План-тезис
открытого урока
Преподаватель:
Феофанова С. Г.
Группа: 105
Предмет:
Информатика и ИКТ
Раздел:
Операционная система
Тема:
Операционная система Linux
Тип урока:
урок изучения нового материала
Методы: словесный
(рассказ, беседа), наглядный (демонстрация), самостоятельная работа
обучающихся.
Формы организации деятельности обучающихся:
фронтальная, индивидуальная.
Методическая цель урока:
активизация познавательной деятельности обучающихся на уроке изучения нового
материала.
Цели
урока.
v
Образовательная:
формировать знания обучающихся о современных операционных системах, изучить их
состав, достоинства и недостатки; рассмотреть историю создания операционной
системы Linux,
познакомиться с многообразием операционных систем на базе ядра Linux.
v
Развивающая:
развивать у обучающихся интерес к предмету, образное мышление, умение
оперировать ранее полученными знаниями, способность к сравнению и анализу.
v
Воспитательная:
воспитывать информационную культуру .
План
урока.
№, п/п
|
Этапы урока
|
Время, мин
|
Методы и средства урока
|
1
|
Организационный
момент
|
2
|
Проверка
готовности учащихся к уроку, отметка отсутствующих
|
2
|
Введение
в тему урока. Целеполагание
|
3
|
Объявление
темы и цели урока
|
3
|
Актуализация
опорных знаний
|
7
|
Беседа
|
4
|
Изучение
нового материала
|
23
|
Демонстрация
презентаций, сообщения обучающихся, лекция с
элементами беседы
|
5
|
Закрепление
изученного материала
|
5
|
Фронтальный
опрос
|
6
|
Домашнее
задание
|
2
|
Сообщение
преподавателя
|
7
|
Подведение
итогов работы. Рефлексия.
|
3
|
Сообщение
преподавателя, высказывания обучающихся, выставление оценок
|
КМО:
ноутбук, мультимедийный проектор, презентации «Операционная система Linux», «Почему
Linux лучше?»,
раздаточный материал.
Ход урока
1.
Организационный момент.
Проверка
готовности учащихся к уроку, отметка отсутствующих.
2.
Введение в тему урока. Целеполагание.
Объявление
темы и цели урока. Цели формулируются с помощью обучающихся.
3.
Актуализация опорных знаний.
Беседа:
Что
из себя представляет операционная система? Зачем она нужна?
Какие
бывают операционные системы?
Что
представляет собой однозадачная операционная система? Многозадачная?
Какие
операционные системы вы знаете?
4.
Изучение нового материала.
1). Сообщение «История операционных
систем» - 2 человека (Приложение 1).
2). Сообщение «История создания
операционной системы Linux»
- 1 человек (Приложение 2).
3). Операционная система Linux.
Операционная система
– это совокупность программ, обеспечивающая управление аппаратной частью
компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и
пользователем (Презентация «Операционная система Linux»).
Без операционной системы компьютер вообще
не может функционировать как таковой. В этом случае он представляет собой не
более чем совокупность неработающих электронных устройств, непонятно зачем
собранных воедино.
Функции операционной системы:
ü Работа
с файлами и каталогами.
ü Управление
устройствами компьютера.
ü Взаимодействие
с пользователем.
В любой операционной системе можно
выделить четыре части:
ü Ядро
– это основная, определяющая часть операционной системы, которая управляет
аппаратными средствами и выполнением программ.
ü Файловая
структура (система) – это система хранения файлов на запоминающих
устройствах.
ü Интерфейс
(графическая оболочка) – это программа, организующая
взаимодействие пользователя с компьютером.
ü Утилиты
– это программы, выполняющие служебные функции.
Слово «Linux»
обозначает только ядро. Поэтому, когда речь идет об операционной системе,
правильнее говорить «операционная система, основанная на ядре Linux».
Операционные системы Linux
распространяются свободно. Одно из следствий свободного распространения
программного обеспечения для Linux
– появление большого числа так называемых дистрибутивов Linux.
