Основы работы в Linux. Установка программных продуктов

Что такое Ubuntu ? Ubuntu - это современная полнофункциональная операционная система, основанная на ядре Linux. В переводе с южноафриканского языка зулу слово Ubuntu примерно означает «человечность».

Ubuntu распространяется и всегда будет распространяться абсолютно бесплатно. Но при этом устанавливая Ubuntu на свой компьютер вы получаете полный набор всех необходимых для работы приложений, а всё недостающее в стандартной поставке вы сможете легко скачать из интернета. И в этом нет никакого подвоха. Вы можете использовать Ubuntu и всё доступное в этой системе ПО безо всяких ограничений абсолютно бесплатно и на совершенно законных основаниях . Мало того, вы даже можете скачать исходный код всех компонент системы и сделать на его основе свой продукт .

Ubuntu поддерживается и спонсируется фирмой Canonical , однако огромный вклад в развитие этой великолепной ОС вносит сообщество - обычные люди, которые стремятся улучшить используемые ими приложения и инструменты. Возможно и вы когда-нибудь захотите помочь сделать Ubuntu лучшей операционной системой и примите участие в работе сообщества.

О ресурсе

Цель этого ресурса - помочь новичкам установить Ubuntu на свой компьютер и освоиться в этой системе. Скажу сразу, все статьи написаны исходя из предположения, что читатель немного разбирается в компьютерах и сможет отличить файл от папки. Хотя никаких специфических знаний вам не потребуется - лишь общая компьютерная грамотность.

Этот ресурс представляет собой руководство для новичков, поэтому если вы ещё не работали в Ubuntu, рекомендую вам прочитать все статьи по порядку. Если же вы уже что-то знаете про Ubuntu и про Linux в общем, возможно что-то покажется вам знакомым. В этом случае можете читать статьи по своему усмотрению, для навигации используйте меню справа. Кстати, если вам неудобно читать руководство в интернете, вы можете загрузить PDF-версию .

В этом руководстве содержится далеко не исчерпывающая информация, оно лишь призвано помочь вам безболезненно войти в мир Ubuntu. По всем возникающим вопросам обращайтесь на официальный русскоязычный форум , там вам всегда помогут, кроме того существует создаваемая сообществом на русском языке, в ней вы можете поискать недостающую информацию.

Небольшая аннотация

Что же вы сможете узнать из этого руководства? Ну во-первых я расскажу, как поставить Ubuntu на ваш компьютер - единственной операционной системой или же рядом с Windows. Далее я немного коснусь пользовательского интерфейса и основных элементов управления системой. А затем постараюсь последовательно рассказать про все необходимые основы использования Ubuntu. Кстати, во многих статьях присутствует достаточно много сносок . В них содержится дополнительная информация или же просто различные комментарии к основному содержимому. Вы вполне можете пропускать их при прочтении. Они не нужны для понимания основного материала руководства, но зачастую полезны в качестве разъяснения некоторых специфических вопросов, которые вполне могут у вас возникнуть.

Скажу сразу - в руководстве практически нет описаний конкретных приложений. Для Ubuntu существует огромное количество программ на любой вкус и цвет. И я бы очень хотел не рекомендовать что-то конкретное, а показать вам, как находить и устанавливать именно то, что лично вам больше нравится и подходит.

В общем и целом цель этого руководства - научить читателя непринуждённо и эффективно использовать все основные инструменты системы. Очень надеюсь, что после его прочтения, вы сможете спокойно работать в Ubuntu и с лёгкостью выполнять все необходимые вам действия.

В руководстве описывается версия Ubuntu с долгосрочной поддержкой - Ubuntu 10.04 LTS «Lucid Lynx» .

Современные версии Ubuntu сильно отличаются от «Lucid Lynx» пользовательским интерфейсом и предустановленными программами, так что для них это руководство практически не актуально.

Для более старых версий также возможны небольшие отличия от описанного в статьях, но общие положения останутся такими же. Однако рекомендую вам всегда использовать именно последнюю версию Ubuntu. В первой статье я как раз расскажу откуда можно получить свою копию дистрибутива

Лучший способ понять, как работает операционная система, - это проследить поэтапно ее загрузку. Именно во время загрузки запускаются все те механизмы, что приводят ОС в движение. Процесс этот сложный, многоступенчатый и порой запутанный. Изучать его интересно, а открытия, которые ты сделаешь при этом, могут сильно тебя удивить.

