Общие сведения о системе Unix

                                          СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1 Общие  сведения о системе Unix

2 Файловая  система: что это такое?

2.1 Структура  файловой системы

3 Типы  файлов ОС UNIX

3.1 Обычные файлы

3.2 Файлы-каталоги

3.3 Специальные файлы

3.4 Символическая связь

4 Физический и логический уровни  ФС

5 Монтируемые  файловые системы

6 Особенности  файловой системы Unix

7 Основные  команды системы Unix

Заключение

Список  литературы

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Впервые система UNIX была описана в 1974 году в статье Кена Томпсона и  Дэнниса Ричи в журнале «Communications of the ACM. С этого времени система UNIX стала довольно популярной и получила распространение на машинах с различной мощностью обработки, от микропроцессоров до больших ЭВМ, обеспечивая на них общие условия выполнения программ.

Система делится на две части. Одну часть составляют программы и  сервисные функции, то, что делает операционную среду UNIX такой популярной; эта часть легко доступна пользователям, она включает такие программы, как командный процессор, обмен сообщениями, пакеты обработки текстов и системы обработки исходных текстов программ. Другая часть включает в себя собственно операционную систему, поддерживающую эти программы и функции.

Данная система написана на языке  высокого уровня, благодаря чему ее легко читать, понимать, изменять и  переносить на другие машины. Первый вариант  системы на Си имел на 20-40% больший  объем и работал медленнее  по сравнению с вариантом на ассемблере, однако преимущества использования  языка высокого уровня намного перевешивают недостатки. Также у данной системы  довольно простой пользовательский интерфейс, в котором имеется  возможность предоставлять все  необходимые пользователю услуги. Простота и последовательность вообще отличают систему UNIX от других операционных систем. Хотя операционная система и большинство команд написаны на Си, система UNIX поддерживает ряд других языков, таких как Фортран, Бэйсик, Паскаль, Ада, Кобол, Лисп и Пролог. Система UNIX может поддерживать любой язык программирования, для которого имеется компилятор или интерпретатор, и обеспечивать системный интерфейс, устанавливающий соответствие между пользовательскими запросами к операционной системе и набором запросов, принятых в UNIX.

 

1 Общие сведения о  системе Unix

 

Unix это не только многозадачная, но и многопользовательская система. Она обеспечивает современный пользовательский интерфейс на базе системы X Windows и межмашинную связь на базе протоколов TCP/IP и т.п. Операционная система UNIX – это набор программ, который управляет компьютером, осуществляет связь между пользователем и компьютером и обеспечивает пользователя инструментальными средствами, чтобы помочь выполнить вашу работу.

Разработанная, чтобы обеспечить легкость, эффективность и гибкость программного обеспечения, система UNIX имеет несколько  полезных функций:

1. основная цель системы – это выполнять широкий спектр заданий и программ;
2. интерактивное окружение, которое позволяет вам связываться напрямую с компьютером и получать немедленно ответы на ваши запросы и сообщения;
3. многозадачное окружение, которое позволяет вам выполнять более одного задания в одно и тоже время.

Система UNIX имеет 4 основных компонента:

1. ядро – это программа, которая образует ядро операционной системы; она координирует внутренние функции компьютера (такие как размещение системных ресурсов). Ядро работает невидимо для пользователя;
2. shell – это программа, которая осуществляет связь между пользователем и ядром, интерпретируя и выполняя команды. Так как она читает ввод и посылает сообщения, то описывается как интерактивная;
3. commands – это имена программ, которые компьютер должен выполнить. Пакеты программ называются инструментальными средствами. Система UNIX обеспечивает инструментальными средствами для таких заданий как создание и изменение текста, написание программ, развитие инструментария программного обеспечения, обмен информацией с другими посредством компьютера;
4. file system – файловая система – это набор всех файлов, возможных для компьютера. Она помогает пользователю легко сохранять и отыскивать информацию.

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.

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 стоит забывать 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.

 

2 Файловая система: что  это такое?

 

Для того чтобы хранить на жестком  диске разнообразную информацию и осуществлять к ней доступ как  со стороны пользователя так и  со стороны системы, необходимо ее структурировать. И именно такая структура, возможно, даже иерархия, данных носит название файловой системы. Понятие файла  является одним из наиболее важных для ОС UNIX. Все файлы, с которыми могут манипулировать пользователи, располагаются в файловой системе, представляющей собой дерево, промежуточные вершины которого соответствуют каталогам, и листья – файлам и пустым каталогам. Тем не менее, файловая система понимается по разному, точнее имеет две стороны – внешнюю и внутреннюю.

Чтобы лучше понять разделим файловую систему на пользовательскую и системную  части. Пользовательской частью является то, что видит человек севший за компьютер – файлы, папки и прочие иерархические атрибуты. Системная же часть – это то, что видит операционная система. Она представлена кластерами и иными единицами распределения информации, понятными операционной системе.

Любая ОС, существующая на сегодняшний  день либо существовавшая ранее, имеет  свою структуру размещения файлов, однако во всех этих структурах можно  выделить как общие так и особенные черты. Общим является то, что все свободное пространство жесткого диска понимается как корневой каталог – самое большое по объему «помещение» для хранения информации. В нем можно размещать как файлы, так и другие каталоги. Можно создавать в одном каталоге столько подкаталогов сколько потребуется. Такая организация называется деревом каталога. О структуре файловой системе рассмотрим ниже.