Это набор программного обеспечения, включающий все 4 основные составные части операционной
системы: ядро, файловую систему, оболочку и совокупность утилит, а также
некоторые прикладные программы.
Ядро и большинство программ одинаковы во
всех дистрибутивах; состав пакетов, входящих в разные дистрибутивы,
различается, в основном, версиями или сборками от конкретного производителя.
Кроме того, пользователь может добавить в свою систему практически любой
необходимый ему пакет, скомпилировав его из исходных кодов или разработав
самостоятельно. Поэтому не существует двух одинаковых экземпляров операционной
системы Linux (Приложение 3).
На сегодняшний день наиболее известными
операционными системами для IBM-совместимых персональных компьютеров являются
семейства операционных систем Microsoft Windows и Linux. Давайте разберемся, в
чем их особенности и сравним (Презентация «Почему
Linux
лучше?»).
5.
Закрепление изученного материала.
Фронтальный опрос:
Что такое операционная система? Какие
функции она выполняет? Из чего состоит?
Что такое ядро операционной системы?
Файловая структура? Интерфейс? Утилиты?
Кто создал операционную систему Linux?
Windows?
Что такое дистрибутив?
Почему, не смотря на столь веские
преимущества операционной системы Linux,
мы, в большинстве своем, продолжаем работать на Windows?
И в магазинах электроники очень мало компьютеров с этой операционной системой?
6.
Домашнее задание.
Заполнить
таблицу (Приложение 4).
7.
Подведение итогов работы. Рефлексия.
Сообщение преподавателя, высказывания
обучающихся, выставление оценок.
Список литературы
1. Угринович
Н. Д. Информатика и ИКТ: учебник для 10 класса / Н. Д. Угринович. – 2-е изд.,
испр. и доп. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
2. Угринович
Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса / Н. Д.
Угринович. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
3. http://wikipedia.org/
4. http://www.linuxcenter.ru/lib/history/lh-02.phtml
5. www.comp-science.narod.ru
Приложение
1
История операционных систем
Компьютеры без операционных систем.
Первые персональные компьютеры не
имели операционных систем и были похожи на современные игровые приставки. При
включении компьютера в сеть процессор обращался к постоянной памяти (ПЗУ), в
котором была записана программа поддержки несложного языка программирования,
например языка БЕЙСИК или похожего. Первичное изучение команд этого языка
обычно занимало не более нескольких часов, и вскоре на компьютере можно было
набирать и запускать несложные программы. Подключив к компьютеру магнитофон,
можно было загрузить постороннюю программу. Загруженная программа отключала ПЗУ
и далее работа с компьютером происходила под управлением загруженной программы
(как в игровых приставках).
Первые бытовые персональные
компьютеры 70—80-х годов не имели операционных систем, но некоторые
пользователи рассматривали содержащийся в ПЗУ язык программирования как
самостоятельную операционную систему, хотя и упрощенную. Она позволяла
принимать и понимать команды от клавиатуры и загружать посторонние программы.
Первые дисковые операционные системы.
Серьезная необходимость в
операционных системах возникла, когда к персональным компьютерам стали
подключать дисководы. Дисковод отличается от магнитофона тем, что это
устройство свободного доступа, а магнитофон — устройство последовательного
доступа. Для загрузки программы с ленты надо было перемотать кассету, после
чего компьютер загружал первую встретившуюся программу.
На диске есть свобода выбора. На
музыкальном диске можно включить воспроизведение любой песни. С магнитного
диска можно загрузить любую программу. Поэтому команды загрузки стали очень
сложными. Надо было указывать номер дорожки и номер сектора, в котором
находится то, что надо загрузить. Например, для загрузки игры Посадка на Луну
приходилось давать команду типа: LOAD *d* 29:37, 31:14
Помнить, в каких секторах что
хранится, было мучительно трудно. И выход был найден. Была написана программа,
которая переводит названия программ и файлов в номера дорожек и секторов.
Человек мог загружать то, что ему нужно, пользуясь только названиями. Эта
программа и стала дисковой операционной системой.
