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1 Linux Linux - Introduzione La Shell Bash Testi di riferimento: Linux e la shell Bash: e la shell Bash.pdf Di Matt Welsh, Matthias Kalle Dalheimer, Lar Kaufman Linux. La guida Apogeo A.A

2 Cos è Linux Illustrazione tratta da Advanced Programming in the UNIX Environment: Second Edition G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

3 Cos è Linux Cos è LINUX? Si tratta di un clone di UNIX Più precisamente è il kernel del S.O GNU/Linux Fornisce un'interfaccia tra hardware e programmi-utente (alternativa a Windows, Mac OS, MS-DOS, Solaris, ) Linux è ispirato a Minix, S.O. UNIX-like sviluppato da Andrew Tanenbaum Nasce dall'idea di sviluppare un S.O. che tenga conto del feedback degli utenti Stabile e versatile Può essere installato su home PC e server di rete Maggiore affidabilità, minor costo G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

4 Un po di storia L evoluzione UNIX sviluppato nei laboratori AT&T Bell da Ken Thompson Linux sviluppato a partire dal kernel creato da Linus Torvalds (studente all università di Helsinki) nel 1991 Inizialmente fu accessibile solo per gli addetti ai lavori (Anni '90) Sono stati sviluppati programmi e driver specifici Nascono compagnie, come la Red Hat, che portano Linux al livello di qualsiasi altro S.O. user-friendly Torvalds oggi lavora per la manutenzione del suo kernel Attualmente migliaia di sviluppatori lavorano al progetto Oltre 20 milioni di utenti LINUX nel mondo Ad oggi, è il S.O. che cresce più velocemente (numeri di versione) G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

5 Free software & Open source 1/3 Richard Stallman: GNU (GNU's Not Unix) Project È uno dei principali esponenti del software libero Fu il pioniere del concetto di copyleft autore di molte licenze copyleft compresa la GPL (GNU Public Licence), la licenza per software libero attualmente più diffusa. Primi software realizzati: Emacs è un editor di testo libero; GCC (GNU Compiler Collection) è un compilatore multi-target; GDB (GNU debugger) è il debugger predefinito del sistema operativo GNU; Nel 1990 inizia lo sviluppo di un kernel chiamato GNU Hurd, che tutt'oggi è ancora insufficientemente stabile. G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

6 Free software & Open source 2/3 Free Software: codice sorgente + eseguibile è distribuito gratuitamente Open source: codice sorgente + eseguibile è venduto Software proprietario: eseguibile G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

7 Free software & Open source 3/3 Un programma è software libero se gli utenti del programma godono delle quattro libertà fondamentali: 1. Libertà di eseguire il programma, per qualsiasi scopo. 2. Libertà di studiare come funziona il programma di modificarlo in modo da adattarlo alle proprie necessità. 3. Libertà di ridistribuire copie in modo da aiutare il prossimo. 4. Libertà di migliorare il programma e distribuirne pubblicamente i miglioramenti apportati, in modo tale che tutta la comunità ne tragga beneficio. L'accesso al codice sorgente è un prerequisito per i punti 2. e 4. G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

8 La community La potenza della community Migliaia di sviluppatori lavorano giornalmente al progetto Help on line sempre a disposizione Supporto per la maggior parte dell hardware Traduzione degli applicativi più comuni in pacchetti LINUX La filosofia dell open source applicata alla realtà The Linux Documentation Project (http://www.tldp.org/) G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

9 Caratteristiche del sistema Il copyright Le funzionalità Nota sui numeri di versione Il kernel Programmi di servizio Elaboratori di testo e videoscrittura Applicativi commerciali Supporto alla programmazione X Window Filosofia progettuale G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

10 Il Copyright 1/2 LINUX è coperto da una General Public License La GPL stabilisce le norme per la diffusione e la modifica LINUX è freeware open source NON è detto che sia gratuito I sorgenti sono liberamente modificabili Non esistono limitazioni ai diritti di distribuzione Un software free non è di pubblico dominio Rimane la proprietà degli autori Gli autori sono protetti dalle leggi sul copyright G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

11 Il Copyright 2/2 LINUX è freeware ma non shareware Non è previsto invio di denaro per la diffusione Si dispone da subito di una versione full La licenza GPL si estende ai sorgenti modificati Non è possibile introdurre licenze più restrittive La diffusione può essere gratuita o a pagamento La GPL pone ampi margini di scelta alle aziende venditrici La GPL impone la diffusione dei sorgenti Obiettivi della GPL Incrementare la qualità del software Non trarre profitto G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

12 Funzionalità 1/4 Funzionalità di base Scheduling dei processi Gestione della memoria virtuale Gestione dei file Gestione dell input/output Funzionalità avanzate Editing e compilazione Giochi, grafica e multimedialità Supporto al networking Funzionalità G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

