Введение в Unix
Основы операционной системы UNIX
Этот краткий (предположительно, 16 часов, из которых 6 - практические занятия) вводный курс предназначен для ознакомления с архитектурой, особенностями и основными средствами ОС UNIX. При успешном освоении, курс позволит свободно и продуктивно работать в ОС UNIX в качестве пользователя и продолжить изучение администрирования или программирования этой операционной системы.Изложение ведется, в основном, без привязки к особенностям какой-либо версии UNIX, но при необходимости конкретизации, она делается для систем SVR4, в частности, ОС Solaris 8.
В последней версии (1.2, 11 марта 2004 года) обновлена хронология основных событий в истории ОС UNIX.
Современные версии ОС UNIX
Версии Vn разрабатывались группой Computer Research Group (CRG) в Bell Labs. Поддержкой занималась другая группа, Unix System Group (USG). Разработкой также занималась группа Programmer's WorkBench (PWB), привнесшая систему управления исходным кодом sccs, именованные каналы и ряд других идей. В 1983 году эти группы были объединены в одну, Unix System Development Lab.
Справочные руководства по командам
Создание простых конвейеров. Запуск процесса в приоритетном и фоновом режиме. Динамическое формирование командной строки. Использование цикла for в командном интерпретаторе. Проверка условий в командном интерпретаторе. Создание цикла по счетчику в командном интерпретаторе.
Введение в Unix
Ядро - управление основными ресурсами (процессор, оперативная память) и периферийными устройствами обмена и хранения данных (магнитные диски, магнитные ленты, принтеры, терминалы, линии связи и т.д.).
Файловая система (ФС) организует структуры данных на устройствах хранения.
Shell - командный интерпретатор: слушает ваш терминал и транслирует вашу команду в запрос к ядру и ФС.
Главные части UNIX
Мультизадачность: несколько задач, или процессов; в частности, возможны процессы "заднего плана" (back ground); от них не надо ждать ответа, чтобы продолжать что-нибудь делать (на их фоне). Многопользовательская система - это следствие предыдущего свойства
Литература
Операционная система QNX 4.Архитектура системы
Основным назначением любой операционной системы (ОС) является управление ресурсами компьютера. Все процессы в системе: планирование выполнения прикладных программ, запись файлов на диск, пересылка данных по сети и т.д., - должны выполняться как можно более единообразно и бесконфликтно.Некоторые прикладные системы могут предъявлять повышенные требования к управлению ресурсами и планированию процессов. Например, работа приложений реального времени зависит от того, как операционная система управляет большим количеством событий, возникающих за конечные интервалы времени. Чем больше функций берет на себя ОС, тем более свободно "чувствуют" себя эти приложения при возникновении конфликтных ситуаций.
Для приложений, работающих в режиме реального времени, QNX является идеальной операционной системой. Она удовлетворяет всем основным требованиям, предъявляемым к системам реального времени: в ней реализован многозадачный режим, приоритетно-управляемое планирование и быстрое переключение контекста.
Архитектура ядра системы QNX
Unix - статьи
Демонами в мире Unix традиционно называются процессы, которые не взаимодействуют с пользователем напрямую. У процесса-демона нет управляющего терминала и нет, соответственно, пользовательского интерфейса. Для управления демонами приходится использовать другие программы. Само название «демоны» возникло благодаря тому, что многие процессы этого типа большую часть времени проводят в ожидании какого-то события. Когда это событие наступает, демон активизируется (выпрыгивает, как чертик из табакерки), выполняет свою работу и снова засыпает в ожидании события. Следует отметить, что многие демоны, такие как, например, Web-сервер или сервер баз данных, могут отбирать на себя практически все процессорное время и другие ресурсы системы. Такие демоны гораздо больше работают, чем спят.Демоны
Область применения демонов – создание таких приложений, которые могут, и должны, выполняться без участия пользователя. Обычно это разного рода серверы. Тем не менее, демоны задействуют многие важные элементы системы и понимание принципов работы демонов способствует пониманию принципов работы Unix/Linux в целом (помимо прочего, добрый демон поможет нам изучить некоторые особенности применения сигналов, с которыми мы ранее не сталкивались).
Linux API – Введение в межпроцессное взаимодействие
Наличие в Unix-системах простых и эффективных средств взаимодействия между процессами оказало программирование в Unix не менее важное влияние, чем представление объектов системы в виде файлов. Благодаря межпроцессному взаимодействию (Inter-Process Communication, IPC) разработчик (и пользователь) может разбить решение сложной задачи на несколько простых операций, каждая из которых доверяется отдельной небольшой программе.
Неименованные каналы
Linux API – работаем с файловой системой
Управление хранением данных на диске – одна из самых важных задач любой ОС, настолько важных, что система DOS так и называлась – дисковая операционная система. Вероятно, читатель этой статьи, желающий стать Linux- программистом, уже знает, как устроена файловая система Linux с точки зрения пользователя. Мы рассмотрим эту систему с точки зрения программиста. Один из основополагающих принципов Unix/Linux – everything is a file – в вольном переводе означает: «файлы - наше все».
Процессы и потоки
Понятие процесса играет ключевую роль в современных ОС. Существует много определений процессов, я воспользуюсь простым определением, данным в [] – процесс, это выполняющийся экземпляр программы. Хотя это определение, в общем, «работает», оно не совсем подходит к многопоточным программам Linux, о которых мы поговорим в следующей статье. Важный аспект процессов с точки зрения ОС – неделимость процесса относительно выделения ресурсов.
Сигналы
Главное отличие сигналов от других средств взаимодействия между процессами заключается в том, что их обработка программой обычно происходит сразу же после поступления сигнала (или не происходит вообще), независимо от того, что программа делает в данный момент. Сигнал прерывает нормальный порядок выполнения инструкций в программе и передает управление специальной функции – обработчику сигнала.
Сокеты
В конкурсе на лучшую компьютерную идею всех времен и народов сокеты, без сомнения, могли бы рассчитывать на призовое место. Как и другие средства межпроцессного взаимодействия, рассмотренные в этой серии статей, сокеты впервые были реализованы именно на платформе Unix (4.2BSD), однако, концепция сокетов, как универсального средства обмена данными между процессами, оказалась настолько удачна, что все современные системы поддерживают, по крайней мере, некоторое подмножество сокетов.
Объекты SVID IPC
Интерфейсы трех механизмов SVID IPC подобны. Для того, чтобы разные процессы могли получить доступ к одному объекту системы, они должны «договориться» об идентификации этого объекта. Роль идентификатора для всех объектов System V IPC выполняет ключ - уникальное число-идентификатор объекта. Для того, чтобы использовать один и тот же объект, программы должны использовать один и тот же ключ.
Потоки
Многопоточность является естественным продолжением многозадачности, точно также как виртуальные машины, позволяющие запускать несколько ОС на одном компьютере, представляют собой логическое развитие концепции разделения ресурсов. В рамках неформального, но простого, определения, поток - это выполнение последовательности машинных инструкций. В многопоточном приложении одновременно работает несколько потоков.
Средства синхронизации потоков
Изучая взаимодействие между процессами, мы много внимания уделили средствам синхронизации процессов. У потоков тоже есть свои специальные средства синхронизации. Вернемся к первому примеру из предыдущей статьи, - программе threads. Напомню, что в том примере мы создавали два потока, используя одну и ту же функцию потока. В процессе создания каждого потока этой функции передавалось целочисленное значение (номер потока).
