- •Кафедра программного обеспечения информационных технологий
- •«Операционные системы и системное программирование»
- •40 01 01
- •Содержание
- •Введение
- •Разработка программ в ос unix
- •1.1 Отличительные черты ос unix
- •1.2 Основы архитектуры операционной системы unix
- •1.3 Ядро системы
- •1.4 Пользователи системы, атрибуты пользователя
- •1.5 Системные вызовы и функции стандартных библиотек
- •1.6 Описание программы, переменные окружения
- •1.7 Аргументы и опции программы
- •1.8 Обработка ошибок
- •2 Файлы и файловая система
- •2.1 Файлы
- •2.2 Типы файлов
- •2.2.1 Обычные файлы
- •2.2.2 Каталоги
- •2.2.3 Файлы символичной связи (ссылки)
- •2.2.4 Файлы устройства
- •2.2.5 Именованные каналы
- •2.2.6 Сокеты
- •2.3 Владельцы файлов и права доступа к файлу
- •2.4 Дополнительные атрибуты файла
- •2.5 Файловый ввод/вывод
- •Открытие файла
- •2.6 Мультиплексированный ввод/вывод
- •2.7 Векторный ввод/вывод
- •2.8 Файлы, отображающиеся в памяти
- •2.9 Каталоги, работа с каталогами
- •2.9.1 Создание каталога
- •2.9.2 Удаление каталога
- •2.9.3 Чтение информации из каталога
- •2.9.4 Закрытие каталога
- •2.10 Создание жестких ссылок
- •2.11 Символическая ссылка
- •2.12 Удаление ссылки (или имени файла)
- •2.13 Переименование файла
- •2.14 Файловая система ос unix
- •2.14.1 Организация файловой системы ext2
- •2.15 Файлы устройств
- •3 Процессы
- •3.1 Виды процессов
- •3.2 Создание процесса
- •3.3 Вызовы семейства exec
- •3.4 Функции завершения процесса
- •3.5 Ошибки
- •3.6 Копирование при записи
- •3.7 Системные вызовы ожидания завершения процесса
- •3.8 Системный вызов system
- •3.9 Основные параметры, передаваемые процессу
- •3.10 Сеансы и группы процессов
- •4 Взаимодействие процессов
- •4.1 Сигналы
- •4.1.1 Отправка (генерация) сигнала
- •4.1.2 Наборы сигналов
- •4.1.3 Блокировка сигналов
- •4.2 Неименнованные каналы (трубы)
- •4.2.1 Размер канала и взоимодействие процессов при передаче данных
- •4.3 Именнованные каналы
- •4.4 Дополнительные средства межпроцессного взоимодействия
- •4.5 Механизмы межпроцессорного взаимодействия
- •4.5.1 Очереди сообщений
- •4.5.2 Семафоры Семафоры как теоретическая конструкция
- •4.5.3 Разделяемая память
- •4.5.4 Потоки
- •Int pthread_setschedparam(pthread_t tid, int policy, const struct sched_param *param);
- •Int pthread_getschedparam(pthread_t tid, int policy, struct schedparam *param);
- •5 Операционные системы
- •5.1 Понятие операционной системы
- •5.2 Характеристики современных ос
- •5.2.1 Многопоточность
- •5.2.2 Распределенные ос
- •5.2.3 Концепция ос на основе микроядра
- •5.2.4 Функции микроядра.
- •5.3 Принципы построения ос
- •5.4 Концептуальные основы ос
- •5.4.1 Процессы
- •Модель работы процесса с двумя приостановочными состояниями
- •Варианты решения:
- •Решение задачи взаимного исключения. Алгоритм Деккера.
- •Решение задачи взаимного исключения. Алгоритм Пэтерсона..
- •Синхронизирующие примитивы (семафоры).
