Sistema Operativo

Il compito principale del sistema operativo è quello di permettere all'utente, umano o non, di interagire direttamente con la macchina.

Che cos'è GNU/Linux ?

GNU/Linux è un sistema operativo libero di tipo unix-like costituito dall'integrazione del kernel Linux con elementi del sistema GNU e di altro

software sviluppato e distribuito con licenza GNU GPL o con altre licenze libere.

Linux è in realtà il nome del kernel sviluppato da Linus Torvalds a partire dal 1991 che, integrato con i componenti già realizzati dal progetto GNU

(compilatore gcc, libreria Glibc e altre utility) e da software di altri progetti, è stato utilizzato come base per la realizzazione dei sistemi operativi e delle distribuzioni che vengono normalmente identificate con lo stesso nome.

- kernel (monolitico)- multitasking- multiutente- free software (quindi a sorgente aperto)- gratuito- codice macchina per il proprio processore- più sicuro perché continuamente aggiornato da developers di tutto il mondo (linux community)- disponibilità per ogni piattaforma- estrema versatilità

Porte serialiWindows LinuxCOM1 /dev/ttyS0COM2 /dev/ttyS1COM3 /dev/ttyS2COM4 /dev/ttyS3

Porte paralleleWindows LinuxLPT1: /dev/lp0LPT2: /dev/lp1

CD-ROMWindows LinuxD: /dev/hdcE: /dev/hdd

Alcune differenze tra Windows e Linux

Windows → Case Insensitive (nessuna differenza)

Linux → Case Sensitive (differenza tra caratteri maiuscoli e minuscoli)

Alcune differenze tra Windows e Linux

Windows usa le estensioni per sapere di che tipo di file si tratta: tutti i documenti Word finiscono con .doc, i fogli di calcolo Excel con .xls e così via.

Linux riconosce i tipi di file usando il 'magic number', vale a dire una sequenza di byte presente all'inizio del file. Così, ad esempio, se all'inizio del file trova la

sequenza '0xffd8', Linux sa che il file in questione è un'immagine in formato jpeg, a prescindere dall'estensione che può avere.

Le uniche estensioni usate da Linux sono: un punto che precede il file e che segnala al sistema che si tratta di un file (o directory) nascosto, e la tilde come estensione

finale che indica trattarsi di una copia.

Alcune differenze tra Windows e Linux

Secondo Richard Stallman, fondatore del progetto GNU, e secondo la Free Software Foundation, la dicitura Linux (senza prefisso "GNU/") per l'intero

sistema operativo sarebbe erronea in quanto il nome Linux è attribuibile al solo kernel e il sistema, strutturato a partire dai componenti dell'originale progetto

GNU, dovrebbe più propriamente chiamarsi GNU/Linux.

L'espressione "software libero" (free software) si riferisce alla libertà dell'utente di eseguire, copiare, distribuire, studiare, cambiare e migliorare il software

quattro tipi di libertà per gli utenti:

0 Libertà di eseguire il programma, per qualsiasi scopo.

1 Libertà di studiare come funziona il programma e adattarlo alle proprie necessità.

2 Libertà di ridistribuire copie in modo da aiutare il prossimo.

3 Libertà di migliorare il programma e distribuirne pubblicamente imiglioramenti, in modo tale che tutta la comunità ne tragga beneficio.

Opensource ≠ Software LiberoSoftware Libero → GPL General Public License (LGPL per le librerie, FDL per

la documentazione)

Il gestore grafico standard per i sistemi operativi di tipo Unix

X fornisce l'ambiente e i componenti di base per le interfacce grafiche, ovvero il disegno e lo spostamento delle finestre sullo schermo e

l'interazione con il mouse e la tastiera

X usa un modello client/server: in altre parole, il server X comunica con gli altri programmi (client). Il server accetta richieste per output grafici

(finestre) e input dall'utente (dalla tastiera, il mouse o dal touchscreen).

