Презентация на тему Особенности операционных систем семейства UNIX

в конце 60-х годов, как операционная система для мини-ЭВМ

PDP-7. Активное участие в разработке приняли Кеннет Томсон и Деннис Ритчи.
Особенностями ОС UNIX стали: многопользовательский режим, новая архитектура файловой системы и др.
В 1973 году большая часть ядра ОС была переписана на новом языке C.
С 1974 года ОС UNIX распространяется в университетах США в исходных кодах.

университетах начали появляться различные версии ОС.
Для упорядочивания фирма AT&T

в 1982 объединила несколько версий в одну назвала вариант ОС – System III. В 1983 году была выпущена коммерческая версия – System V. В 1993 году AT&T продала свои права на UNIX фирме Novell, которая далее консорциуму X/Open и Santa Cruz Operation (SCO).
Другая линия ОС UNIX – BSD разрабатывается в Калифорнийском университете (Беркли). Существуют бесплатные версии FreeBSD, OpenBSD.
К семейству OSF/1 – Open Software Foundation – относятся ОС консорциума IBM, DEC и Hewlett Packard. К числу ОС данного семейства относятся – HP-UX, AIX, Digital UNIX.

версий UNIX.
FreeBSD, NetBSD, OpenBSD – варианты, разрабатываемые на основе

ОС BSD.
Наиболее популярное семейство бесплатных UNIX-систем – это системы семейства Linux. Первый вариант Linux был разработан Линусом Торвальдсом в 1991 г. В настоящее время существует несколько вариантов Linux: Red Hat, Mandrake, Slackware, SuSE, Debian.

черт:
Мультипрограммная обработка в режиме разделения времени, основанная на вытесняющей

многозадачности;
Поддержка многопользовательского режима;
Использование механизмов виртуальной памяти и свопинга;
Иерархическая файловая система;
Унификация операций ввода/вывода на основе расширенного использования понятия файл;
Переносимость системы;
Наличие сетевых средств взаимодействия.

реализация многозадачности;
Открытость;
Наличие и строгое соблюдение стандартов;
Единая файловая система;
Мощный командный

язык;
Наличие значительного числа программных продуктов;
Реализация стека протокола TCP/IP;
Возможность работы в роли сервера или рабочей станции.

других компьютеров в сети и предоставляющий собственные ресурсы для

хранения, обработки и передачи данных. Сервер под управлением UNIX может выполнять следующие роли:
Файловый сервер;
Web-сервер;
Почтовый сервер;
Сервер дистанционной регистрации (аутентификации);
Вспомогательные серверы Web-служб (DNS, DHCP);
Сервер доступа к сетям Интернет.

в режиме сервера, как правило, используется режим удаленного доступа

с помощью некоторой терминальной программы.
Сеанс работы начинается с ввода регистрационного имени и пароля доступа.

управления сервером ограничиваются командным режимом работы. В этом случае,

для управления используется ввод специальных команд в командную строку в специальном формате. Командная строка имеет специальное приглашение, например:
-bash-2.05b$
Общий вид команды:
-bash-2.05b$ команда [опции] [параметры]
Например, вызов справки по ОС имеет вид:
-bash-2.05b$ man [ключи] [тема]
Для вызова справки по использованию команды man введите
-bash-2.05b$ man man

слово в командной строке является именем команды;
Остальные слова –

аргументы.
Среди аргументов выделяются ключи (опции) – предопределенные для каждой команды слова (символы), начинающиеся с одной (краткий формат) или пары дефисов (длинный формат). Например:
-bash-2.05b$ tar –c –f arch.tar *.c
-bash-2.05b$ tar - -create - -file=arch.tar *.c
При задании опций они могут объединятся. Например следующие команды равноправны:
-bash-2.05b$ ls –a –l
-bash-2.05b$ ls –l –a
-bash-2.05b$ ls –al
Другие аргументы указывают на объекты, над которыми выполняются операции.

