Обзор операционной системы UNIX

Операционная система UNIX представляет собой интерактивную систему, используемую для одновременной поддержки нескольких процессов и нескольких пользователей. В ОС UNIX есть достаточное количество средств, позволяющих программистам и совместно работать, и управлять использованием общей информации.

ОС UNIX предназначена для опытных программистов. Это мощная и гибкая система. Она характеризуется небольшим количествов базовых элементов, которые можно комбинировать бесконечным числом способов, чтобы приспособить их для конкретного приложения. Одно из основных правил системы UNIX заключается в том, что каждая программа должна выполнять всего одну функцию, но делать это хорошо. В системе устранена бесполезная избыточность. Например, зачем писать сору, когда достаточно ср?

Операционную систему UNIX можно рассматривать в виде пирамиды (рис.3.6). У основания пирамиды располагается аппаратное обеспечение, состоящее из ЦП, памяти, дисков, терминалов и других устройств. На аппаратном обеспечении работает система UNIX. Ее функция заключается в управлении аппаратным обеспечением и предоставлении всем программам системных вызовов. Эти системные вызовы позволяют программам создавать процессы, файлы и прочие ресурсы и управлять ими.

Рис. 3.6. Уровни операционной системы UNIX

Программы обращаются к системным вызовам, помещая аргументы в регистры ЦП и выполняя команды прерывания для переключения из пользовательского режима в режим ядра и передачи управления операционной системе UNIX.

Помимо ОС и библиотеки системных вызовов, все версии UNIX содержат большое количество стандартных программ, некоторые из них описываются стандартом POSIX 1003.2, тогда как другие могут различаться в разных версиях системы. К этим программам относятся командный процессор (оболочка), компиляторы, редакторы, программы обработки текста и утилиты для работы с файлами. Именно эти программы и запускаются пользователем с терминала.

Таким образом, существует 3 интерфейса в ОС UNIX: интерфейс системных вызовов, интерфейс библиотечных функций и интерфейс, образованный набором стандартных обслуживающих программ. Последний интерфейс большинство пользователей считает системой UNIX. В действительности он не имеет практически никакого отношения к самой системе и легко может быть заменен. В некоторых версиях системы, например, этот ориентированный на ввод с клавиатуры интерфейс пользователя был заменен графическим интерфейсом, ориентированным на использование мыши, для чего не потребовалось никаких изменений в самой системе. Именно эта гибкость сделала систему UNIX столь популярной и позволила ей пережить многочисленные изменения техгологии, лежащей в ее основе.

У многих версийсистемы UNIX имеется графический интерфейс пользователя, сходный с популярными интерфейсами, применяемыми на компьютерах Macintosh и в системе Windows. Однако многие программисты предпочитают интерфейс командной строки, называемый оболочкой. (shell). Он значительно быстрее в использовании, существенно мощнее проще расширяется и не раздражает пользователя необходимостью постоянно хвататься за мышь. Когда оболочка запускается, она инициализируется, а затем выводит на экран символ приглашения к вводу (обычно это знак доллара или процента) и ждет, когда пользователь введет командную строку.

Пользовательский интерфейс UNIX состоит не только из оболочки, но также из большого числа стандартных обслуживающих программ, называемых утилитами. Эти программы можно разделить на шесть категорий:

1. Команды управления файлами и каталогами.

2. Фильтры.

3. Средства разработки программ, такие как текстовые редакторы и компиляторы.

4. Текстовые процессоры.

5. Системное администрирование.

6. Разное.

Стандарт POSIX 1003.2 определяет синтаксис и семантику менее 100 из этих программ, в основном относящихся к первым трем категориям. Идея стандартизации этих программ заключается в том, чтобы можно было писать оболочки, которые работали бы на всех системах UNIX. Помимо этих стандартных утилит, существует еще масса прикладных программ, таких как web-браузеры, программы просмотра изображений и т. д.

Этот краткий обзор ОС UNIX завершим рассмотрением основных концепций, поддерживаемых системой, а именно процессов. Эти сведения важны, так как системные вызовы — интерфейс самой операционной системы — управляют ими. Например, существуют системные вызовы для создания процессов, доступа к памяти, открытия файлов и ввода-вывода.

Единственными активными сущностями в системе UNIX являются процессы. Процессы UNIX очень похожи на последовательные классические процессы, которые были рассмотрены в начале этой главы. Каждый процесс запускает одну программу и изначально получает один поток управления. Другими словами, у процесса есть один счетчик команд, указывающий на следующую исполняемую команду процессора. Большинство версий UNIX позволяют процессу после того, как он запущен, создавать дополнительные потоки.

UNIX представляет собой многозадачную систему, так что несколько независимых процессов могут работать одновременно. У каждого пользователя может быть одновременно несколько активных процессов, так что в большой системе могут одновременно работать сотни и даже тысячи процессов. На большинстве однопользовательских рабочих станций работают десятки фоновых процессов, называемых демонами. Они запускаются автоматически при загрузке системы.

Файловая система в UNIX – иерархическая, с файлами и каталогами. Все диски монтируются в единое дерево каталогов, начинающееся в одном корне. Отдельные файлы могут быть связаны с любым каталогом дерева. Чтобы пользоваться файлом, его нужно сначала открыть. При этом процессу, открывающему файл, возвращается дескриптор файла, который используется затем при чтении этого файла и записи в файл (каждый вызов, создающий объект, возвращает вызывающему процессу результат, называемый дескриптором). Внутри файловая система использует три основные таблицы: таблицу дескрипторов файлов, таблицу дескрипторов открытых файлов и таблицу i-узлов. При этом таблица i-узлов является наиболее важной. В ней содержится информация, необходимая для управления файлом и позволяющая найти его блоки.

Дата добавления: 2014-01-04