из рис. 1.2, в компьютере установлен EIDE-контроллер VIA (IDE — это старый стандарт, трансформировавшийся в EIDE, но в некоторых утилитах используется 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 изменение существующих разделов и добавление новых на одном диске, но на практике он может оказаться неосуществимым из-за того, что уже достигнут предел возможного числа дисковых устройств.

В любом случае при инсталляции FreeBSD нужно установить системный загрузчик. Это очень простая программа, загружающая одну или несколько операционных систем. Загрузчик FreeBSD позволяет выбрать систему, запускаемую по умолчанию при включении питания. Эту программу можно применять в сочетании со сторонними загрузчиками, такими как BootMagic компании PowerQuest , System Commander компании V-Com или LILO операционной системы Linux.

 


Графическое оборудование

 

Чтобы на экране появилось изображение, FreeBSD должна поддерживать имеющуюся плату видеоадаптера. Что касается монитора, то он очень редко вызывает проблемы и не требует наличия специальных драйверов.

Все современные видеоплаты поддерживают определенные базовые режимы, в которых может работать и FreeBSD. Это, в частности, текстовый режим и режим с низким разрешением VGA (640х480). Иногда поддерживаются стандартные графические режимы с более высоким разрешением. Текстовый режим можно применять, например, на сервере, но пользователи рабочих станций предпочитают графическую среду. VGA-режимы редко удовлетворяют современных пользователей, поэтому для серьезной системы необходима более мощная графическая плата, поддерживаемая FreeBSD (точнее, Х-средой).

Графические средства, хоть и включены в стандартный комплект FreeBSD, в действительности являются частью независимого проекта: XFree86. Пакет XFree86 используется и другими UNIX-системами с открытым исходным кодом, в частности NetBSD, OpenBSD и Linux. Он также доступен в коммерческих разновидностях UNIX (в них обычно имеются еще и собственные Х-серверы) и даже в системах других типов, включая Windows, Мас OS и OS/2.

Во FreeBSD подсистема XFree86 взаимодействует большей частью непосредственно с аппаратными устройствами, поэтому она должна поддерживать имеющуюся видеоплату. Если средства поддержки реализованы не в полном объеме, производительность графической подсистемы существенно снизится. Это может привести к тому, что FreeBSD обеспечит меньшее разрешение, чем в Windows, или меньшую частоту обновления экрана. Все современные графические микропроцессорные наборы располагают средствами ускорения основных графических операций, таких как перемещение объектов по экрану. Если же их драйверы несовершенны, эти средства могут не поддерживаться, вследствие чего пострадает производительность графической подсистемы.

В зависимости от версии FreeBSD в систему может быть включен старый набор драйверов XFree86, поэтому в этом случае нужно обновить пакет XFree86 или хотя бы драйвер видеоплаты.

Как и в случае устройств EIDE и SCSI, список поддерживаемых видеоплат формируется на основе микропроцессорных наборов, хотя изготовители видеоплат не всегда публикуют эту информацию. Следовательно, чтобы собрать необходимую информацию, нужно посмотреть надписи на микросхемах видеоплаты или, если на компьютере установлена Windows, просмотреть информацию о видеоадаптере в панели управления. Некоторые изготовители популярных видеоплат выпускают собственные наборы микросхем, поэтому найти драйверы для них несложно.

Если вы собираетесь приобрести видеоплату для установки в компьютер с ОС FreeBSD, остерегайтесь самых последних моделей. Разработчики XFree86 часто отстают на несколько месяцев, поэтому последние модели могут поддерживаться плохо или вообще не поддерживаться.

В процессе инсталляции система пытается обнаружить и сконфигурировать видеоплату. Если эта процедура выполняется с ошибками 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. Впрочем, если аппаратный интерфейс работает, то для драйвера принтера детали не имеют значения.

Во FreeBSD драйверы принтеров имеют кое-что общее с видеодрайверами XFree86: они являются частью отдельного программного пакета. Этот пакет называется Ghostscript и отвечает за преобразование PostScript-файлов в формат, поддерживаемый принтером. UNIX-программы, направляющие данные на печать, подготавливают их либо в обычном текстовом формате, либо в формате PostScript и помещают в очередь. Обработчик очереди передает PostScript-файлы программе Ghostscript, которая формирует двоичный файл, понятный принтеру. Это значит, что для FreeBSD лучше всего подходят принтеры, имеющие встроенную поддержку языка PostScript, так как отпадает необходимость в программе Ghostscript. PostScript-принтеры обычно стоят дороже, чем обычные принтеры. Если у вас уже есть старый принтер, проверьте, поддерживается ли он программой Ghostscript. Соответствующую информацию можно найти в базе данных Linux Printing Support Database. Несмотря на название, информация в этой базе данных относится как к Linux, так и к FreeBSD.