В целом загрузку среднестатистического дистрибутива Linux можно разделить на пять стадий:

Загрузчик.
Запуск и первичная инициализация ядра.
Обнаружение оборудования, загрузка драйверов и подключение файловых систем.
Запуск системных служб (демонов).
Старт графической или консольной пользовательской сессии.

Мы пройдемся по всем стадиям и узнаем, что происходит во время загрузки типичного дистрибутива Linux, немного отклонившись в сторону BSD, macOS и Android по пути. Во многих случаях это позволит понять, почему процесс загрузки Linux именно такой, какой есть.

1. Загрузчик

Все начинается с загрузчика, которому во время старта машины BIOS передает управление. В старые времена, когда Linux был не так популярен, в качестве загрузчика использовался LILO (Linux Loader) - простой, очень примитивный и не позволяющий менять конфигурацию загрузки на лету. Фактически конфигурационный файл был вшит в сам загрузчик, и его приходилось переустанавливать после каждой смены настроек: обновил ядро, забыл переустановить, и твой ноутбук больше не грузится.

Сегодня загрузкой Linux практически в любом дистрибутиве занимается Grub , изначально разработанный для операционной системы GNU/Hard. Grub гораздо сложнее LILO и фактически сам является полноценной ОС. Он не просто читает конфиг загрузки (обычно это /boot/grub/grub.cfg) прямо с диска, но и позволяет исправить этот конфиг на месте. Grub имеет встроенную командную строку, работает с десятком различных файловых систем и позволяет формировать сложные цепочки загрузки.

Как только пользователь выбирает нужный пункт меню (либо по истечении тайм-аута), Grub находит связанный с этим пунктом меню образ ядра Linux на диске (обычно это файл /boot/vmlinuz), а также закрепленный за ним образ initramfs (о нем чуть позже), загружает их в память и передает управление ядру.

Почему vmlinuz?

Название файла с образом ядра имеет исторические корни. Изначально образ ядра классического UNIX назывался просто unix, но, когда появилась версия ядра для процессоров с защитой памяти, чтобы избежать путаницы, название сменили на vmunix. Буква z вместо x на конце, в свою очередь, означает, что образ сжат с помощью утилиты gzip (алгоритм Deflate, тот же, что в классическом ZIP).

2. Ядро и initramfs

Получив управление, ядро начинает первичную инициализацию: запускается подсистема управления памятью, настраивается обработчик прерываний, инициализируются необходимые для дальнейшей работы ядра структуры данных. Когда эта работа будет закончена, ядро распаковывает архив initramfs (обычно он имеет имя вида /boot/initramfs-linux.img и представляет собой архив cpio, сжатый с помощью gzip) в файловую систему в оперативной памяти (tmpfs), делает ее корневой файловой системой и запускает скрипт /init (в различных дистрибутивах имя может отличаться).

Initramfs включает в себя базовый набор компонентов Linux-дистрибутива: стандартные системные каталоги /bin , /lib , /etc и так далее, простейший командный интерпретатор (обычно ash), набор команд BusyBox, несколько вспомогательных библиотек и набор модулей ядра (драйверов), предназначенных для работы с различными накопителями и файловыми системами.

Смысл существования initramfs в том, чтобы решить проблему курицы и яйца: загрузить драйверы для подключения реальной корневой файловой системы до того, как она будет подключена. Именно это и происходит, когда система запускает скрипт /init . Он определяет установленные в систему накопители, загружает в ядро драйверы для работы с ними, а затем подключает нужный раздел нужного накопителя (о том, какой именно, ядро узнает благодаря переданному при загрузке параметру root) к корню, перекрывая таким образом содержимое initramfs. Затем скрипт запускает /sbin/init , с которого и начинается следующий шаг загрузки ОС.

Продолжение доступно только подписчикам

Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте

Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов.

Блог компании Computer Science Center

Идея вводного курса по работе с Linux возникла у нас с коллегами довольно давно. Я с 2011 года занимаюсь биоинформатикой в Лаборатории алгоритмической биологии СПбАУ РАН ( и мой напарник писал про то, чем мы занимаемся). Сразу нужно сказать, что работа биоинформатика без Linux практически невозможна, поскольку большинство биоинформатических программ созданы именно под эту операционную систему и работают только на ней.