Дисковой операционной системе
поручили и другие задачи. Она могла не только загружать файлы с диска в
компьютер, но и записывать файлы на диск, следить за тем, чтобы два разных
файла не попадали в один сектор, при необходимости удалять файлы, копировать их
с диска на диск. В общем, она избавила человека от необходимости хранить
множество записей на отдельных бумажках, упростила работу с дисководом и
значительно уменьшила количество ошибок.
Неграфические операционные системы.
В дальнейшем операционные системы
развивались параллельно с аппаратным обеспечением. Появлялись новые дисководы
гибких дисков, менялись и операционные системы. С появлением жестких дисков открылась
возможность хранить на них не десятки, а сотни и тысячи файлов. В именах файлов
стало так же легко запутаться, как в номерах дорожек и секторов. Тогда дисковые
операционные системы стали сложнее. В них ввели средства для разбиения дисков
на каталоги и средства для обслуживания каталогов (перенос и копирование файлов
между каталогами, сортировка файлов и прочее). Так на дисках появилась файловая
структура, а операционная система взяла на себя ее создание и обслуживание.
Когда же жесткие диски приобрели еще большие размеры, операционная система
«научилась» делить их на несколько логических дисков.
Вместе с развитием жестких и гибких
дисков происходило увеличение оперативной памяти компьютера, менялись также
процессоры. Каждая новая операционная система все лучше использовала
оперативную память и могла работать со все более мощными процессорами.
Для компьютеров IВМ РС основной
операционной системой с 1981 г. по 1995 г. была так называемая система МS-DOS.
За эти годы она прошла развитие от версии МS-DOS 1.0 до МS-DOS 6.22.
Программы-оболочки.
Операционная система МS-DOS позволила
успешно работать с персональными компьютерами на протяжении почти 15 лет. Тем
не менее, эту работу нельзя назвать удобной. Во-первых, МS-DOS — неграфическая
операционная система, которая использует интерфейс командной строки. Это
значит, что все команды надо набирать по буквам в специальной строке.
Требовалось хорошо знать эти команды, помнить, как они записываются. Изучение
операционной системы стало самостоятельной задачей, достаточно сложной для
простого пользователя.
Когда-то МS-DOS выступила
«посредником» между человеком и компьютером и помогла превратить сложные
команды обращения к дискам в более простые и понятные, но по мере развития сама
«обросла» изобилием команд и стала сдерживать работу с компьютером. Так
возникла необходимость в новом посреднике — тогда появились так называемые
программы-оболочки. Оболочка — это программа, которая запускается под
управлением операционной системы и помогает человеку работать с этой операционной
системой. Одна из самых известных и распространенных во всем мире
программ-оболочек называется Norton Comander. Ее разработал известнейший
американский программист Питер Нортон, получивший всемирное признание за то,
что упростил работу с компьютером для миллионов людей. Программа-оболочка
наглядно показывает на экране всю файловую структуру компьютера: диски,
каталоги и файлы. С такой программой не надо набирать сложные команды МS-DOS в
командной строке. Файлы можно разыскивать, копировать, перемещать, удалять,
сортировать, изменять (редактировать, править) запускать, пользуясь всего лишь
нескольким клавишами. Просто, понятно и удобно. Сегодня Norton Comander все еще
используют на многих компьютерах, особенно на тех, которые работают в системе
МS-DOS. Правда, она все-таки устарела. Сейчас для работы с принято использовать
более современные средства.
Графические оболочки.
Несмотря на то, что появление
программ-оболочек заметно упростило работу с компьютером и его операционной
системой, оболочки все-таки долгое время оставались неграфическими.
Одна из особенностей компьютеров IВМ
РС состоит в том, что в них текстовый и графический режим работы с экраном
существуют отдельно. Компьютер переключается либо в тот режим, либо в другой.
Нельзя, например, сделать так, чтобы часть экрана была в текстовом режиме, а
часть — в графическом. Эти режимы несовместимы.