Desktop Environment (ambienti desktop)

Il desktop environment è l'interfaccia grafica (GUI) che permette di usare un computer tramite l'interazione con oggetti grafici, come le icone e le finestre dei programmi, in

quella che è appunto chiamata scrivania.

Gli ambienti desktop di sistemi operativi popolari come Microsoft Windows e Mac OS X non consentono di cambiare facilmente il proprio ambiente grafico, che per il pubblico

tende a rappresentare il sistema operativo stesso.

Nei sistemi basati su X Window System, il DE consiste di un window manager, di alcune skin personalizzabili, di programmi e librerie che gestiscono il desktop. Tutti questi

moduli tendono ad essere intercambiabili, modificabili e configurabili individualmente, al fine di ottenere una combinazione unica

Un window manager è un software che gestisce l'aspetto e la posizione di una finestra nel X Window System

Compiz-fusion un compositing window manager con effetti 3D

Compiz può prendere il posto di altri window manager come Metacity in GNOME, KWin in KDE e Xfwm4 in Xfce. In tal modo vengono implementati all'interno dei vari ambienti

desktop una serie di effetti come un uso generalizzato delle trasparenze, un sistema per mostrare tutte le applicazioni aperte allo stesso tempo simile all'Exposé di OSX o un

selettore di applicazione (ALT-TAB) con rappresentazioni live delle finestre. I due effetti che hanno riscontrato più notorietà sono stati comunque la mappatura dei vari desktop

sulle facce di un cubo in 3D e le finestre che si piegano come se fossero di gomma quando vengono spostate.

Ubuntu Installation

La Shell

In un sistema operativo, una shell o terminale è un programma che permette agli utenti di comunicare con il sistema e di avviare altri programmi.

Bash (acronimo per bourne again shell) è una shell testuale del progetto GNU usata nei sistemi operativi Unix e Unix-like

Bash è in grado di eseguire i comandi che le vengono passati, utilizzando la redirezione dell'input e dell'output per eseguire più programmi in cascata in una

pipeline software, passando l'output del comando precedente come input del comando successivo.

L'opzione -- help (talune volte -h) di un comando visualizza la sintassi e l'elenco delle opzioni

Comando:

man

La maggior parte dei sistemi operativi UNIX e Unix-like dispone di un'ampia documentazione in linea nota come man pages (abbreviazione di "manual pages" ovvero pagine di manuale) o pagine man che sono consultabili tramite il comando man.

Ogni pagina man è un documento esplicativo di un comando, di una funzione o di un formato di file, o altro ancora, che descrive in maniera sintetica l'argomento e può contenere riferimenti ad altre pagine.

Comando:

apropos

Verifica la disponibilità delle pagine di manuale, sia nei nomi sia nelle descrizioni

Comando:

who - mostra gli utenti loggati nel sistema

uname - mostra la versione del sistema operativo

cat - stampa in output il contenuto di un file

ls - visualizza il listato dei files e delle cartelle

cd - permette di spostarsi all'interno/esterno delle cartelle

pwd - visualizza il path

mkdir - permette di creare una cartella

mv - permette di spostare files e cartelle

rm - cancella un file o una cartella

ps - visualizza i processi in esecuzione

kill - termina un processo

Comandi Utenti, Gruppi, Permessi:

chown – modifica il proprietario/gruppo di un file

passwd – modifica la password di un utente

adduser – aggiunge un utente al sistema

deluser – rimuove un account dal sistema

addgroup – aggiunge un gruppo al sistema

delgroup – rimuove un gruppo dal sistema

chmod – modifica i permessi di un file

Comandi filesystem:

df – visualizza la quantità di spazio utilizzato e disponibile sul filesystem

du – visualizza la quantità di spazio su disco utilizzato da singoli file e cartelle

fsck – verifica e ripara il filesystem

mkfs – crea il filesystem su un dispositivo

mount – monta un filesystem

Il Filesystem

FHS = Filesystem Hierarchy Standard (Definisce i nomi delle cartelle e il loro contenuto)

