Операционная система unix

Данное учебное пособие представляет собой информационно-аналитические материалы Центра Информационных Технологий Автор: С. Д. Кузнецов

1. Основание и история

• Проект операционной системы Multics: неудача с положительными последствиями

• Возникновение и первая редакция ОС UNIX

• Исследовательский UNIX

• Первый перенос ОС UNIX

• Седьмая редакция

• Возникновение группы университета г. Беркли (BSD)

• UNIX System III и первые коммерческие версии системы

• AT&T System V Release 2 и Release 3

2. Основные понятия ОС UNIX и базовые системные вызовы

• Основные понятия

• Пользователь

• Интерфейс пользователя

• Привилегированный пользователь

• Программы

• Команды

• Процессы

• Перенаправление ввода/вывода

• Ядро ОС UNIX

• Общая организация традиционного ядра ОС UNIX

• Основные функции

• Принципы взаимодействия с ядром

• Принципы обработки прерываний

• Файловая система

• Структура файловой системы

• Монтируемые файловые системы

• Интерфейс с файловой системой

• Разновидности файлов

• Обычные файлы

• Файлы-каталоги

• Специальные файлы

• Связывание файлов с разными именами

• Именованные программные каналы

• Файлы, отображаемые в виртуальную память

• Синхронизация при параллельном доступе к файлам

• Принципы защиты

• Идентификаторы пользователя и группы пользователей

• Защита файлов

• Управление устройствами

• Устройство как специальный файл

• Драйверы устройств

• Внешний и внутренний интерфейсы устройств

• Базовые механизмы сетевых взаимодействий

• Потоки (Streams)

• Стек протоколов TCP/IP

• Программные гнезда (Sockets)

• Вызовы удаленных процедур (RPC)

• Распределенные файловые системы

• Сетевая файловая система (NFS)

• Совместное использование удаленных файлов (RFS)

3. Основные функции и компоненты ядра ос unix

• Управление памятью

• Виртуальная память

• Аппаратно-независимый уровень управления памятью

• Страничное замещение основной памяти и swapping

• Управление процессами и нитями

• Пользовательская и ядерная составляющие процессов

• Принципы организации многопользовательского режима

• Традиционный механизм управления процессами на уровне пользователя

• Понятие нити (threads)

• Подходы к организации нитей и управлению ими в разных вариантах ОС UNIX

• Управление вводом/выводом

• Принципы системной буферизации ввода/вывода

• Системные вызовы для управления вводом/выводом

• Блочные драйверы

• Символьные драйверы

• Потоковые драйверы

• Взаимодействие процессов

• Разделяемая память

• Семафоры

• Очереди сообщений

• Программные каналы

• Программные гнезда (sockets)

• Потоки (streams)

4. Мобильное программирование в среде ОС UNIX

• Стандартные библиотеки

• Библиотека системных вызовов

• Библиотека ввода/вывода

• Дополнительные библиотеки

• Файлы заголовков

• Мобильность на уровне исходных текстов

• Особенности мобильного программирования на языке Си

• Обеспечение независимости от особенностей версии ОС UNIX

• Бинарная совместимость

• Возможности достижения бинарной совместимости

• Преимущества и ограничения

5. Традиционные средства интерактивного интерфейса пользователей

• Командные языки и командные интерпретаторы

• Общая характеристика командных языков

• Базовые возможности семейства командных интерпретаторов

• Bourne-shell

• C-shell

• Korn-shell

• Команды и утилиты

• Организация команды в ОС UNIX

• Перенаправление ввода/вывода и организация конвейера

• Встроенные, библиотечные и пользовательские команды

• Программирование на командном языке

Основные понятия

Одним из достоинств ОС UNIX является то, что система базируется на небольшом числе интуитивно ясных понятий. Однако, несмотря на простоту этих понятий, к ним нужно привыкнуть. Без этого невозможно понять существо ОС UNIX.

Пользователь

С самого начала ОС UNIX замышлялась как интерактивная система. Другими словами, UNIX предназначен для терминальной работы. Чтобы начать работать, человек должен "войти" в систему, введя со свободного терминала свое учетное имя (account name) и, возможно, пароль (password). Человек, зарегистрированный в учетных файлах системы, и, следовательно, имеющий учетное имя, называется зарегистрированным пользователем системы. Регистрацию новых пользователей обычно выполняет администратор системы. Пользователь не может изменить свое учетное имя, но может установить и/или изменить свой пароль. Пароли хранятся в отдельном файле в закодированном виде. Не забывайте свой пароль, снова узнать его не поможет даже администратор!

Все пользователи ОС UNIX явно или неявно работают с файлами. Файловая система ОС UNIX имеет древовидную структуру. 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 нем. 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.