В силу того, что это область на стыке наук, мы постоянно общаемся с биологами. Биологам же сейчас приходится работать с очень большими объемами данных, поэтому умение использовать Linux, оптимальную для подобных задач операционную систему, становится необходимым навыком. На самом деле, речь не только об умении обращаться с Linux, а в целом о компьютерной грамотности: какие существуют правила работы на сервере, как загружать и эффективно хранить файлы с данными, какие программы запускать для их обработки и как это сделать и т.д. - все те вещи, которые как упрощают и ускоряют вашу работу, так и значительно облегчают совместную деятельность с коллегам. Несмотря на то, что разобраться с Linux можно и самостоятельно, почитав умные книжки и сайты, для людей из не технической среды это часто вызывает определенные сложности и многие сдаются на начальных этапах освоения этой ОС (например, на знакомстве с командной строкой).

На основе нашего опыта я и мой коллега Андрей Пржибельский (@andrewprzh) изначально собирались провести несколько занятий для биологов по компьютерной грамотности. А потом эта идея выросла в трехнедельный открытый онлайн-курс (MOOC) Института биоинформатики на русском языке, который позже был сужен до именно введения в Linux, как отправной точки, - поскольку вместить все в три недели оказалось очень и очень трудно. Курс уже начался и оказался достаточно популярен (на данный момент на него записалось более пяти тысяч человек), но первый дедлайн по заданиям - 24 ноября, поэтому еще можно присоединиться без потери баллов или просто изучать курс в свободном режиме (все материалы останутся открытыми).

Про саму подготовку первого в нашей жизни онлайн-курса, если сообществу интересно, мы напишем отдельный пост - это совсем не так просто и быстро, как может показаться на первый взгляд.

Но сначала хотелось бы остановиться на ответах на вопросы, которые нам задавали чаще всего. При подготовке курса мы общались с самыми разными людьми и столкнулись с тем, что многие совсем не понимают, где используется Linux, и не догадывались, что система может быть им полезна. Итак:

Зачем сейчас нужно уметь обращаться с Linux?

Многие не замечают, но Linux уже вокруг нас. Все Android устройства работают на Linux, большинства серверов в Интернете также используют эту операционную систему и есть множество других примеров. Конечно, можно продолжать пользоваться всеми этими вещами и не зная Linux, но освоив основы этой системы, можно лучше понять поведение окружающих вас вещей. Кроме того, при работе с большим объемом данных, Linux просто необходим, ведь большинство сложных вычислений над огромными массивами данных выполняются именно на компьютерах под управлением Linux. И это не случайный выбор: большинство вычислительных задач выполняются на Linux гораздо быстрее, чем на Windows или Mac OS X.

Как Linux связан с освоением других дисциплин?

Огромная доля научного ПО, особенно программ для обработки больших данных (например, в области биоинформатики) разработана специально под Linux. Это значит, что эти приложения просто не могут быть запущены под Windows или Mac OS X. Так что если вы не умеете работать в Linux, то автоматически лишаетесь возможности использовать самые современные научные наработки. Кроме того, изучая Linux, вы лучше понимаете как работает компьютер, ведь вы сможете отдавать ему команды практически напрямую.

Почему для этого нужен отдельный курс?

У Linux очень много возможностей, которые полезно знать и, конечно же, уметь ими воспользоваться в нужный момент. К счастью, современные версии Linux гораздо более дружелюбны к пользователям, чем их собратья еще 5-6 лет назад. Сейчас можно не мучиться часами и даже днями ночами после установки системы, чтобы настроить себе выход в Интернет, печать на принтере, раскладки клавиатуры и так далее. Любой желающий сможет начать использовать Linux так же, как он использовал Windows или Mac OS X уже после минимального знакомства с этой системой, которое будет исчисляться минутами. Однако возможности Linux гораздо шире «повседневного» использования. Рассказать обо всей функциональности Linux просто невозможно даже за трехнедельный курс. Однако мы стараемся научить слушателей использовать большинство базовых возможностей Linux, а самое главное, надеемся, что прошедшие курс смогут успешно продолжить освоение Linux самостоятельно.

Что в Linux интересного?

Для нас Linux похож на очень интересную книгу, которую вы прочитали и с удовольствием рекомендуете своим друзьям и даже чувствуете зависть от того, что у них знакомство с этим произведением еще впереди. Единственная разница в том, что хоть мы и знакомы с Linux уже почти по 10 лет, не можем сказать, что «прочитали» его целиком. В нем постоянно можно найти что-то новое для себя, узнать что многие вещи, которые ты привык делать одним способом, можно сделать совершенно по-другому - гораздо проще и быстрее.