13 Funzionalità 2/4 Multiuser: più utenti possono interagire contemporaneamente (da terminali diversi) con il sistema senza interferenze; ogni utente è individuato univocamente da un nome logico (username); gli utenti sono suddivisi Funzionalità in gruppi, individuabili univocamente mediante groupname. Ciascun utente può appartenere ad uno o più gruppi. l'utente root, amministratore di sistema, non ha alcuna limitazione nell'accesso alle risorse del sistema stesso. G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

14 Funzionalità 3/4 Multitasking Il suo nucleo può supportare la contemporanea esecuzione di più processi gestiti a divisione di tempo su un unica CPU. Multithreading Esecuzione di più parti di uno stesso programma in contemporanea. Funzionalità Multiprocessing Supporta fino a 16 processori paralleli; Compatibilità con molte architetture di CPU: Intel x86; Sparc, Alpha, PowerPC; G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

15 Funzionalità 4/4 Compatibilità con diversi file system Compatibile con la maggioranza degli standard UNIX Controllo diretto dei job in esecuzione Console virtuale (modalità testuale) Coesistenza con altri S.O. Portabile (linguaggio C) Funzionalità Grande attenzione al networking (integrazione di sistema) 1. Driver per TCP/IP (client e servizi per FTP, Telnet, SMTP, HTTP) 2. Driver per PPP 3. Driver per SLIP e PLIP G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

16 Il kernel o Si tratta dell insieme delle routine di basso livello del S.O. o É il codice che controlla l interfaccia tra applicativi e HW É monolitico (un unico modulo che serve le richieste) Non-preemptive: diverse funzioni del kernel devono essere eseguite senza interruzione Supporto ai driver caricabili e scaricabili dalla memoria Loadable Kernel Module: estendono le funzioni del kernel o É indipendente in maniera debole dalla distribuzione o Emulazione della Floating Point Unit (FPU) in assenza del coprocessore matematico Supporto alla virtualizzazione della memoria Utilizzo ottimizzato delle funzioni di libreria: Gli eseguibili adoperano librerie condivise a linking dinamico Gli eseguibili sono più compatti Ottimizzazione dell uso della memoria 16

17 Le distribuzioni Cos è una distribuzione Si tratta del pacchetto completo comprendente: 1. LINUX (vale a dire il nucleo) 2. Applicativi E sviluppata da una comunità indipendente dalle altre Distribuzioni desktop più diffuse Funzionalità Fedora (http://www.linux.org/article/view/distro-fedora) Ubuntu (http://www.linux.org/article/view/distro-ubuntu) Linux Mint (http://www.linux.org/article/view/distro-mint) Distribuzioni server più diffuse Red Hat Slackware Debian CentOS OpenSUSE G. Piscitelli - M. Ruta - A. Cinquepalmi A.A

18 I numeri di versione 1/2 Sono due, diversi e riferiti a: Distribuzione Kernel Versioning differente per kernel e distribuzione Consiste di quattro cifre: A.B.C[.D] (es ) A: versione del kernel: viene modificato molto raramente; la più recente è la versione 3, nel 2011, per i 20 anni del kernel linux; B: revisione "maggiore" del kernel: prima della serie 2.6.x, i numeri pari indicano un ramo stabile; i numeri dispari (come 1.1 oppure 2.5) indicano rami di sviluppo; a partire dalla serie 2.6.x, lo sviluppo di nuove caratteristiche avviene all'interno dello stesso ramo; 18

19 I numeri di versione 2/2 C: revisione "minore" del kernel: inizialmente, questo numero aumentava quando venivano implementati nel kernel aggiornamenti riguardanti la sicurezza, correzioni di alcuni errori, nuove caratteristiche, o nuovi driver; modello attuale: viene cambiato solo quando nuovi driver o caratteristiche diverse sono introdotte; D: build number: serve a conteggiare correzioni e patch di sicurezza; è inoltre associata col numero delle volte che il compilatore ha costruito il kernel, ed è denominata "build number". Punti fermi Una nuova distribuzione usa sempre il kernel più recente Tutti gli applicativi hanno un proprio numero di versione La compilazione dei pacchetti è molto flessibile 19

20 Programmi di servizio Traduzione per LINUX di tutte le utility UNIX Possibilità di replicare un certo ambiente operativo 1. Java Development Kit (JDK) 2. Perl Editor di testo 1. vi e vim 2. Emacs e joe Utility di compressione dati 1. tar, gzip e bzip2 SHELL 20

21 Elaboratori di testo (1/2) Si introduce il testo in un linguaggio di formattazione che ne descrive l aspetto Un esempio di linguaggio di formattazione è HTML La formattazione avviene mediante un programma distinto che converte i codici Analogia con editing e compilazione Maggiore portabilità dei documenti Riferimenti aggiornati automaticamente I più famosi sono TEX e il suo dialetto LATEX 21

22 Elaboratori di testo 2/2 22

23 Videoscrittura Interfaccia visuale Editing di espressioni complesse (formule matematiche) Interfaccia grafica per disegnare figure e schemi Correttore ortografico interattivo Generatore automatico di indici per documenti Tool per la progettazione di font Es: gedit, OpenOffice Writer 23