- •Задача “производитель-потребитель” Общие семафоры
- •Задача “производитель-потребитель”, буфер неограниченного размера(Спящий парикмахер)
- •Задача “производитель-потребитель”, буфер ограниченного размера
- •5.4.2 Распределение ресурсов. Проблема тупиков
- •Алгоритм банкира
- •Применение алгоритма банкира
- •5.4.3 Монитороподобные средства синхронизации
- •Механизм типа «критическая область»
- •5.4.4 Виртуализация
- •5.4.5 Подсистема управления памятью
- •5.4.6 Виртуальная оперативная память
- •5.5 Аппаратные особенности процессоров Intel-архитектуры, направленных на поддержку многозадачности
- •5.5.1 Сегментация памяти. Ia-32
- •5.5.2 Распределение памяти в реальном режиме
- •5.5.3 Организация защиты в процессоре
- •5.5.4 Поддержка многозадачности в процессорах архитектуры ia-32
1.4 Пользователи системы, атрибуты пользователя
Прежде чем клиент сможет начать работу с ОС UNIX, он должен стать пользователем системы, т.е. получить имя, пароль и ряд других атрибутов. С точки зрения системы пользователь - не обязательно человек. Пользователем является объект, который обладает определенными правами может запускать на выполнение программы и владеть файлами. Пользователями могут быть отдельные люди, удаленные терминалы или группы пользователей с одинаковыми правами и функциями. В системе существует один пользователь, обладающий неограниченными правами - это суперпользователь или администратор системы.
Каждый пользователь имеет уникальное регистрационное имя, а система различает пользователей по идентификатору пользователя - UID. Идентификаторы также должны быть уникальны. Пользователи являются членами одной или нескольких групп. Группа - список пользователей, имеющих сходные задачи. Принадлежность к группе определяет дополнительные права, которыми обладают все пользователи группы. Каждая группа имеет уникальное имя, а система различает группы по групповому идентификатору (GID).
Идентификатор пользователя и идентификатор группы определяет, какими правами обладает пользователь в системе.
Информация о пользователях обычно хранится в специальном файле: /etc/passwd, о группах - /etc/group. Этот файл доступен только для чтения. Писать в него может только администратор. Каждая запись в файле содержит семь полей, разделенных : (двоеточием).
name: passwd-encode: UID: GID: comments: home-dir: shell
name - регистрационное имя пользователя (имя, которое вводится пользователем по приглашению login). В больших системах могут существовать определенные правила на выбор имени.
passwd-encode - пароль пользователя в закодированном виде. При входе в систему набираемый пароль кодируется и сравнивается с этим полем, и при совпадении пользователю разрешается вход в систему. Для повышения надежности системы часто пароли хранятся в отдельном файле, а это поле заполняется каким-то символом “x”. Пользователь, для которого в этом поле стоит “*” не может попасть в систему, т.к. алгоритм кодирования не позволяет сформировать такой символ.
UID - идентификатор пользователя внутреннее представление пользователя в системе. Наследуется задачами, которые запускает пользователь и файлами, которые создает пользователь. По этому идентификатору система проверяет права. Супер-пользователь имеет идентификатор 0.
GID - идентификатор первичной группы пользователя. Он соответствует идентификатору в файле etc/group, который содержит имя группы и полный список пользователей, являющихся её членами.
comments - может содержать расширенную информацию о пользователе (адрес, телефон и т.д.).
home-dir - домашний каталог пользователя. При входе в систему пользователь оказывается в этом каталоге. Как правило, пользователь имеет ограничения в других частях файловой системы. Но для домашнего каталога и подкаталогов он является полноправным хозяином.
shell - имя программы, которую ОС использует в качестве командного интерпретатора. Их существует несколько видов. Командный интерпретатор позволяет пользователю вводить команды и запускать задачи.
После запуска ОС UNIX в ней создаются несколько зарегистрированных пользователей:
root - суперпользователь с UID, равным 0. Пользователь с этим именем имеет неограниченные полномочия в системе. Для него не проверяются права доступа.
adm - псевдопользователь, владеющий файлами системы ведения журналов.
bin - владелец всех выполняемых файлов, являющихся командами UNIX.
cron - псевдопользователь, владеющий соответствующими файлами от имени которого выполняются процессы подсистемы запуска программ по расписанию.
lp или lpd - псевдопользователь, от имени которого выполняются процессы системы печати, и владеющий соответствующими файлами.