Некоторые принтеры рекламируются как PostScript-совместимые, хотя в действительности это не так: они контролируются программным обеспечением Windows, которое выполняет функции, схожие с Ghostscript. Такие принтеры бесполезны во FreeBSD. Иногда принтеры снабжаются интерпретатором языка PostScript, написанным не компанией Adobe (создателем языка), а кем-то другим. Обычно эти принтеры работают вполне нормально. Если принтер не является PostScript-совместимым и не поддерживается программой Ghostscript, польза от него будет невелика. Иногда можно запустить программу Ghostscript (или другой интерпретатор PostScript) в Windows, подключить принтер к Windows-системе и использовать его как ресурс совместного доступа. Если же нужен непосредственный доступ, то лучше купить новый принтер. Программа Ghostscript поддерживает большинство современных принтеров. Проблемы возникают лишь с самыми дешевыми принтерами старых моделей.

 

Вспомогательные устройства

 

В настоящее время доступно множество других устройств помимо описанных выше. Многие из них требуют наличия специального драйвера. Всю необходимую информацию о них можно найти в файле HARDWARE.TXT. Перечислим наиболее важные устройства.

• Звуковые платы. Рынок звуковых плат очень разнообразен. Во FreeBSD поддерживаются многие популярные платы, но иногда не хватает поддержки менее популярных или новейших моделей. Если плата не поддерживается системой, лучше не оставлять ее в компьютере, чтобы не возникало проблем.

• USB-устройства. Все современные компьютеры оснащаются USB-портами. Поддержка этого стандарта во FreeBSD пока ограничена, хотя уже поддерживаются два основных микропроцессорных набора (известных как UHCI и OHCI), а также ряд USB-устройств. В отличие от некоторых внешних устройств, необходимо, чтобы ядро FreeBSD имело средства поддержки конкретного USB-устройства или по крайней мере класса устройств (скажем, принтеры или модемы). Чтобы использовать новейшие драйверы USB, ядро системы придется переконфигурировать.

• Устройства со съемными носителями. FreeBSD очень хорошо поддерживает дисководы гибких дисков и CD-ROM. Со съемными дисковыми накопителями, такими как Zip, LS-120 или Jaz, можно работать примерно так же, как и с дискетами (некоторые из носителей разбиты на разделы подобно жесткому диску, что обычно не вызывает проблем). Съемные устройства с интерфейсом USB поддерживаются слабо. Устройства записи на компакт-диски и DVD-диски интерпретируются несколько необычно. Для них нужна специальная программа, которая будет подготавливать образ диска и "прожигать" его на носителе.

• Сканеры. Сканеры подключаются через параллельные порты, SCSI-интерфейс или порты USB. SCSI-сканеры поддерживаются лучше всего, 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

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



Аннотация

 

Эта курсовая работа может вполне послужить ознакомительным руководством по операционной системе FreeBSD. Но прежде чем начинать знакомство с системой, нужно ответить на ряд важных вопросов: зачем устанавливать FreeBSD, какое программное обеспечение в ней работает и какую аппаратную платформу лучше всего использовать? Об этом и пойдет речь в настоящей курсовой работе. Понимание особенностей операционной системы позволит избежать дорогостоящих ошибок, таких, например, как попытка эксплуатации системы на неадекватном оборудовании или в неподходящей среде.

На сегодняшний день существует много различных операционных систем, начиная от DOS-а и заканчивая Windows Vista. Может показаться бессмысленным разговор о операционной системе FreeBSD учитывая таких серьёзных конкурентов как Mac OS X и Windows Vista. Но в области вычислительной техники часто встречаются примеры простеньких операционных систем. Почему же так получается? Дело в том, что есть такие области вычислительной техники в которых применение таких «титанических» систем как Windows и Mac OS было бы просто не выгодно как в техническом так и в материальном плане. Поэтому и создаются такие системы как FreeBSD.

Вместе с этим FreeBSD является операционной системой с открытым программным кодом, т.е. операционную систему можно модернизировать и даже в некоторых случаях изменять в корне (кроме основного ядра системы). FreeBSD также является системой бесплатного распространения, т.е. вы можете её установить, не выплачивая денег за лицензию. Стоит также подчеркнуть, что FreeBSD является UNIX-подобной операционной системой (т.е. производной от UNIX).