Ambienti Desktop come Gnome o KDE forniscono shortcuts a cartelle e file particolari

La filosofia alla base dei sistemi operativi unix-like comporta:

Everything is a file (Ogni cosa è un file)

La componentistica hardware (periferiche) sono rappresentate come file (device)

Sono presenti 7 tipologie di file base:

0) File “normali” (-)1) Directory (d)2) Device a blocchi (b)3) Device a caratteri (c)4) Pipe (p)5) Socket (s)6) Link (l)

Un file di tipo device può essere di tipo:

b – a blocchic – a caratteri

Il device a blocchi utilizza la buffer cache (memorie)Il device a caratteri non utilizza la buffer cache (periferiche)

La Buffer Cache è un'area della memoria primaria che contiene una copia dei blocchi del disco usati più recentemente.

Durante la fase di inizializzazione (init) il kernel alloca una porzione della RAM destinata al buffer cache.

La fase INIT è a posteriori della fase di bootstrap nella quale il kernel avvia programmi e servizi necessari a portare il sistema in uno stato operativo.

Quando si devono leggere dati dal disco, il kernel ricercherà tali dati inizialmente nella Buffer Cache (B.C.)

Qualora tali dati non siano presenti nella buffer cache, il kernel provvederà alla lettura degli stessi dal disco e alla loro copia nella buffer cache per eventuali futuri accessi.

Il kernel minimizza le scritture su disco cercando di prevedere se i dati da scrivere sono definitivi o saranno presto sostituiti da altri.

Non esistono le unità logiche (presenti negli OS Microsoft tipo C:\)il tutto è rappresentato in un unico albero delle cartelle.

Le cartelle sono graficamente separate dal simbolo / (Slash diretto)

secondo lo standard.

Non è un caso che anche in rete la navigazione tra cartelle è permessa tramite la slash diretto, usare il backslash al contrario

è una prerogativa dei soli sistemi MS.

Caratteri speciali

“/” Separatore delle cartelle“.” Se a inizio nome, indica un file/cartella nascosto“~” Indica la cartella home dell'utente“.” è la cartella corrente“..” la cartella genitrice

Linux a differenza di windows è totalmente filesystem-related infatti accedendo a due terminali (anche da modalità grafica) si può

interagire con essi da filesystem

Mentre windows utilizza un sistema per cui ogni programma/software ha la sua cartella in cui viene memorizzato tutto

(eseguibili, configurazioni, dati, documentazione, eccetera) linux suddivide i files del software in base al loro ruolo

In base al File Hierarchy System :

Directory Descrizione/bin/ File binari per tutti gli utenti (es., cat, ls, cp)/boot/ File del Boot loader (es., kernel, initrd)/dev/ File di periferica (devices) (es., /dev/null)/etc/ File di configurazione del sistema (da et cetera)/opt/ Software statici (non appartenenti alla distro)/home/ Cartella Home degli utenti/lib/ Librerie essenziali per i binari in /bin/ e /sbin//mnt/ Filesystem montati (mounted) temporaneamente/proc/ Filesystem virtuale che mostra informazioni sullo stato del kernel e dei processi attivi; sono presenti soprattutto file di testo (es, uptime, network)/root/ Cartella Home dell'utente root (amministratore)/sbin/ Eseguibili per l'amministrazione del sistema/tmp/ File temporanei/srv/ Dati specifici forniti dal sistema (served)/usr/ Gerarchia secondaria per i dati condivisibili ed in sola lettura (unix system resources). Questa directory è nata per essere condivisa tra gli host e non deve contenere dati specifici./var/ File Variabili come log, database, siti web, e file temporanei delle e-mail.

mount permette di collegare un volume all'albero delle cartelle(umount disconnette un volume)

In numerosi ambienti desktop un volume è montabile direttamente tramite click

esempio del comando da terminale:

mount -t iso9660 -o ro /dev/cdrom0 /media/cdromumount /media/cdrom

/media/ contiene i volumi montati

Nei sistemi operativi GNU/Linux ciascun file ha 9 permessi (espressi nella notazione ottale)

I campi ottenibili sono in tutto 10 (9 campi permessi (divisi in 3 triplette))1 campo informazione (permette di distinguere la tipologia dell'elemento (file, directory,

etc..)