Работа с текстовым экраном долгое
время была вполне приемлема для служебных целей. На многих предприятиях и в
организациях не было необходимости в работе с графикой, а если такая
потребность возникала, для этого было принято использовать компьютеры
Macintosh. Однако когда встал вопрос об использовании IВМ РС в качестве
домашнего компьютера, возникла острая необходимость в графической операционной
системе, которая наглядно выводит информацию на экран и которой можно управлять
с помощью мыши.
Работы над графической операционной
системой для IВМ РС в компании Microsoft начались еще в 1981 г., но впервые
такая система вышла в свет только в 1995 г. под названием Microsoft Windows 95.
До появления Microsoft Windows 95 компьютеры IВМ РС работали с неграфической
системой МS-DOS, но для нее были сделаны несколько графических оболочек Windows
1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1, , Windows 3.11.
Оболочки Windows запускались под управлением МS-DOS, то есть не были
самостоятельными операционными системами. Но поскольку с появлением Windows
открылись некоторые новые возможности, все-таки принято называть Windows не
оболочкой, а средой. Вот некоторые особенности Windows, отличающие эту среду от
прочих оболочек:
• Многозадачность.
• Единый программный интерфейс.
• Единый интерфейс пользователя.
• Графический интерфейс пользователя.
• Единый аппаратно-программный интерфейс.
Графические операционные системы.
Выпущенная в сентябре 1995 г. система
Windows 95 стала первой графической операционной системой для компьютеров IВМ
РС.
Все следующие версии операционных
систем Windows (98, NT, ME, 2000, XP) являются графическими.
Производители аппаратного обеспечения
изготавливают узлы и приборы так, чтобы они были совместимы с Windows . Мы
можем достаточно смело приобретать новые устройства и устанавливать их в
компьютер, рассчитывая на то, что все прочие устройства и программы будут
работать нормально. Система Windows ввела новый стандарт самоустанавливающихся
устройств (plud-and-play). Подключение таких устройств происходит
автоматически. Операционная система сама «узнает», что установлено в
компьютере, и настраивается на работу с новым оборудованием.
На сегодняшний день на рынке
программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют
несколько семейств операционных систем, но операционные системы Windows
являются наиболее распространенными среды пользователей.
Операционные системы компании
Microsoft:
• DOS (Disk Operating System). Интерфейс – командная строка. Все команды
приходилось набирать вручную, в командной строке ОС.
• Windows 3.1 и 3.11. – первый графический интерфейс. Хотя многие не считали
эту систему операционной, а лишь системой, расширяющей возможности DOS.
У всех дальнейших операционных систем интерфейс графический.
• Windows-95.
• Семейство Windows-98 / NT / ME / 2000 / XP.
• Windows Vista – на данный момент проходит бета-тестирование.
Приложение 2
Создание
операционной системы Linux
Рождение новой операционной системы
|
Рис. 8. Линус Торвальдс.
|
Линус Бенедикт Торвальдс
(Linus Benedict Torvalds) родился 28 декабря
1969 года. Его дед по материнской линии, Лео Вальдемар Тёрнквист был
профессором статистики в Университете Хельсинки. В 1981 он купил компьютер
Commodore VIC-20. Это был первый компьютер, к которому Линус получил доступ -
он помогал деду набивать программы, которые профессор старательно писал на
бумаге, потому что не привык делать это непосредственно за компьютером. На этом
же компьютере Линус написал свою первую программу - это была традиционная
"Hello, World!". Когда дед умер, компьютер достался Линусу. Следующие
4 года он провел за компьютером. Когда он выжал из VIC-20 все, что смог, он
стал копить деньги на модель следующего поколения. Основным источником средств
на покупку компьютера были школьные стипендии, которые Линус ежегодно получал
как лучший математик. В 1987 году он купил Sinclair QL. В этом компьютере был установлен
32-разрядный процессорный чип 68008 компании Motorola с частотой 8 мегагерц.
Sinclair имел 128 килобайт (не мегабайт!) памяти, что по тем временам было
очень много для домашнего компьютера. У VIC-20, на смену которому он пришел,
было всего три с половиной килобайта. В качестве операционной системы
использовалась Q-DOS.
