Hệ điều hành Linux

Hệ ñiều hành Linux Chương trình ñào tạo Việt Nhật & Khoa Công nghệ Thông tin Giới thiệu chung
Các khái niệm cơ bản
Lịch sử phát triển Unix
Hệ ñiều hành Linux Hạt nhân Linux Khái niệm mã nguồn mở Các bản phân phối Cài ñặt hệ ñiều hành UNIX
là một hệ ñiều hành ña nhiệm ña người sử dụng có tính mô ñun hoá cao không phụ thuộc vào phần cứng hỗ trợ môi trường phát triển ứng dụng Kiến trúc hệ thống Người sử dụng Ứng dụng (shells, trình biên dịch, các tiện ích,) Thư viện lập trình (open, close,read, write, ...) Hạt nhân hệ ñiều hành (quản lý tệp, bộ nhớ, thiết bị phần cứng,) Phần cứng máy tính Giao diện Tính ña nhiệm
Một chương trình khi chạy trong máy tính là một tiến trình  ña nhiệm có nghĩa là nhiều tiến trình có thể chạy cùng một thời ñiểm  tiến trình không phải là chương trình  có thể chạy nhiều tiến trình cho cùng một chương trình tại một thời ñiểm  Hệ ñiều hành nào là ña nhiệm: DOS, NT, Windows 9x, Windows 2000, Windows XP ? Tính ña người sử dụng
Nhiều người sử dụng có thể cùng truy xuất vào hệ thống tại một thời ñiểm  cần có khái niệm tài khoản sử dụng nhưng có nhiều tài khoản không ñồng nghĩa với ña người sử dụng một tiến trình tạo ra thuộc quyền sở hữu người ñã tạo ra nó  do ñó các tiến trình có thể thuộc quyền sở hữu của nhiều người khác nhau  Hệ ñiều hành nào là ña người sử dụng: DOS, NT, Windows 9x, Windows 2000, Windows XP ? Tính mô ñun
Mô ñun hoá về kiến trúc  Hạt nhân quản lý các nhiệm vụ ở mức thấp  Tầng ứng dụng cung cấp các tiện ích sử dụng ñối với người sử dụng
Mô ñun hoá về ứng dụng  Cung cấp nhiều công cụ nhỏ, chuyên dụng nhưng ña dạng ñể hỗ trợ công việc người sử dụng  Không cung cấp các công cụ có tính ña năng nhưng người sử dụng làm ñược rất nhiều việc phức tạp bằng cách kết hợp các công cụ nhỏ với nhau Các công cụ cơ bản
Các trình thông dịch lệnh (shell) : sh, csh, bash
Các câu lệnh quản lý hệ thống tệp
Các câu lệnh quản lý tiến trình
Các câu lệnh xử lý dữ liệu
Các trình soạn thảo: vi, emacs,
Các trình quản lý gói dữ liệu: tar, gzip,
Các trình biên dịch : C, C++, Fortran, Perl
Các bộ xử lý văn bản (latex), hình ảnh (xv)
v.v. Lịch sử phát triển Unix
1969: Thiết kế phiên bản ñầu tiên bởi Ken Thompson trong phong thí nghiệm Bell Lab của AT&T
1973: Viết lại bằng ngôn ngữ C ñể cho phép cài ñặt UNIX trên nhiều hệ thống khác nhau
1975: Phân phối sản phẩm V6 trong các trường ñại học
1977: Xuất hiện phiên bản Unix ñầu tiên dùng trong các trường ñại học, BSD (Berkeley Software Distribution)
1978 : Phân phối V7 trong lĩnh vực công nghiệp
1984 : Ra ñời X-Window (X11) trong Unix
1990 : Ra ñời chuẩn POSIX cho thư viện của UNIX
Ngày nay UNIX là hệ thống mở phát triển xung quanh một hạt nhân POSIX, các tiện ích, các môi trường hệ thống, giao diện ñồ hoạ,... V11970 V61975 BSD1.01977 BSD2.01978 V7 BSD3.01979 Unix 32 V BSD4.01980 BSD4.11981 1982 System III 1983 System VBSD4.2 1983 System VBSD4.2 1984 System V R1 1985 System V R2 1986 System V R3BSD4.3 1989 System V R4 1988 MACH 1991 OSF 1 1992 BSD4.4 ? Sun OS 1.0 Sun OS 4.0 ... X11 X10 GNU/LINUX (1)
1984 : khởi sướng dự án GNU bởi Richard Stallman với mục ñích phát triển một hệ ñiều hành ñầy ñủ, tựa Unix nhưng có mã nguồn mở  GNU cho ra ñời nhiều tiện ích UNIX ñược sử dụng ngày nay : emacs, gcc,  Vẫn cần phải phát triển một hạt nhân ñể có một hệ ñiều hành ñầy ñủ
1991 : Linus Torvald ñã công bố phiên bản LINUX ñầu tiên, một hạt nhân UNIX, ñồng thời yêu cầu hỗ trợ phát triển của cộng ñồng lập trình viên GNU/LINUX (2)
Sự kết hợp giữa hạt nhân LINUX và các tiện ích GNU ñã cho ra ñời một hệ ñiều hành GNU/ LINUX ñầy ñủ, có sức mạnh và miễn phí cho rất nhiều dòng máy tính khác nhau  Intel x86, Alpha, ARM, Power PC (Macintosh), PDA
Chú ý  Tên LINUX vẫn thường ñược dùng cho cả hệ ñiều hành bao gồm hạt nhân Linux và các tiện ích kèm theo Hạt nhân Linux (1)
1991 : Phiên bản ñầu tiên (version 0.01).
