5 Операційна система unix....................................................................................57
5.1 Загальна характеристика ОС сімейства UNIX..............................................57
5.2 Архітектура операційної системи UNIX.......................................................58
5.3 Функціонування ОС UNIX.............................................................................59
5.3.1 Ядро системи.........................................................................................59
5.3.2 Файлова підсистема..............................................................................59
5.3.3 Підсистема керування процесами і пам’яттю....................................60
5.3.4 Підсистема введення/виведення..........................................................61
5.3.5 Користувачі ОС UNIX..........................................................................61
5.4 Поняття процесу в ОС UNIX..........................................................................63
5.4.1 Компоненти процесу.............................................................................64
5.4.2 Ідентифікатор процесу..........................................................................64
5.4.2.1 Ідентифікатор батьківського процесу.....................................64
5.4.2.2 Ідентифікатор користувача та групи.......................................65
5.4.3 Стани процесу в UNIX...........................................................................65
5.4.4 Керування процесами.............................................................................66
5.5 Права доступу ОС UNIX..................................................................................67
5.5.1 Поняття прав доступу користувача......................................................67
5.5.2 Основні біти доступу.............................................................................70
5.5.3 Додаткові біти доступу..........................................................................72
5.5.4 Сполучення бітів доступу.....................................................................73
5.6 Мережні можливості ОС UNIX......................................................................75
Список рекомендованої літератури........................................................................77
1 Операційні системи та середовища
Основні означення та терміни
Програмним продуктом називається будь-яка поширювана програма.
Системне програмне забезпечення (СПЗ) – System Software – це програми та комплекси програм, які є спільними для всіх, хто використовує технічні засоби комп’ютера. Вони застосовуються для автоматизації розробки нових програм, а також для організації виконання вже існуючих програм [1].
Системне програмне забезпечення умовно може бути поділене на такі групи:
Операційні системи;
Системи керування файлами;
Інтерфейсні оболонки для організації взаємодії користувача з операційною системою та програмні середовища;
Системи програмування;
Утиліти.
Під операційною системою (ОС) розуміють комплекс керівних та опрацьовувальних програм, який є інтерфейсом поміж апаратною платформою комп‘ютера (Hard Ware) та користувачем з його завданнями, а також призначений для найбільш ефективного використання ресурсів обчислювальної системи та організації надійних обчислень.
На рис. 1.1 зображено узагальнену структуру програмного забезпечення обчислювальної системи, у тому числі персонального комп’ютера. Жодний з компонентів програмного забезпечення, окрім ОС, не має безпосереднього доступу до апаратної платформи. Користувачі взаємодіють зі своїми програмами через інтерфейс ОС, будь-які їхні команди, перш ніж надійти до додатка, проходять через ОС.
Основні функції, виконувані ОС, є такі:
приймання від користувача або оператора системи завдань та їх опрацьовування;
приймання та виконання програмних запитів на запуск, припинення та зупин інших програм;
завантаження до оперативної пам’яті програм, які треба виконати;
ініціація програм (передавання їм керування, внаслідок чого процесор виконує програму);
ідентифікація усіх програм та даних;
забезпечення роботи систем управління файлами (СУФ) та систем управління базами даних (СУБД);
забезпечення режиму багатозадачності, тобто виконання однієї або більш програм на одному процесорі, що складає враження їх одночасного виконання;
забезпечення функцій з організації та керуванню усіма операціями вводу/виводу;
розподіл пам’яті та організація віртуальної пам‘яті;
планування та диспетчеризування завдань згідно із заданими стратегією та дисциплінами обслуговування;
організація механізмів обміну повідомленнями та даними поміж виконуваними програмами;
захист однієї програми від втручання іншої, забезпечення зберігання даних;
надання послуг у разі збою системи;
забезпечення роботи систем програмування, за допомогою яких користувачі лаштують свої програми, тощо.
Рисунок 1.1 – Узагальнена структурна схема програмного забезпечення обчислювальної системи
Системи управління файлами призначені для організації зручного доступу до даних, організованих як файли. Завдяки СУФ, замість доступу до даних на низькому рівні із зазначенням конкретних фізичних адрес потрібного запису, використовується логічний доступ із зазначенням імені файла та запису в ньому. Сучасні ОС мають хоча б одну систему управління файлами, а частіше їх кілька, й ОС може працювати з ними одночасно. Додаткові файлові системи можна встановлювати або монтувати, в тому числі й ті, що перебувають у мережі на інших комп‘ютерах. Будь-яка файлова система розроблена для конкретної ОС, а інші можуть бути встановлюваними.
Інтерфейсні оболонки поширюють можливості користувача з керування ОС. Окрім того, можна встановлювати додаткові інтерфейсні оболонки, які можуть, наприклад, змінювати вбудовані в систему можливості. Наприклад, різні варіанти графічного інтерфейсу X Windows в системах UNIX: K Desktop Environment для LINUX, різні варіанти інтерфейсів ОС Windows, які можуть замінювати Explorer. В усіх цих варіантах замінюється лише інтерфейсна оболонка, а операційне середовище є незмінним; вона інтегрована в ОС і визначається програмними інтерфейсами, тобто АРІ (Application Program Interface). Інтерфейс прикладного програмування вміщує керування процесами, пам‘яттю та введенням/виведенням.
Деякі ОС можуть виконувати програми, створені для інших ОС. Приміром, усі UNIX-подібні системи підтримують стандарт POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments) – переносимий інтерфейс операційної системи для обчислювального середовища, незалежний від апаратної платформи.
До цього класу системного програмного забезпечення можна віднести емулятори, які дозволяють моделювати в одній ОС якусь іншу обчислювальну машину або ОС. Наприклад, є система емуляції WH WARE, яка дозволяє запустити в середовищі LINUX ОС Windows.
Термін операційне середовище означає відповідний інтерфейс, необхідний програмам для звернення до ОС з метою отримання певної послуги (сервісу) – виконати операцію введенням/виведення, дістати або звільнити пам‘ять тощо.
Система програмування вміщує такі компоненти, як транслятор з мови високого рівня або асемблера, бібліотеки програм, компонувальники, налагоджувачі. Системи програмування тісно пов‘язані з ОС і можуть працювати лише у складі тієї ОС, для якої вони створені, але дозволяють розробляти програмне забезпечення й для інших ОС.
Деякі ОС, так звані крос-системи, дозволяють створювати програмне забезпечення, яке потім буде встановлюватись на апаратній платформі інших мікропроцесорів та мікроконтролерів. Зокрема, для персональних комп‘ютерів на базі мікропроцесорів фірми Intel I80x86 існує велика кількість крос-систем.
Утиліти – це спеціальні системні програми, які обслуговують і саму ОС, і підготовлюють для роботи носії даних, виконують перекодовування даних, дефрагментацію дисків тощо. Утиліти також можуть працювати лише у тому операційному середовищі, для якого вони були створені.