параметров в программы, кроме использования ключей командной оболочки, –

использование переменных окружения. Для задания переменной окружения используется команда set. Формат команды:
-bash-2.05b$ set имя_переменной=значение
Удаление переменной окружения выполняется командой unset.
Для обращения к значению переменной используется обозначение $имя_переменной, например команда:
-bash-2.05b$ echo $PATH
- выведет значение переменной PATH.

переменных окружения определены в командных оболочках. Примеры таких переменных

в bash:
0 – имя оболочки или исполняющегося командного файла
# - число аргументов
номер – аргумент командной строки с соответствующим номером
? – код завершения предыдущем команды
PS1 – формат приглашения командной строки
PATH – содержит перечень каталогов, в которых выполняется поиск исполняемых файлов
HOME – содержит полное имя домашнего каталога
PWD – содержит полное имя текущего каталога
USER – содержит имя пользователя

использовать некоторые специальные символы:
; - используется для задания списка

команд, обрабатываемых последовательно
| - используется для задания конвейера, используется для перенаправления стандартного вывода первой команды, на стандартный ввод второй
> - используется для перенаправления стандартного вывода программы в указанный файл
< - используется для перенаправления стандартного ввода

внешнем носителе данных, используемая для хранения некоторой информации. В

UNIX файл имеет более общее толкование. Файл – источник данных, которые могут быть считаны, или объект, куда могут быть записаны данные. В качестве файлов могут выступать, например, клавиатура или принтер, подключенный к параллельному порту.
Для упорядочивания операций с файлами используется понятие каталога – структуры, объединяющей группу файлов и других каталогов.
Файловая система – иерархическая структура, описывающая схему подчинения файлов и каталогов, размещаемых на носителе.

FFS (Fast File System), по-другому – UFS. Свойства файловой

системы:
управление владельцем файла;
управление правами доступа;
использование специальных флагов (например, указание типа файла – каталог, ссылка и т.п.);
управление характеристиками файлов (имена файлов, временные отметки и т.п.).

секторов в начале раздела. Хранит название раздела и программный

код, при старте запускающий ядро ОС в память компьютера.
Суперблок – содержит общую информацию о файловой системе как совокупности файлов на данном разделе жесткого диска (размер радела UNIX, число свободных и занятых блоков и индексных дескрипторов флаг целостности файловой системы).
Таблица индексных дескрипторов хранит дескрипторы файлов. Дескриптор содержит сведения о файле, размещении файла диске, права доступа к файлу, UID владельца файла, GID группы файла, временные метки файла.
Файлы и каталоги. Каталоги образуют древовидную структуру.

файлов:
обычный файл – используются для хранения информации;
каталог – содержит

имена файлов, относящихся к данному каталогу;
специальный файл устройства – обеспечивает доступ к некоторому устройству;
именованный канал – используется для обмена данными между процессами;
ссылка – для создания связи между данными, хранящимися в разных файлах;
сокет – для организации обмена данных между процессами, существует только пока на него ссылается хотя бы один процесс.

обеспечивается монтированием раздела в общую файловую систему.
Монтирование обозначается определением

файла устройства и точкой монтирования.
При старте системы программа mount запускается стартовым скриптом и автоматически монтирует системы указанные в файле /etc/fstab.
Команда монтирования раздела:
mount файл_устройства точка_монтирования

атрибуты, определяющие права доступа – биты доступа. Класс доступа

задается числовым идентификатором, определяющимся следующим образом:
Для каждой категории задается трехзначное двоичное число:
старший разряд определяет право на чтение;
второй разряд определяет право на запись;
младший разряд – на выполнение данного файла.
Категории определяются следующим образом:
первая категория – владелец файла
вторая категория – группа владельца
третья категория –остальные пользователи

текущего каталога;
ls – вывод списка файлов;
cp – копирование файлов;
mv

– перемещение файлов;
rm – удаление файлов;
mkdir – создание каталога;
rmdir – удаление каталога;
ln – создание ссылки на файл;
chmod – команда изменения атрибутов;
chown – команда изменения собственника.

