Основные понятия системыUnix

Одним из достоинств ОС UNIXявляется то, что система базируется на небольшом числе понятий; рассмотрим их вкратце. Необходимо заметить, что настоя­щий учебник не претендует на полноценное изложение основ работы в системеUNIXи детальное описание её архитектуры. На эту тему имеется достаточное количество специальной литературы, например отличная монография А. М. Робачевского [70]. Тем не менее, исходя из учебного плана и нашего опыта препо­давания системного программного обеспечения, мы считаем полезным изложить здесь минимальный набор основных понятий, который часто помогает студен­там погрузиться в мирUNIX, отличающийся от привычного всем окруженияWindows.

Виртуальная машина

Система UNIX– многопользовательская. Каждому пользователю после регист­рации (входа в систему) предоставляется виртуальный компьютер, в котором есть все необходимые ресурсы: процессор (процессорное время выделяется на основе «карусельной» диспетчеризации (RR–roundrobin) и с использованием динамических приоритетов с тем, чтобы обеспечить равенство в обслуживании), память, устройства, файлы. Текущее состояние такого виртуального компьюте­ра, предоставляемого пользователю, называется образом. Можно сказать, что процесс – это выполнение образа. Образ состоит из:

 образа памяти;

 значений общих регистров процессора;

 состояния открытых файлов;

 текущего директория (каталога файлов) и другой информации.

Образ процесса во время его выполнения размещается в основной памяти. В ста­рых версиях системы UNIXобраз мог быть выгружен (откачан) на диск, если ка­кому-либо более приоритетному процессу потребуется место в основной памяти. В современных реализациях, поддерживающих, как правило, страничный механизм виртуальной памяти, прежде всего выгружаются неиспользуемые страницы.

Образ памяти делится на три логических сегмента:

 сегмент реентерабельных процедур (начинается с нулевого адреса в виртуальном адресном пространстве процесса);

 сегмент данных (располагается следом за сегментом процедур и может расти в сторону больших адресов);

 сегмент стека (начинается со старшего адреса и растет в сторону младших ад­ресов по мере занесения в него информации при вызовах подпрограмм и при прерываниях).

Пользователь

Мы уже отмечали, что с самого начала ОС UNIXзамышлялась как интерактив­ная многопользовательская система. Другими словами,UNIXпредназначен для мультитерминальной работы. Чтобы начать работать, человек должен «войти» в систему, введя со свободного терминала свое учётное имя (accountname) и, возможно, пароль (password). Человек, зарегистрированный в учётных файлах системы и, следовательно, имеющий учётную запись (account), называется зарегистрированным пользователем системы. Регистрацию новых пользователей обычно выполняет администратор системы. Пользователь не может изменить своё учётное имя, но может установить и/или изменить свой пароль. Пароли хранятся в отдельном файле в закодированном виде.

Все пользователи ОС UNIXявно или неявно работают с файлами. Файловая система ОСUNIXимеет древовидную структуру [70]. Промежуточными узлами дерева являются каталоги со ссылками на другие каталоги или файлы, а листья дерева соответствуют файлам или пустым каталогам. Каждому зарегистрирован­ному пользователю соответствует некоторый каталог файловой системы, который называется «домашним» (home) каталогом пользователя. При входе в систему пользователь получает неограниченный доступ к своему домашнему каталогу и всем каталогам и файлам, содержащимся в нём. Пользователь может создавать, удалять и модифицировать каталоги и файлы, содержащиеся в домашнем ката­логе. Потенциально возможен доступ и ко всем другим файлам, однако он может быть ограничен, если пользователь не имеет достаточных привилегий.