Введение

Что же из себя представляет FreeBSD. В двух словах, FreeBSD - это UNIX-подобная операционная система для платформ i386, IA-64, PC-98, Alpha/AXP и UltraSPARC, разработанная на основе операционной системы ''4.4 BSD-Lite'' с некоторыми усовершенствованиями, взятыми из ''4.4 BSD-Lite 2'' Калифорнийского Университета (Беркли). Также она косвенно базируется на 386BSD (BSD Net/2, перенесённой на платформу i386 Вильямом Джолитцем (William Jolitz)), хотя от того первоначального кода осталось очень мало. FreeBSD используется компаниями, Интернет-провайдерами, научными работниками, профессионалами в вычислительной технике, студентами и рядовыми пользователями по всему миру для работы, образования и отдыха. Почему система называется именно FreeBSD? Ответ прост:

· Она может использоваться без всяческих выплат, даже для извлечения выгоды.

· Все исходные тексты операционной системы свободно доступны, на её использование в других разработках (как коммерческих, так и некоммерческих) и дальнейшее распространение наложены минимальные ограничения.

· Любой, у кого есть усовершенствования или исправления, может предоставить свой код и он будет (правда, с парой оговорок) добавлен в исходные тексты системы.

Следует отметить, что слово ''free'' используется здесь в двух смыслах, один означает ''бесплатно'', а другой ''вы можете делать всё, что хотите''. За исключением пары вещей, которые вы не можете делать с FreeBSD, например, претендовать на то, что являетесь её разработчиком, на самом деле можно делать с ней всё, что вам заблагорассудится.



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.



FreeBSD в роли серверной ОС

 

Серверы — это компьютеры с сетевыми платами, обрабатывающие запросы других компьютеров. Именно серверы обеспечивают наиболее эффективное функционирование сетей. Ниже рассмотрены примеры серверов.

Файловый сервер позволяет другим компьютерам читать и записывать файлы серверной файловой системы. Эти серверы можно использовать для распространения свободно доступных файлов (например, компонентов FreeBSD), а также в качестве централизованного хранилища файлов локальной сети.

Web-сервер. В определенном смысле это разновидность файлового сервера. Обычно служит для доставки файлов Web-клиенту, называемому браузером.

Почтовый сервер — это компьютер, обменивающийся почтовыми сообщениями с другими серверами либо с почтовыми клиентами конечных пользователей. В Internet обмен почтой происходит в основном между серверами, тогда как в локальной сети достаточно одного почтового сервера.

Сервер дистанционной регистрации. FreeBSD можно сконфигурировать на прием регистрационных запросов от других пользователей. В этом случае работа в системе ведется в дистанционном режиме, т.е. стирается грань между рабочей станцией и сервером (система реализует функции сервера, но используется в основном как рабочая станция). Иногда на сервере предусматривается возможность дистанционной регистрации администратора.

Вспомогательные серверы выполняют служебные функции. Например, сервер DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамического конфигурирования компьютеров) позволяет централизованно задавать параметры сетевой конфигурации клиентских компьютеров. Сервер шрифтов предоставляет рабочим станциям информацию о шрифтах.

FreeBSD является прекрасным кандидатом на роль серверной ОС. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие популярные серверные программы изначально разрабатывались в среде UNIX и потому прекрасно работают во FreeBSD. В сочетании с недорогими аппаратными компонентами платформы х86 система на базе FreeBSD является весьма экономичным решением для большинства современных серверных программ.

Сам по себе термин "сервер" может обозначать как компьютер, так и программу, реализующую серверные функции. Это означает, что один компьютер способен быть сервером сразу нескольких типов, например почтовым и Web-сервером. В большинстве случаев смысл термина "сервер" ясен из контекста.

Преимуществом использования FreeBSD в качестве серверной ОС является надежность системы. Несмотря на то что компьютеры, работающие на базе процессоров х86, весьма разнородны и не всегда столь же надежны, как традиционные серверные компьютеры, выпускаемые, к примеру, компаниями Sun и Silicon Graphics, FreeBSD вполне стабильна. Нередко серверы FreeBSD работают без сбоев месяцами. Если происходит перезагрузка, то это чаще делается для обновления аппаратных, а не программных компонентов. Перезагружать зависшую или нестабильно работающую систему приходится еще реже. Поскольку от сервера зависит работоспособность множества компьютеров, высокая надежность — очень важное качество операционной системы.

Серверным компьютерам требуется эффективное и надежное сетевое программное обеспечение. Сюда входят как отдельные серверные пакеты, так и компоненты ядра операционной системы, например драйверы сетевых плат и стек ТСР/IР, отвечающий за выполнение сетевых функций. Во FreeBSD стек ТСР/IP зарекомендовал себя с наилучшей стороны. В нем реализованы средства защиты, позволяющие фильтровать пакеты, в том числе на основании IP-адресов отправителя и получателя. Средства фильтрации постоянно совершенствуются в современных операционных системах и жизненно необходимы серверам, часто атакуемым хакерами. Помимо средств защиты самой FreeBSD многие серверные программы обладают собственными механизмами защиты.

Дата: 2019-07-31, просмотров: 182.