структуру, расширяемую до сетевой с помощью ссылок.
В системе имеется

единственный корневой каталог обозначаемый специальным символом /. Все прочие каталоги размещаются в нем или его подкаталогах.
Некоторые каталоги системы:
/bin – содержит часто употребляемые команды;
/lib – содержит файлы библиотек Си;
/home – содержит домашние каталоги пользователей;
/usr – содержит подкаталоги с файлами совместного использования;
/var – содержит временные файлы;
/sbin – содержит системные утилиты;
/root – домашний каталог супервизора;
/etc – содержит конфигурационные файлы системы;
/dev – содержит специальные файлы устройств.

процессе запуска приложения со стороны пользователя или самой ОС.

Для каждого процесса ОС характерны совокупность набора команд процессора и ассоциированных ресурсов – адресное пространство, стеки, используемые файлы и устройства ввода-вывода и т.п.
Многозадачность ОС означает, что одновременно исполняется множество процессов и задача операционной системы корректно распределить множество имеющихся ресурсов.
Различают:
независимые процессы – используют ресурсы, но не обмениваются информацией;
взаимодействующие процессы – обмениваются информацией, либо их выполнение синхронизировано.
Процессы взаимодействуют с помощью специальных механизмов:
сигналы;
программные каналы;
разделяемая память;
семафоры;
сообщения;
общие файлы.

числу относятся:
PID – идентификатор процесса
PPID – идентификатор родительского процесса
UID,

GID – идентификаторы пользователя и группы
TT – управляющий терминал (процессы не связанные с управляющими терминалами называются демонами)
SID – идентификатор сессии, устанавливается равным PID лидера сессии;
NICE – приоритет процесса (относительный приоритет)
TIME – процессорное время.

вид:
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TT

STAT STARTED TIME COMMAND
dima 1731 0.0 1.6 1080 932 p0 R+ 3:15PM 0:00.00 -bash (bash)
root 1 0.0 0.4 552 212 ?? ILs Tue12PM 0:00.04 /sbin/init --
root 2 0.0 0.0 0 0 ?? DL Tue12PM 0:00.31 (pagedaemon)
root 3 0.0 0.0 0 0 ?? DL Tue12PM 0:00.00 (vmdaemon)
root 4 0.0 0.0 0 0 ?? DL Tue12PM 0:01.24 (bufdaemon)
root 5 0.0 0.0 0 0 ?? DL Tue12PM 0:01.81 (vnlru)
root 6 0.0 0.0 0 0 ?? DL Tue12PM 1:35.73 (syncer)
root 60 0.0 0.4 448 248 ?? Ss Tue12PM 0:21.35 /sbin/natd -u -m -
root 76 0.0 0.9 944 544 ?? Is Tue12PM 0:01.17 /usr/sbin/syslogd
root 87 0.0 1.1 1076 620 ?? Is Tue12PM 0:00.02 /usr/sbin/inetd -w
root 89 0.0 1.0 996 592 ?? Is Tue12PM 0:01.39 /usr/sbin/cron
root 91 0.0 2.4 2740 1404 ?? Is Tue12PM 0:04.09 /usr/sbin/sshd
root 94 0.0 2.8 2788 1664 ?? Ss Tue12PM 0:14.07 sendmail: acceptin
smmsp 97 0.0 2.6 2660 1564 ?? Is Tue12PM 0:00.27 sendmail: Queue ru
drweb 217 0.0 3.6 2652 2132 ?? Is Tue12PM 0:00.00 /usr/local/drweb/d
drweb 222 0.0 1.1 1380 640 ?? Ss Tue12PM 0:06.06 /usr/local/sbin/dr
root 227 0.0 0.9 948 532 v1 Is+ Tue12PM 0:00.02 /usr/libexec/getty

управлять процессами в системе:
ps – выводит информацию о выполняющихся

процессах;
top – выводит и динамически обновляет список наиболее активных процессов;
nice – явно устанавливает приоритет процесса;
renice – корректирует приоритет процесса;
kill – завершение работы заданного процесса;
killall – завершение работы всех процессов, соответствующих заданному имени.