Именно
в это время Торвальдс заинтересовался работой операционной системы. Как он
пишет сам в книге "Just for fun": "Операционками я
заинтересовался так: купил флоппи-контроллер, ... но к нему прилагался такой
поганый драйвер, что пришлось написать новый. Пока писал - обнаружил проколы в
самой операционной системе или по крайней мере несоответствие между тем, что
обещала документация, и тем, что реально происходило. Я с этим столкнулся,
когда моя программа отказалась работать."
На
Sinclair QL Торвальдс работал 3 года. За это время он написал собственный
редактор и ассемблер, запрограммировал несколько игр. По окончании школы он
поступил на отделение компьютерных наук университета г.Хельсинки, столицы
Финляндии. После окончания первого курса Торвальдс был вынужден был пойти в
армию, где прослужил 11 месяцев. По возвращении из армии он снова вернулся в
университет, выбрал себе курсы на осень и с нетерпением ждал лекций по языку Си
и системе Unix. В предвкушении этих лекций еще летом он купил книгу
"Проектирование и реализация операционных систем" Эндрю С.
Таненбаума, в которой описывалась операционная система Minix. В своих
воспоминаниях Линус пишет: "Как только я прочел предисловие, познакомился
с концепцией Unix и узнал, на что способна эта мощная, строгая и красивая
операционная система, я захотел купить такой компьютер, на котором сможет
работать Unix. Я решил, что поставлю себе Minix - единственную по-настоящему
полезную из известных мне версий."
Начало
2
января 1991 года Линус приобрел в рассрочку новый компьютер, на основе
процессора Intel 80386 с 4 мегабайтами ОЗУ и тактовой частотой 33 мегагерца. Он
установил на него Minix, которую пришлось заказывать отдельно. Она поставлялась
на 16-ти дискетах. Примерно за месяц Торвальдс обжился в системе полностью и у
него возникло множество претензий к этой ОС, несмотря на то, что установил в
систему усовершенствования, сделанные австралийским хакером Брюсом Эвансом (это
был царь и бог Minix 386). Хуже всего была эмуляция терминала, очень важная для
Торвальдса программа, потому что именно ее он использовал для подключения к
университетскому компьютеру MicroVAX, на котором стояла Ultrix - вариант Unix,
созданный корпорацией Digital Equipment. Пришлось писать собственную программу
эмуляции.
Когда
программа эмуляции терминала заработала, возникла новая проблема. Как пишет
Торвальдс "Беда была в том, что я хотел скачивать и закачивать файлы.
То есть мне нужно было уметь писать на диск. Для этого моей программе эмуляции
нужен был драйвер дисковода. А еще ей был нужен драйвер файловой системы, чтобы
она могла вникать в организацию диска и записывать скачиваемые файлы. ...
разработка драйверов для дисковода и файловой системы казалась интересным делом.
И я решил им заняться. Написал драйвер дисковода. А поскольку я хотел
записывать файлы в файловую систему Minix, да к тому же эта система была хорошо
документирована, я сделал свою файловую систему совместимой с системой Minix.
Таким образом я мог читать файлы, созданные в Minix, и писать файлы на тот же
диск, так что Minix могла читать файлы, созданные моей программой эмуляции
терминала."
В
Minix не только была плохая эмуляция терминала, но и не было возможности
перевести в фоновый режим программу, которой временно не пользуешься. И тут
Торвальдс уже практически взялся за создание собственной операционной системы.
Вначале он пытался просто программировать один за другим системные вызовы. Но
их около двухсот и эта работа скоро наскучила. Тогда он изменил подход. Он взял
оболочку bash, которая свободно распространялась в Интернет, и начал пытаться
заставить ядро своей ОС запустить ее. Когда на этапе загрузки или запуска
оболочка обращалась к какому-то системному вызову, происходил сбой. Тогда Линус
реализовывал необходимый системный вызов и повторял попытку. Наконец, в конце
августа или начале сентября 1991 года, оболочка заработала. Это был очень
важный момент. Как только оболочка заработала, удалось откомпилировать еще
несколько программ. Оболочка была сложнее, чем, к примеру, программа
копирования ср или команда выдачи листинга каталогов ls. В какой-то момент
готовых компонент оказалось столько, что настал момент, когда можно было
сказать, что заложены основы новой операционной системы.