Чем больше знакомишься с Linux, тем он становится интереснее. И от первоначального желания «поскорее бы выключить и перезагрузиться в родную и знакомую Windows (Mac OS X)» вы вскоре переходите в состояние «хм, а тут не так и плохо» и еще немного позже в «как я вообще мог работать в этой Windows?!». А еще изучая Linux вы порою можете почувствовать себя немного хакером или героем фильма про программистов =)

Наш курс состоит из краткого обзора основных возможностей Linux, однако для начинающих пользователей этого должно быть вполне достаточно, чтобы заинтересоваться Linux и немного погрузиться в его философию. Например, большую часть курса мы будем проводить за работой в терминале, так что у новичков должно возникнуть и привыкание и понимание преимуществ такого подхода к управлению компьютером. Для более продвинутых пользователей могут представлять интерес отдельные занятия курса - например, про работу с удаленным сервером или программирование на языке bash. .

Как проверять решение задач на курсе по Linux? Это вообще возможно?

Ответ на этот вопрос был нетривиальным - мы долго думали, как проверять задания (например, что пользователь установил Linux себе на компьютер или отредактировал файл в определенном редакторе) и как придумать интересные задачи, чтобы действительно показать реальную работу с Linux. Для каких-то тем получились довольно любопытные подходы. Например, специально для курса был добавлен новый тип задач на платформе Stepic - подключение к удалённому серверу (и открытие «терминала») прямо в окне браузера - по отзывам первых пользователей, им понравилось. Конечно, в первый раз не обошлось без шероховатостей, но, в целом, всё работает довольно хорошо. Про техническую сторону этого вопроса скоро появится отдельный пост от разработчиков. Пример такого задания (для просмотра вживую можно записаться на курс):

Нужно сказать, что не все пользователи воспринимали задачи с юмором. Например, мы проверяли навык установки программ на Linux на примере программы VLC. Нужно было установить ее в свою систему одним из рассказанных способов, потом открыть справку о программе, найти фамилию первого автора и ввести ее в форму для проверки. Каких только комментариев мы не наслушались про это задание:) А ошибались люди в основном в том, что вводили имя и фамилию, или только имя, или часть фамилии (а она там двойная, через дефис!). В общем, если решитесь проходить курс, то читайте условия задач внимательнее и это сэкономит много времени и нервов! Правда с тем же автором было замечание и по делу, оказалось что в старых версиях VLC он идет аж на 14 месте, так что добавили в проверку еще одного автора, который первый среди «старого» списка (и, кстати, третий в «новом»).

А почему всё-таки Linux так хорош?

Вопрос, конечно, неоднозначный. На мой взгляд одним из ключевых преимуществ Linux перед Windows или Mac OS X является то, что эта операционная система разрабатывается огромным сообществом программистов по всему миру, а не в двух, пусть и очень больших компаниях (Microsoft и Apple). Исходный код этой системы открыт, и каждый может познакомится с внутренним устройством Linux или поучаствовать в его развитии. Разработчики развивают его не только для пользователей-покупателей, но и для самих себя, с чем и связан такой большой прогресс в развитии и многие другие его преимущества. В качестве «бонусов» для обычных пользователей: Linux бесплатный, на Linux практически нет вирусов (а сами разработчики вирусов зачастую сидят под Linux!), существую огромное число версий этой системы и каждый может выбрать понравившуюся именно ему!

И напоследок хотелось бы рассказать о своем первом знакомстве с Linux именно в рабочем процессе (до этого был еще отдельный курс по учебе, но из него я не очень много вынес, к сожалению). Этот случай меня так впечатлил, что помню его до сих пор. Когда я работал на кафедре в Политехе на 3-ем курсе мне понадобилось запускать одну программу для обработки данных. Программа была написана на С++, а работали мы тогда в Windows XP. Запусков нужно было сделать много, были они довольно однотипные и занимали обычно пару минут. За это время ничего другого сделать на компьютере было нельзя - он полностью «подвисал», так что можно было поболтать с другими сотрудниками или просто прогуляться по кабинету. Примерно через пару недель таких запусков, мой научный руководитель посоветовал попробовать мне сделать всё тоже самое, но не в Windows, а в Linux. Я тогда подумал «ну какая разница», но так руководителя уважал, то программу перекомпилировал и его совет исполнил. Какового же было моё удивление, когда я запустил ту же самую программу на тех же самых данных и получил результат (естественно, точно такой же) за несколько секунд! Я даже со стула встать не успел, не то что прогуляться…