I dati relativi ai permessi e alla tipologia di file nel sistema Linux sono archiviati in una struttura del filesystem detta: inode

in totale inode archivia informazioni relativi a:

Dimensione del file e la sua locazione fisicaIl proprietario e il gruppo di appartenenzaLe informazioni a carattere temporale sulla creazione, modifica e sull'ultimo accessoIl numero di collegamenti fisiciI permessi di accesso

Ogni file ha un ID che lo associa univocamente al proprio inode. Quando un programma cerca di accedere ad un file tramite un nome (pippo.txt) Linux cerca l'inode corrispondente e recupera tutte le informazioni per operare sul file.

Su windows i collegamenti sono dei file che contengono sotto forma testuale il path del file di destinazione.

Su linux invece i "link" sono più avanzati nel senso che il comando ad esempio:

ln /nome/file/target /nome/collegamento

crea sul disco un collegamento forte a quel file ("hard link") che fa riferimento direttamente all'inode di quel file. Cancellando /nome/collegamento si cancellerà di conseguenza anche /nome/file/target. Se invece si utilizza la sintassi:

ln -s /nome/file/target /nome/collegamento

si creerà un collegamento simbolico ("symbolic link") che fa riferimento a quel file. Cancellando il collegamento, ossia /nome/collegamento il file/nome/file/target rimarrà intatto, allo stesso modo cancellando /nome/file/target il collegamento /nome/collegamento rimarrà intatto ma non funzionante (come su windows).

Alcune differenze tra Windows e Linux

Esercizio 0:

Aprire due terminali, sul primo digitare il comando whosul secondo digitare il comando ls -l /dev/pts

digitare ora sul primo terminale echo Ciao > /dev/pts/1

Vedremo comparire la stringa sul secondo terminale.Questo perchè il contenuto viene passato tramite device a caratteri (c)(si noti la c che precede i permessi)

Caratteri per la redirezione dell’output:

“>” redirige l’output in un file, se il file non esiste lo crea, se esiste lo svuota e lo riempie con l’output.“>>” redirige l’output in un file, se il file non esiste lo crea, se esiste accoda il nuovo output al contenuto presente (append) invece di svuotare il file.

“2>” redirige lo standard di errore in un file, se il file non esiste lo crea, se esiste lo svuota e lo riempie.“2>>” redirige lo standard di errore in un file, se il file non esiste lo crea, se esiste accoda

“|” redirige lo standard di output al comando successivo

Installare software

I software per linux si presentano come:

Sorgenti (file sorgenti opportunamente archiviati con TAR e zippati)Binari (file .bin o Bundle)Packages (.deb o .rpm)

E' possibile via shell testuale (terminale) scaricare file dalla rete tramite protocollo http o ftp.

Tra gli applicativi del progetto GNU, software wget si occupa del download di file sul path impartito.

I comandi :

tar – permette l'archiviazione/estrazione di file gunzip (in ubuntu anche Unzip) – permette l'estrazione dei dati da un file compresso

(usare la sintassi --help (o -h) o leggere le pagine di manuale (man tar ; man gunzip)

Numerosi software distribuiti in formato sorgente presentano nella maggior parte dei casi un file di testo con le istruzioni necessarie per la configurazione e la compilazione del programma.

Una volta estratto l'archivio è necessario agire nella directory dove sono presenti i file sorgenti.

Leggere il file che spiega la procedura di installazione.

