Операционная система Unix
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ НИВЕРСИТЕТ
Дисциплина Информатика
РЕФЕРАТ
по теме:
Операционная система UNIX
Выполнила:а Орда-Жигулина Д.В., гр. Э-25
Проверил:а Вишневецкий В.Ю.
Таганрог 2006
Введение
Что такое Unixа 3
Где взять бесплатный Unix 7
Основная часть. (Описание Unix)
1. Основные понятия Unix 8
2. Файловая систем 9
2.1 Типы файлов 9
3. Командный интерпретатор 11
4. Ядро ОС UNIX 12
4.1 Общая организация традиционного ядра ОС UNIX 13
4.2 Основные функции ядр 14
4.3 Принципы взаимодействия с ядром 15
4.4 Принципы обработки прерываний 17
5. правление вводом/выводом 18
5. 1 Принципы системной буферизации ввода/вывод 19
5. 2 Системные вызовы для правления вводом/выводом 21
6. Интерфейсы и входные точки драйверов 23
6. 1 Блочные драйверы 23
6. 2 Символьные драйверы 24
6. 3 Потоковые драйверы 25
7. Команды и тилиты 25
7. 1 Организация команды в ОС UNIX 26
7. 2 Перенаправление ввода/вывода и организация конвейера 26
7. 3 Встроенные, библиотечные и пользовательские команды 26
7. 4 Программирование на командном языке 27
8. Средства графического интерфейса пользователей 27
8.1 Идентификаторы пользователя и группы пользователей 30
8.2 Защита файлов 32
8.3 Перспективные ОС, поддерживающие среду ОС UNIX 33
Заключение
Основные отличия Unix от других OS 36
Области применения Unix 37
Введение
Что такое Unix/h3>
Термин Unix и не вполне эквивалентный ему UNIX используется в разных значениях. Начнем со второго из терминов, как более простого. В двух словах, UNIX (именно в такой форме) - зарегистрированная торговая марка, первоначально принадлежавшая корпорации AT&T, сменившая за свою долгую жизнь много хозяев и ныне являющаяся собственностью организации под названием Open Group. Право на использование имени UNIX достигается путем своего рода "проверки на вшивость" - прохождения тестов соответствия спецификациям некоей эталонной ОС (Single Unix Standard - что в данном случае можно перевести как Единственный Стандарт на Unix). Процедура эта не только сложна, но и очень недешева, и потому ей подверглись лишь несколько оперционок из ныне здравствующих, и все они являются проприетарными, то есть представляют собой собственность неких корпораций.
В числе корпораций, заслуживших право на имя UNIX потом разработчиков/тестировщиков и кровью (точнее, долларом) владельцев, можно назвать следующие:
Sun с ее SunOS (более известной в миру под именем Solaris);
IBM, разработавшая систему AIX;
Hewlett-Packard - владелец системы HP-UX;
IRIX - операционка компании SGI.
Кроме этого, собственно имя UNIX применяется к системам:
True64 Unix, разработанная фирмой DEC, с ликвидацией коей перешедшая к Compaq, ныне, вместе с последней, ставшая собственностью той же Hewlett-Packard;
UnixWare - собственность компании SCO (продукту слияния фирм Caldera и Santa Cruz Operation).
Будучи проприетарными, все эти системы продаются за немалые (даже по американским масштабам) деньги. Однако это - не главное препятствие к распространению собственно UNIX'ов. Ибо общей их особенностью является привязка к определенным аппаратным платформам: AIX работает на серверах и рабочих станциях IBM с процессорами Power, HP-UX - на собственных машинах HP-PA (Precission Architecture), IRIX - на графических станциях от SGI, несущих процессоры MIPS,True64 Unix - предназначена для процессоров Alpha (к сожалению, в бозе почивших). Лишь UnixWare ориентирована на "демократическую" платформу PC, Solaris существует в вариантах для двух архитектур - собственной, Sparc, и все той же PC. Что, однако, не сильно поспособствовало их распространенности - вследствие относительно слабой поддержки новой PC-периферии.