1992 : Phiên bản 0.96 có rất nhiều chức năng và sở hữu một giao diện ñồ hoạ X Window (Xfree86)
1993 : Có hơn 100 lập trình viên tham gia phát triển Linux (version 0.99)
1994 : Ra ñời phiên bản 1.0. Cách ñánh số các phiên bản tuân thủ theo nguyên tắc:  ..  Các phiên bản có số phụ giống nhau thì không có chức năng mới  Tất cả các phiên bản ổn ñịnh ñều có số phụ là chẵn  Các phiên bản "bêta" khi thêm chức năng ñều có số phụ là lẻ Hạt nhân Linux (2)
1996: Ra ñời Linux 2.0 và ñược sự dụng trong công nghiệp
1997: Xuất hiện các tạp chí chuyên ñề về Linux ở nhiều nước trên thế giới
2001: Ra ñời phiên bản 2.4. ðây là hạt nhân có tính ổn ñịnh và ñược sử dụng trong hầu hết các bản phân phối Linux
Ngày nay: Hạt nhân Linux ñang ñi vào giai ñoạn cuối. Người lập trình không ñưa thêm vào các chức năng mới nữa mà tập trung vào gỡ lỗi và tạo ra phiên bản ổn ñịnh nhất Khái niệm mã nguồn mở
LINUX ñược bảo vệ bản quyền dưới giấy phép GPL (General Public Licence)  Chủ sở hữu thuộc về tác giả, phân phối tự do và sử dụng miễn phí  Có thể sử dụng ñể thu lợi nhuận, nhưng không ñược phép thay ñổi các ñiều lệ trong bản quyền  Cho phép thay ñổi mã nguồn nhưng sau ñó phải phân phối dưới cùng giấy phép GPL
GPL GNU  Một chương trình GNU thuộc sở hữu của tất cả mọi người
PMMNM PM Chia sẻ (shareware)  Mã nguồn phải ñược mở cho tất cả mọi người  Chú ý : một phần mềm mã nguồn mở không nhất thiết phải dùng giấy phép GPL Các bản phân phối Linux
Một bản phân phối là tập hợp ñầy ñủ các chương trình của HðH bao gồm  Các công cụ cấu hình và cài ñặt hệ thống  Các ứng dụng của người sử dụng  Phiên bản của bản phân phối phiên bản của hạt nhân
Các bản phân phối  Redhat (Fedora Core) Mandrake  Debian  VietKey (HðH Việt nam??? ☺)  ðặc ñiểm của HðH LINUX
Tương thích với chuẩn POSIX, System V và BSD
Hỗ trợ giả lập thiết bị ñầu cuối
Hỗ trợ các console ảo
Có thể cài ñặt với các HðH khác (dùng LILO, GNUB)
ðọc ñược dữ liệu trên nhiều ñịnh dạng lưu trữ: etx2fs, ms- dos, vfat, iso 9660,
Cài ñặt ñầy ñủ các chuẩn giao thức mạng: TCP/IP, SLIP, PPP, NFS,
Giao diện ñồ hoạ: X Window KDE & Gnome
Hỗ trợ rất nhiều dịch vụ ứng dụng: CSDL, ƯD văn phòng, dịch vụ internet,
Hỗ trợ tích hợp mạng với các HðH khác như Windows Linux vs. Window
Tại sao dùng LINUX?  ñủ tin cậy ñể ñảm bảo HðH có thể thực nhiều công việc nặng  Tốt hơn nhiều Windows trong khía cạnh quản lý công việc và quản lý mạng  Ít lỗi hệ thống và chạy ổn ñinh hơn nhiều so với Windows Miễn phí nhưng rất ñầy ñủ  Là lựa chọn tuyệt vời trong giảng dạy và nghiên cứu Cài ñặt HðH Linux
Sử dụng bộ ñĩa cài ñặt
Thực hiện các bước Boot hệ thống Phân chia ổ ñĩa Giải nén và sao chép tệp Cấu hình hệ thống Tạo các tài khoản sử dụng Boot hệ thống
Kiểm tra không gian ñĩa ñủ ñể cài HðH mới Có thể cài ñặt Linux cùng với Windows trên một máy Dọn dẹp ñĩa trước khi cài ñặt