 

2.1 Структура файловой системы

Файловая система имеет иерархическую  структуру, в которой уровни создаются  за счет каталогов, содержащих информацию о файлах более низкого уровня. Каталог самого верхнего уровня называется корневым и имеет имя root. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны. Корневой каталог файловой системы всегда располагается на системном устройстве (диск, имеющий такой признак). Однако это не означает, что и все остальные файлы могут содержаться только на нем. Для связи иерархий файлов, расположенных на разных носителях, применяется монтирование файловой системы, выполняемое системным вызовом

 

/

|

-----------------------------------------------------------

| | | | | | | | | |

bin boot dev etc lib mnt sys . . . tmp unix usr

 

Каждый из этих, а также расположенных  на других уровнях, каталогов имеет  строго определенное назначение, что  обеспечивает удобство работы с файловой системой.

Kорневой каталог имеет имя «/». Он обычно содержит каталоги:

bin – для наиболее используемых команд;

usr – каталоги и обычные файлы, содержащие информацию, привлекаемую при решении задач пользователя;

dev – для специальных файлов, представляющих устройства (дисплеи, диски...);

etc – для хранения команд администратора системы;

lib – важнейшие библиотеки;

mnt – для подключения (примонтирования) новых файловых систем;

sys – средства для изменения конфигурации системы;

tmp – для хранения временных файлов;

usr – каталоги и обычные файлы, содержащие информацию, привлекаемую при решении задач пользователя.

А также обычные (выполняемые) файлы:

unix – ядро;

boot – загрузчик.

В свою очередь эти каталоги могут  содержать каталоги следующего уровня. Например, каталог «usr», кроме прочего, содержит каталоги:

bin – хранит дополнительные команды;

games – игры;

include – хранит фрагменты системных программ;

lib – хранит дополнительные библиотеки.

 

3 Типы файлов ОС UNIX

 

В ОС UNIX файл – это любая информация, такая как письмо, отчет доклад, программа и т.д., которую вы храните. Файл имеет несколько частей: имя, содержание и индексный дескриптор inode (information node). В индексном дескрипторе хранится служебная и системная информация такая как длина файла, место хранения содержания файла на диске и т.д.

Существует четыре основных типа файлов: обычный файл (regular), каталог (directory), специальный (special) и символическая связь (symbolic link).

 

 

3.1 Обычные файлы

Обычный (или регулярные) файлы  реально представляют собой набор  блоков на устройстве внешней памяти, на котором поддерживается файловая система. Такие файлы могут содержать  как текстовую информацию, так  и произвольную двоичную информацию, т.е. обычный файл содержит тексты заметок, программ или числа. Как правило, такие файлы создаются редактором (например, vi) или текстовым процессором. Обычные файлы могут быть исполняемыми. Один тип исполняемых файлов – это shell программа, содержащая командные строки подобные тем, какие пользователь вводит в ответ на приглашение shell. Другой тип выполняемого файла – это откомпилированная программа, которая содержит команды, переведенные с языка программирования высокого уровня (например, C) на машинный язык. Большинство команд ОС UNIX – это откомпилированные программы.

 

3.2 Файлы-каталоги

Наличие обычных файлов недостаточно для организации иерархических файловых систем. Требуется наличие каталогов, которые сопоставляют имена файлов или каталогов с их физическим описанием. Каталоги представляют собой особый вид файлов, которые хранятся во внешней памяти подобно обычным файлам, но структура которых поддерживается самой файловой системой.

Каталоги содержат имена своих  файлов и индексные дескрипторы  в таблице информации о файлах. Каждая запись в таблице является информацией о файле, такой как владелец файла, тип файла (каталог, обычный, специальный), размер файла, права доступа (чтение, запись, выполнение) и т.д. Каталог, находящийся на один уровень ниже другого каталога в файловой системе, называется подкаталогом.

Структура файла-каталога очень проста. Фактически, каталог – это таблица, каждый элемент которой состоит  из двух полей: номера i-узла данного файла в его файловой системе и имени файла, которое связано с этим номером (конечно, этот файл может быть и каталогом).

 

3.3 Специальные  файлы

Специальные файлы – это файлы  устройств, таких как терминалы, диски, принтеры, ленточные устройства. Специальный файл связан с устройством. Специальный файл не хранит данные. Он обеспечивают механизм отображения  физических внешних устройств в  имена файлов файловой системы. Каждому  устройству, поддерживаемому системой, соответствует, по меньшей мере, один специальный файл. Специальный файл создается при выполнении системного вызова mknod. При выполнении чтения или записи по отношению к специальному файлу, производится прямой вызов соответствующего драйвера, программный код которого отвечает за передачу данных между процессом пользователя и соответствующим физическим устройством. При этом имена специальных файлов можно использовать практически всюду, где можно использовать имена обычных файлов.

Различаются два типа специальных  файлов – блочные и символьные. Блочные специальные файлы ассоциируются  с такими внешними устройствами, обмен  с которыми производится блоками  байтов данных, размером 512, 1024, 4096 или 8192 байтов. Типичным примером подобных устройств  являются магнитные диски.

Символьные специальные файлы  ассоциируются с внешними устройствами, которые не обязательно требуют  обмена блоками данных равного размера. Примерами таких устройств являются терминалы (в том числе, системная  консоль), последовательные устройства, некоторые виды магнитных лент. Иногда символьные специальные файлы ассоциируются  с магнитными дисками.