Таким образом, UNIX - это понятие в первую очередь юридическое. А вот за термином Unix закрепилась технологическая трактовка. Так в обиходе IT-индустрии называют все семейство операционных систем, либо происходящих от "первозданной" UNIX компании AT&T, либо воспроизводящих ее функции "с чистого листа", в том числе свободные ОС, такие, как Linux, FreeBSD и другие BSD, никакой проверке на соответствие Single Unix Standard никогда не подвергавшиеся. И потому их часто называют Unix-подобными.
Широко распространен также близкий по смыслу термин "POSIX-совместимые системы", которым объединяется семейство ОС, соответствующих одноименному набору стандартов. Сами по себе стандарты POSIX (Portable Operation System Interface based on uniX) разрабатывались на основе практики, принятой в Unix-системах, и потому последние все являются по определению POSIX-совместимыми. Однако это - не вполне синонимы: на совместимость со стандартами POSIX, претендуют операционки, связанные с Unix лишь косвенно (QNX, Syllable), или несвязанные вообще (вплоть до Windows NT/2/XP).
Чтобы прояснить вопрос взаимоотношений UNIX, Unix и POSIX, придется немного углубиться в историю. Собственно, история этого вопроса подробно рассмотрена в соответствующей главе книги "Свободный Unix: Linux, FreeBSD и другие" (в ближайшее время выходит в издательстве БХВ-Петербург) и в статьях по истории Linux и BSD-систем.
Операционная система Unix (точнее, ее первый вариант) была разработана сотрудниками Bell Labs (подразделения компании AT&T) в 1969-1971 годах. Первые ее авторы - Кен Томпсон и Деннис Ричи, - делали это исключительно для собственных целей, в частности, для того, чтобы можно было развлекаться любимой игрой StarTravel. И по ряду юридических причин сама компания не могла использовать ее как коммерческий продукт. Однако практическое применение Unix нашлось довольно быстро. Во-первых, она использовалась в Bell Labs для подготовки разного рода технической (в том числе патентной) документации. А во-вторых, на Unix базировалась коммуникационная система UUCP (Unix to Unix Copy Programm - программа копирования из Unix в Unix).
Другая сфера применения Unix в 70-х - начале 80-х годов прошлого века, оказалась совсем необычной. А именно, в исходных текстах она распространялась среди научных чреждений, ведущих работы в области Computer Science. Целью такого распространения (оно не было вполне свободным в нынешнем понимании, но фактически оказывалось весьма либеральным) были: образование и исследования в вышеуказанной области знаний.
Наибольшую известность получила система BSD Unix, созданная в ниверситете Беркли, Калифорния. Которая, постепенно освобождаясь от проприетарного кода первозданной Unix, в конце концов, после драматических перипетий (подробно описанных здесь), дала начало современным свободным BSD-системам - FreeBSD, NetBSD и другим.
Одним из наиболее важных результатов работы ниверситетских хакеров оказалось (1983 год) внедрение в Unix поддержки протокола TCP/IP, на котором основывалась тогдашняя сеть ARPANET (и который стал основой основ современного Интернета). Это стало препосылкой к доминированию Unix во всех сферах, связанных со Всемирной Сетью. И это оказалось следующим практическим применением этого семейства операционок - к тому времени о единой Unix говорить же не приходилось. Потому что она, как было сказано ранее, обособились две ее ветки - происходящая от первозданной UNIX (со временем она получила имя System V) и система берклианского происхождения. С другой же стороны, System V легла в основу тех разнообразных проприетарных UNIX'ов, которые, собственно, и имели юридическое право претендовать на это имя.