Boot bằng CD-ROM
Cũng có thể boot bằng ñĩa mềm Phân chương ñĩa cứng
Một ñĩa cứng có thể ñược phân chia thành nhiều partition  Dưới Windows, một partition tương ñương với một ổ lôgic
Chỉ có thể cài một HðH cho một partition
Có nhiều nhất 4 partition nguyên thuỷ trên một ñĩa cứng, trong ñó  chỉ có thể mở rộng nhiều nhất một partition nguyên thuỷ ñể chứa nhiều bảng partition logic (ñược gọi là partition mở rộng) Phân chương ñĩa cho Linux
LINUX cần ít nhất 2 bảng partition Một dành cho các tệp của HðH  Bảng còn lại dùng cho vùng nhớ swap (/swap)
Nên xem xét việc tạo ra các bảng partition chuyên dùng chứa dữ liệu  Làm tăng tính an toàn và ñộ tin cậy của hệ thống  Ví dụ tạo một partition ñể làm ổ chưa dữ liệu người sử dụng (/home)
Kích thước các bảng  swap: 2 lần kích thước của RAM  Kích thước các bảng khác phụ thuộc dữ liệu cần lưu trữ Phân chương lại ñĩa
Giả thiết  ðã có một HðH ñược cài ñặt dùng toàn bộ ñĩa  Phân chương lại ñĩa ñể cài thêm Linux vào vùng ñĩa còn trống
Phương pháp  (tồi nhất) sao lưu, phân chương, format lại ñĩa rồi khôi phục HðH cũ  (tốt hơn) dùng trình soạn thảo chương ñĩa cứng ñể giảm kích thước các bảng phân chương ñã có rồi tạo thêm partition mới cho Linux (QMagic) Phân chương trong cài ñặt Linux
fdisk  Tạo, xoá và hiển thị các bảng phân chương
mkswap  Format bảng phân chương swap của Linux
swapon  ðưa bảng phân chương swap vào sử dụng như bộ nhớ ảo máy tính
mkfs.ext2/3  Format một mảng phân chương theo ñịnh dạng hệ thống tệp của Linux Cài ñặt các gói
Một gói chưa một tập các ứng dụng bao gồm các tệp ñã ñược nén  Cài ñặt một gói tương ñương với việc giải nén, copy vào máy tính và cấu hình nếu cần thiết
Lựa chọn các gói cài ñặt có thể theo một số cấu hình ñặt sẵn từ trước  Cho máy trạm  Cho máy chủ  Chọn bằng tay  V.v. Tạo tài khoản sử dụng
Có hai loại tài khoản  Người quản trị root : là người quản trị cao nhất trong hệ thống, ñược phép làm mọi việc mà không bị kiểm soát  Các tài khoản thông thường ñược tạo ra cho các mục ñích:
Cung cấp tài khoản truy nhập cho người sử dụng hệ thống
Cung cấp tài khoản dùng bởi các dịch vụ hệ thống như http, samba, mysql,  Chú ý: Tuyệt ñối tránh làm việc dưới tài khoản của root cho các công việc thông thường hàng ngày Sử dụng căn bản ðăng nhập
Mỗi người sử dụng phải sở hữu một tên ñăng nhập và có một mật khẩu kèm theo
Người sử dụng có thể ñăng nhập hệ thống với tên và mật khẩu thông qua thiết bị giao tiếp (console)
Có hai dạng console  Chế ñộ văn bản (sử dụng trình thông dịch lệnh)  Chế ñộ ñồ hoạ (sử dụng giao diện cửa sổ)
Mỗi lần ñăng nhập tạo ra một phiên làm việc. Phiên ñược kết thúc bằng câu lệnh exit hoặc logout ðăng nhập ở chế ñộ văn bản