Lanciare lo script:

./configure

Quindi lanciare il comando make (che automatizza la conversione tra codice sorgente e codice oggetto) risolvendo le dipendenze.

make ricerca un file denominato “makefile” (il nome standard è appunto makefile ma può essere chiamato in qualsiasi modo, sarà però necessario specificare il nome file del makefile nella sintassi di make).

make install permette di installare ogni “parte del programma” (file di configurazione... etc) nelle giuste directory.

Per disinstallare software installato a partire dai sorgenti generalmentebasterà posizionarsi nella directory del software compilato e lanciare

make uninstall

Ubuntu in quanto debian-based utilizza il sistema packages detto DEB.

I file presenti “pacchetti deb” sono generalmente presenti nel repository (una sorta di database).

E' possibile verificare l'elenco degli host dei repository all'interno del file di configurazione:

/etc/apt/sources.list

Sarà quindi possibile installare software conoscendo il nome del programma desiderato, utilizzando l'utility apt-get

Per installare un software a partire da un file .deb scaricato invece utilizzare il comando dpkg.

Allo stesso modo funzionano i pacchetti RPM (standard delle distribuzioni Red Hat)

L'utility alien permette la conversione dei pacchetti da RPM a DEB

Synaptic è un front-end grafico per l'installazione di pacchetti deb

Network

Ubuntu riconosce automaticamente la scheda di rete e le connessioni.

Il front-end grafico per la configurazione della connessione di rete è:

nm-connection-editor

Tuttavia sono presenti comandi da terminale per la configurazione e la diagnostica di rete:

ifconfig – (interface configurator) permette di controllare l'interfaccia di rete TCP/IP

esso permette di impostare l'indirizzo ip, netmask etc... di attivare o disattivare la connessione.

Durante il bootstrap il kernel intenta l'attivazione dell'interfaccia di rete via script da shell che utilizzano ifconfig.

ifconfig permette inoltre di modificare l'indirizzo fisico (MAC) di una interfaccia di rete.

Le Tabelle di routing e il firewall sono gestibili tramite i comandi:

ipiptables

Il primo permette di visualizzare/configurare la tabella di routing

iptables consente di configurare netfilter (un modulo kernel che gestisce l'intercettazione e la manipolazione dei pacchetti). Netfilter ha funzionalità di rete avanzate come firewalling ma anche la configurazione di NAT (un sistema di traduzione degli indirizzi ip che consente la condivisione di una connessione internet tra diversi computer)

Netfilter utilizza un sistema di policy (ACL) basato su tabelle/catene tale da permettere di individuare le “regole” da utilizzare per ogni pacchetto.

La versione di ifconfig per interfacce di rete WiFi (802.11x family) è

iwconfig

Nonostante in ubuntu la configurazione di un accesso alla rete wifi è ottenibile tramite GUI; iwconfig permette via terminale di impostare l'access point, essid, canale, chiave di accesso (wep,wpa etc..)

Alcuni comandi comandi di rete:

ping – invia un pacchetto ICMP traceroute – ricava il percorso dei pacchetti ICMP all'interno di una rete

host – utility dnsnslookup – utility dnsdig – utility dnsarp – gestione della ARP cachenetstat – identifica i socket aperti sulla propria macchina e le eventuali connessioni

tcpdump – analisi del traffico tramite intercettazione (sniffing) dei pacchetti

Le condivisioni Microsoft (NetBios/NetBeui) sono gestibili anche dai sistemi unix-like attraverso SAMBA (SMB protocol)

Samba configura share (condivisioni) includendo le subdirectories.Le condivisioni sono accessibili tramite protocollo TCP/IP

Un client Linux può effettuare il mount di una condivisione Samba direttamente nell'albero del filesystem

Ubuntu gestisce in modalità grafica la condivisione delle cartelle (esattamente come in Microsoft Windows)

Il file di configurazione di Samba si trova generalmente sotto

/etc/smb.confoppure/etc/samba/smb.conf