Первые дистрибутивы
Самые
первые версии Linux, появившиеся в 1991 году, размещались на двух дискетах.
Первая дискета была загрузочной и содержала ядро, а вторая - корневую файловую
систему и основные утилиты. Копии этих дискет можно было загрузить с сервера
университета в Хельсинки. Конфигурирование и настройка системы производились
вручную и были очень сложными. Поэтому до появления первых дистрибутивов
установить Linux на свой компьютер мог только достаточно подготовленный
специалист, можно сказать эксперт в UNIX.
Положение
изменилось после появления так называемых дистрибутивов. Дистрибутив Linux
отличается от простого набора пакетов программного обеспечения в первую очередь
наличием программы инсталляции, которая позволяет рядовому пользователю
установить систему на свой компьютер, причем сделать это не привлекая
высококвалифицированного эксперта.
Первые
дистрибутивы Linux появились вскоре после того, как Линус Торвальдс выпустил
разработанное им ядро Linux под лицензией GPL. Поскольку значительная часть
другого необходимого программного обеспечения уже была разработана в рамках
проекта GNU, отдельные программисты (и группы программистов) начали
разрабатывать как программы инсталляции, так и другие прикладные программы,
пользовательский интерфейс, программы управления пакетами и выпускать свои
дистрибутивы Linux.
Первый
дистрибутив Linux был создан Оуэном Ле Бланк (Owen Le Blanc) в Манчестерском
компьютерном центре (Manchester Computing Centre, MCC) в Англии. Первый релиз
этого дистрибутива, получившего имя MCC Interim Linux, стал доступен для всех
желающих с ftp-сервера Манчестерского университета в феврале 1992 г. Примерно в
то же время сотрудниками университета Техаса был создан дистрибутив TAMU.
В
октябре 1992 появился разработанный Питером Мак-Дональдом (Peter McDonald)
дистрибутив Softlanding Linux System (SLS), который был первым дистрибутивом,
включающим в себя такие элементы, как X Window System и поддержка TCP/IP.
Ни
один из этих дистрибутивов не имел хорошей поддержки. В конце 1992 года Патрик
Фолькердинк (Patrick Volkerding) выпустил дистрибутив, в значительной части
основанный на SLS, который он назвал "Slackware" и который является
старейшим дистрибутивом из тех, которые до сих пор активно развиваются.
На
основе дистрибутива Slackware германской фирмой S.U.S.E (акроним от немецкого
"Software- und System Entwicklung"), основанной в 1992 году как
консультативная группа по ОС UNIX, был создан дистрибутив SuSE Linux, версия
1.0 которого вышла в 1994 году. Позже SuSE интегрировал дистрибутив Jurix Флориана
Ла Роше (Florian La Roche).
Еще
один проект по разработке дистрибутива, Debian, был начат Яном Мёрдоком (Ian
Murdock) 16 августа 1993 года как альтернатива коммерческим дистрибутивам
Linux. Ян хотел создать систему, распространяемую абсолютно свободно и открыто,
в духе Linux и GNU. Позже разработка Debian была профинансирована проектом GNU:
Free Software Foundation, который выделил деньги на один год, с ноября 1994 по
ноябрь 1995, что позволило Я.Мердоку в течение этого периода уделять проекту
Debian все свое время.
Дистрибутив
Red Hat, который включал в себя некоторые аспекты дистрибутива Bogus (например,
механизм пакетов), был основан в 1994 году. На основе Red Hat было создано
множество других дистрибутивов, в том числе многие коммерческие дистрибутивы,
например, Caldera, Mandrake и TurboLinux.
А
Линус Торвальдс к этому времени еще даже не окончил учебу в университете!
Приложение
3.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.