Một trình thông dịch lệnh ñược tự ñộng khởi ñộng khi phiên làm việc bắt ñầu  Cho phép tạo tương tác với người sử dụng thông qua câu lệnh  Nhập lệnh bằng bàn phím, kết quả in ra dạng văn bản trên màn hình  Sử dụng rất ít tài nguyên nên phù hợp ngay cả khi cần tương tác từ xa  Hoạt ñộng dựa trên một ngôn ngữ lập trình dạng kịch bản (script) Console ảo
Một phương tiện cho phép mở ñồng thời nhiều phiên làm việc trên cùng một trạm làm việc
LINUX hỗ trợ 8 console ảo trên một máy tính. Mỗi console quản lý tương ứng một phiên làm việc. ðể chọn console ảo cần sử dụng tổ hợp phím tắt Ctrl+Alt+F1 cho ñến F8 Ctrl+Alt-F1 : Console ảo 1 Ctrl+Alt-F2 : Console ảo 2 ... Ctrl+Alt-F7 : Console ảo 7 (cho chế ñộ ñồ hoạ) Dấu nhắc câu lệnh
Trình thông dịch lệnh (còn gọi là shell) thực hiện một cách lặp nhiều lần các công việc sau ñây  Hiển thị dấu nhắc chờ lệnh của người sử dụng  Bắt câu lệnh của người sử dụng  Phân tích lệnh  Thực hiện lệnh [tuananh@hanoi home]$ [root@hanoi home]# Tên máyTên login Thư mục Dấu nhắc Ví dụ ñăng nhập login: tuananh password: xxxxx [tuananh@hanoi tuananh]$ echo hello↵ hello [tuananh@hanoi tuananh]$ exit↵ Câu lệnh Unix command [-options] [arguments]  command là tên câu lệnh  options biểu diễn một hoặc một vài tuỳ chọn  arguments là các tham số câu lệnh Một tuỳ chọn ñược thể hiện bởi một kí tự ñi sau dấu gạch ngang (“-”)  Có thể nối nhiều tuỳ chọn sau một dấu gạch ngang. Ví dụ, -asli tương ñương với -a -s -l -i  Nếu một lựa chọn cần tham số kèm theo thì chúng ñược phân cách nhau bởi một dấu trắng  Cần phân biệt chữ hoa và thường trong câu lệnh Giới thiệu câu lệnh căn bản
logname : hiên thị tên NSD ñang ở phiên làm việc
hostname : hiển thị tên trạm làm việc
clear : xoá màn hình
who : tên của những người ñang ñăng nhập
exit : kết thúc phiên làm việc
passwd : thay ñổi mật khẩu
date : hiển thị ngày hệ thống
mkdir : tạo thư mục
rmdir : xoá thư mục
cd : chuyển vị trí thư mục
pwd : ñường dẫn thư mục hiện tại
cp : sao chép tệp
rm : xoá tệp
ps : xem tiến trình
v.v Các tiện ích của shell (bash)
Hoàn thành tự ñộng câu lệnh với phím  Cho tên câu lệnh
$ema ==> $emacs  Cho tham số là tên tệp
$cd /usr/inc ==> $cd /usr/include
Gọi lại các câu lệnh trong quá khứ  Sử dụng phím lên (↑) và xuống (↓) tìm các câu lệnh ñã gõ trong quá khứ Trợ giúp (man)
Xem trợ giúp trực tuyến bằng lệnh man ñể biết cách sử dụng các câu lệnh, cấu trúc tệp dữ liệu và cả các hàm thư viện Unix  $man ls : ñặc tả câu lệnh ls  $man fstab : ñặc tả tệp /etc/fstab  $man fgetc : ñặc tả hàm thư viện fgetc
Sử dụng các phím sau ñể xem trợ giúp  tiến một dòng  tiến một trang  quay lại một trang  thoát khỏi trợ giúp Các lệnh tra cứu khác
apropos  Tìm một tên lệnh
whatis  Tìm ý nghĩa một câu lệnh
which  Tìm ñường dẫn ñầy ñủ dẫn ñến tệp chương trình của một câu lệnh
Thư mục /usr/doc  Chứa tất cả tài liệu HOWTO  Có thế chứa tài liệu của ứng dụng cài ñặt trong hệ thống