Последнее обстоятельство - разветвление некогда единой ОС на несколько линий, постепенно утрачивающих совместимость, - вошло в противоречие с одним из краеугольных камней Unix-идеологии: переносимости системы между разными платформами, и ее приложений - из одной Unix-системы в другую. Что вызвало к жизни деятельность разного рода стандартизирующих организаций, завершившуюся в конце концов созданием набора стандартов POSIX, о котором говорилось ранее.
Именно на стандарты POSIX опирался Линус Торвальдс, создавая "с нуля" (то есть не используя ранее существовавшего кода) свою операционную систему - Linux. А та, быстро и спешно освоив традиционные сферы применения Unix-систем (разработка софта, коммуникации, Интернет), со временем открыла для них и новую - настольные пользовательские платформы общего назначения. Что и обеспечило ее популярность в народе - популярность, превосходящую таковую всех прочих Unix-систем, вместе взятых, как проприетарных, так и свободных.
Далее речь пойдет о работе в Unix-системах в самом широком смысле этого слова, без учета всякого рода торговых марок и прочих юридических заморочек. Хотя основные примеры, относящиеся к приемам работы, будут взяты из области свободных их реализаций - Linux, в меньшей степени FreeBSD, и еще в меньшей - из прочих BSD-систем.
Где взять бесплатный Unix?/h3>
FreeBSD База -.freebsd.org;
Обратиться можно на
Unix состоит из ядра с включенными в него драйверами и из тилит (внешних по отношению к ядру программ). Если надо изменить конфигурацию (добавить устройство, изменить порт или прерывание), то ядро пересобирают (перелинковывают) из обьектных модулей или (напр., во FreeBSD) из исходников. Это не совсем верно. Некоторые параметры пожно поправить без пересборки. Существуют также loadable kernel modules.
В противоположность Unix'у Windows (если не точняется, какая, то имеются в виду 3.11, 95 и NT) и OS/2 при загрузке фактически на ходу прилинковывают драйверы. При этом компактность собранного ядра и повторное использование общего кода на порядок ниже, чем у Unix. Кроме того, при неизменной конфигурации системы ядро Unix без переделки (потребуется изменить только стартовую часть BIOS) может быть записан в ПЗУ и выполняться _не_загружаясь_ в ОЗУ. Компактность кода особенно важна, т.к. ядро и драйверы никогда не покидают физическую оперативную память, не свопятся на диск.
Unix - самая многоплатформенная OS. WindowsNT пытается подражать ему, но пока это плохо дается - после отказа от MIPS и POWER-PC, W'NT остались всего на двух платформы - традиционная i*86 и DEC Alpha. Переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена. Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях Unix, делающая необоснованные предположения типа 'переменная integer должна занимать четыре байта' может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много порядков легче, чем например пернести с OS/2 на NT.
Области применения Unix
Unix используется как в качестве как сервера, так и рабочей станции. В номинации серверов с ним конкурируют MS WindowsNT, Novell Netware, IBM OS/2 Warp Connect, DEC VMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система имеет свою область применения, в которой она лучше других.
WindowsNT - для администраторов, которые предпочитают добный интерфейс экономному расходованию ресурсов и высокой производительности.
Netware - для сетей, где нужна высокая производительность файлового и принтерного сервиса и не столь важны остальные сервисы. Главный недостаток - на сервере Netware трудно запускать приложения.
OS/2 хороша там, где нужен "легкий" сервер приложений. Ресурсов требует меньше чем NT, в правлении гибче (хотя в настройке может и сложнее), а многозадачность очень хорошая. Авторизация и разграничение прав доступа не реализованы на ровне ОС, что с лихвой окупается реализацией на ровне приложений-серверов. (Впрочем, зачастую остальные OS делают то же самое). Многие станции FIDOnet и BBS сделаны на базе OS/2.
VMS - мощный, ничем не ступающий Unix'ам (а во многом и превосходящий его) сервер приложений, но только для платформ VAX и Alpha фирмы DEC.