заданий должно быть произведено в назначенное время в отсутствие

системного администратора.
Для выполнения команды в определенное время используются команды at или batch:
at [-V] [-q очередь] [-f файл] [mldbv] время
-V отображает номер версии программы
-q очередь поддерживается очередь заданий
-f файл команда задается в файле
-m задает отправку почтового сообщения пользователю
-l задает вывод списка заданий в очереди
-d задает удаление задания из очереди
-v выводит список выполненных заданий в очереди
время задает время для исполнения (возможно использование +для относительного времени).

используется демон cron:
управляющий файл имеет имя /etc/crontab
Структура файла представлена

ниже:
минута час день_месяца месяц день_недели пользователь команда
* задает непрерывное выполнение
Следующая запись
05,35 8-17 * * mon-fri mailnull fetchmail
Задает выполнение команды fetchmail от имени пользователя mailnull дважды в час (в 5 и 35 минут), с 8:05 до 17:35 с понедельника по пятницу
Планирование рядовыми пользователями осуществляется с помощью команды crontab, синтаксисом:
crontab –u user [-l | -r | -e] [file]
-l – вывести текущее расписание
-r – удалить текущее расписание
-e – редактировать текущее расписание

часто используются конфигурационные файлы. Такие файлы определяют параметры запуска

многих системных процессов.
Для размещения конфигурационных файлов, как правило, используется каталог /etc.
adduser.conf – определяет параметры пользователя
crontab – задает таблицу расписаний
fstab – определяет таблицу разделов
ftpusers – определяет параметры пользователей ftp
hosts – определяет список соответствий имен и ip-адресов
hosts.allow – определяет список разрешенных хостов
rc.conf – определяет конфигурацию сетевых подключений
и др.
Многие файлы представляют собой сценарии, обрабатываемые оболочками.
FreeBSD использует стартовый сценарий /etc/rc и команды, включенные в него /etc/rc.conf при запуске системы.

информации о их персональных настройках используются учетные записи пользователей.
Группа

пользователей – именованное объединение нескольких учетных записей. Группа может быть использована для разграничения доступа к данным.
Имена групп и пользователей в текстовом виде используются для удобства самих пользователей. Система вместо имени используем идентификаторы:
UID – идентификатор пользователя;
GID – идентификатор группы.

хранится в нескольких структурах данных:
/etc/passwd – файл, содержащий основную

информацию обо всех учетных записях:
logname:*:UID:GID:GECOS:HOME:SHELL
ivlev:*:1038:1038:ivlev:/home/ivlev:/usr/local/bin/bash
/etc/master.passwd – файл хранящий информацию из /etc/passwd и, кроме того, хэшированные значения паролей и ряд других сведений;
/etc/pwd.db /etc/spwd.db –специальные файлы баз данных для хранения информации подобно /etc/passwd
начальный каталог – содержит полное имя каталога для хранения пользовательских данных

команды:
adduser – добавляет пользователя в систему;
rmuser –удаляет пользователя из

системы;
passwd – изменяет пароль пользователя;
chpass – изменяет параметры учетной записи, такие как пароль, срок действия, стандартный интерпретатор команд;
pwd_mkdb – команда внесения изменений в базы данных учетных записей, после внесения изменений в файл /etc/master.passwd

Для большинства устройств, ядро – единственная программа, имеющая доступ.

Доступ к устройствам осуществляется с помощью драйверов.
Ядро реализует файловую систему, управляет памятью, контролирует выполнение программ, управляет доступом к сети.
Ядро создается при инсталляции системы и хранится в специальном файле /kernel
При загрузке системы можно изменить параметры ядра:
boot [-опции] [ядро]
При необходимости можно загрузить отдельные модули ядра:
kldload [модуль]
выгрузка
kldunload [модуль]
Список модулей хранится в специальном каталоге, например, /modules