24 La SHELL É il più importante programma di servizio Interprete dei comandi utente: File eseguibili File binari File di testo interpretati Comandi incorporati (built-in) Job control Cronologia dei comandi immessi Funzione di completamento automatico Redirezione dell input e dell output Linguaggio di programmazione (utilizzo di script in linguaggio di shell) 24

25 La SHELL Esistono varie shell che differiscono per la sintassi dei comandi. Bourne shell (sh) C shell (csh) Korn shell (ksh) Z shell (zsh) La più diffusa è Bourne Again SHell (BASH). 25

26 Applicativi commerciali 1/2 LibreOffice (The Document Foundation). Attenzione crescente delle software house verso LINUX: Sun Microsystem Inc. ha prodotto OpenOffice 1. Videoscrittura (Writer) 2. Foglio Elettronico (Calc) 3. Database (Base) 4. Editor scientifico (Math) 5. Presentation Manager (Impress) disponibile gratuitamente e in grado di leggere i formati più diffusi Corel produce versioni LINUX di WordPerfect 26

27 Applicativi commerciali 2/2 1. Caldera produce NetWare per LINUX. Esso consente di: 2. Fornire servizi di file server 3. Fornire servizi di print server 4. Condividere dati 5. Mantenere la compatibilità con client NetWare per Windows, DOS, UNIX e Macintosh Oracle e Informix hanno versioni LINUX dei loro DBMS IBM produce una beta version di DB2 per LINUX 27

28 Supporto alla programmazione 1/2 LINUX possiede strumenti di programmazione completi 1. Librerie standard 2. Compilatori 3. Debugger C o C++ sono gli ambienti normalmente supportati 1. gcc è il compilatore C/C++ per LINUX 2. Vengono offerte funzionalità moderne e avanzate Supporto completo per Java e JDK 1. Applet e servlet 2. Connettività a Database 3. Sistemi distribuiti IP based 4. Portabilità avanzata grazie a JVM 28

29 Supporto alla programmazione 2/2 Esistono traduzioni per LINUX di molti compilatori 1. SmallTalk 2. Pascal 3. Fortran 4. Lisp Vari assembler per scrivere codice macchina Linguaggi per scrivere script (Perl) Tool di profiling 1. Statistiche di funzionamento 2. Prestazioni del software Possibilità di accedere ai sorgenti e manipolare il kernel Possibilità di creare applicazioni per sistemi UNIX 29

30 X window 1/3 L'accesso ad un sistema UNIX mediante terminale avviene utilizzando un programma chiamato login. Il programma identifica gli utenti chiedendo loro username e password. Se l'autenticazione avviene con successo il sistema esegue una shell. X Window (X11): interfaccia grafica per macchine UNIX Ha una elevata configurabilità Si basa sull utilizzo di dispositivi di puntamento generici È distribuita gratuitamente Il pacchetto X Window contiene molti applicativi 1. Giochi e software di documentazione 2. Tool per la grafica e la multimedialità 3. Strumenti per la programmazione 30

31 X window 2/3 Tutte le distribuzioni usano X Window creato da XFree86 1. Basato su X11R6 (X11 release 6) 2. E nella directory usr/x11r6 Deve essere configurato 1. Mediante un file testuale (xf86config) 2. Mediante un programma a menu (XConfigurator) É stratificato e modulare 1. X Server 2. Window Manager 3. Desktop Manager e Environment (KDE, Gnome) 31

32 X window 3/3 É presente anche un emulatore di terminale L aspetto grafico è controllato dal windows manager Sono disponibili tutti i sorgenti Esistono molti applicativi freeware in rete Supporta quasi tutti gli hardware video 1. Schede grafiche 2. Adattatori e acceleratori grafici 3. Monitor 32

33 La filosofia di Linux 1/2 Migliorare la qualità del software Elevare le garanzie di controllo 1. Incrementare il numero di revisioni 2. Disporre di documentazione e reportistica avanzata Rapida scoperta e soluzione dei bug Un sistema operativo per hacker. Cioè per: 1. Programmatori appassionati 2. Utilizzatori interessati al miglioramento continuo delle prestazioni La community LINUX comunica per lo più via mailing list Linus Torvalds mantiene un ruolo determinante 33

34 La filosofia di Linux 2/2 Per aggiungere o modificare funzionalità occorre 1. Rendere disponibile una versione alfa 2. Inviare un messaggio ad una delle mailing list degli sviluppatori 3. Rispondere ai commenti o alle domande 4. Passare alla fase beta del codice 5. Passare alla versione definitiva 6. Chiedere a L. Torvalds di includere la modifica nel kernel Il debugging avviene in poche ore É uno dei più efficienti sforzi di sviluppo mai intrapresi 34

35 Installazione Dual boot: Partizione Virtual machine (VMware) WUBI (Windows-based Ubuntu Installer) Presente dalla versione 8.04 di Ubuntu Permette di installare Ubuntu come un applicazione di Windows File system virtuale non modifica il sistema e non crea partizioni per ospitare il nuovo S.O. Live cd: Avvio del S.O. da cd Consente di provare differenti distribuzioni 35

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