Мэйнфреймы - для обслуживания очень большого количества пользователей (порядка нескольких тысяч). Но работ этих пользователей как правило организована в виде не клиент-серверного взаимодействия, в виде хост-терминального. Терминал же в этой паре скорее не клиент, сервер (Мир Internet, N3 за 1996-й год). К преимуществам мэйнфреймов надо отнести более высокую защищенность и стойчивость к сбоям, к недостаткам - соответствующую этим качествам цену.
Unix хорош для квалифицированного (или желающего стать таковым) администратора, т.к. требует знания принципов функционирования происходящих в нем процессов. Реальная многозадачность и жесткое разделение памяти обеспечивают высокую надежность функционирования системы, хотя в производительности файл- и принт-сервисов Unix'ы ступают Netware.
Недостаточная гибкость предоставления прав доступа пользователей к файлам по сравнению с WindowsNT затрудняет организацию _на_уровне_файловой_системы_ группового доступа к данным (точнее, к файлам), что на мой взгляд компенсируется простотой реализации, значит меньшими требованиями к аппаратуре. Впрочем, такие приложения, как SQL-сервер решают проблему группового доступа к данным своими силами, так что отсутствующая в Unix возможность запретить доступ к _файлу_ конкретному пользователю на мой взгляд является явно избыточной.
Практически все протоколы, на которых основан Internet, были разработаны под Unix, в частности стек протоколов TCP/IP придуман в ниверситете Berkeley.
Защищенность Unix при правильном администрировании (а когда это не так?) ни в чем не уступает ни Novell, ни WindowsNT.
Важным свойством Unix, которое приближает его к мэйнфреймам, является его многотерминальность, много пользователей могут одновременно запускать программы на одной Unix-машине. Если не требуется использовать графику, можно обойтись дешевыми текстовыми терминалами (специализированными или на базе дешевых PC), подключенными по медленным линиям. В этом с ним конкурирует только VMS. Можно использовать и графические X-терминалы, когда на одном экране присутствуют окна процессов, выполняющихся на разных машинах.
В номинации рабочих станций с Unix конкурируют MS Windows*, IBM OS/2, Macintosh и Acorn RISC-OS.
Windows - для тех, кто ценит совместимость больше эффективности; для тех, кто готов купить большое количество памяти, дискового пространства и мегагерц; для тех, кто любит не вникая в суть, щелкать мышкой по кнопочкам в окошке. Правда, рано или поздно все равно придется изучить принципы работы системы и протоколов, но тогда же будет поздно - выбор сделан. Немаловажным преимуществом Windows надо признать также возможность красть кучу программного обеспечения.
OS/2 - для любителей OS/2. :-) Хотя по некоторым сведениям OS/2 лучше других взаимодействует с мэйнфреймами и сетями IBM.
Macintosh - для графических, издательских и музыкальных работ, также для тех, кто любит понятный, красивый интерфейс и не хочет (не может) разбираться в подробностях функционирования системы.
RISC-OS, прошитая в ПЗУ, позволяет не тратить время на инсталляцию операционной системы и восстановление ее после сбоев. Кроме того, практически все программы под ней очень экономно расходуют ресурсы, благодаря чему не нуждаются в свопинге и работают очень быстро.
Unix функционирует как на PC, так и на мощных рабочих станциях с RISC-процессорами, под Unix написаны действительно мощные САПР и геоинформационные системы. Своей масштабируемостью Unix из-за его многоплатформенности на порядок превосходит любую другую операционную систему, по мнению некоторых авторов.
Список литературы/h1>
1. учебное пособие Кузнецова С.Д. Операционная система UNIX Ф2003г.;
2. Поляков А.Д. УUNIX 5-th Edition на x86, или не забывайте историю;
3. Карпов Д.Ю. УUNIXФ 2005 г.;
4. Федорчук А.В. Мастерство работы в Unix, 2006 г.
5. Материалы сайта a href="page0.php">домен сайта скрыт/operating_systems/1-16;