Этот уровень во многом похож на язык программирования. Он явля- ется инструментом, который использует архитектор системы для создания "родного" машинного языка. Машинный язык сообщает аппаратуре, какую конкретную команду следует выполнить.

В начале эволюции ЦП большинство наборов команд были аппаратно кодированными. Это значит, что когда ЦП получал команду, декодирование и выполнение производилось непосредственно цепями в кремниевой мик- росхеме. Благодаря прогрессу в технологии ЦП, некоторые микросхемы мо- гут быть программируемыми на уровне исполнения команд, что позволяет конструкторам создавать и реализовывать новые наборы команд с мини- мальными усилиями.
 

Данный уровень обеспечивает трансляцию из мнемоник языка ассемб- лера в коды операций и данные машинного языка. Язык ассемблера - это некоторая англо-подобная нотация, которая облегчает человеку понимание и управление работой компьютеров.

Условная машина поддерживается ассемблером. Ассемблер может прев- ращать идеи более высокого уровня в цепочки чисел, которые могут быть затем выполнены. Наряду с ассемблером, применяются модели, помогающие использовать аппаратуру компьютера. Здесь мы можем определить такие вещи, как стеки, вектора прерываний и периферийный ввод-вывод.

Ядро является следующим логическим продвижением вверх и концепци- ей, которую можно теперь реализовать программно на условной машине. Ядро предоставляет среду, поддерживающую еще большие абстракции, чем те, что рассматривались до сих пор. Двумя наиболее важными абстракция- ми на уровне ядра являются управление процессами для мультипрограмми- рования и многозадачности, и файловая система, которая управляет хра- нением, форматом, поиском файлов и т.п. Когда эти две области перепле- таются, мы имеем базовую функцию многопользовательской машины и ядро операционной системы.

Одной из наиболее важных областей, которыми управляет ядро, явля- ется безопасность. Проверки идентификации пользователя выполняются в системных вызовах внутри ядра. Определенные механизмы используются яд- ром для управления безопасностью файлов, устройств, памяти и про- цессов. Единственный способ отключить механизмы безопасности состоит в изменении исходного кода ядра и перекомпиляции всей системы, что крайне нежелательно.
 

Данный уровень строится на ядре, чтобы создать полную операцион- ную среду. Потребность в дополнительных функциях системы можно удов- летворить созданием автономных программ, имеющих конкретное назначе- ние. Таким образом, совокупность всех специфических функций определяет операционную систему.
 

Компилятор - это инструмент (или программа), построенный на опе- рационной системе для дальнейшей разработки более совершенных и более мощных сред. Новые среды могут предполагать еще большие абстракции, чем на нижнем уровне, и делать больше допущений о том, что уже сущест- вует. Это делает возможным символические конструкции более высокого уровня, такие как структуры данных и управляющие структуры. Результа- том является прикладная программа.

С помощью компилятора мы можем определить совершенно новый язык и сделать его рабочим на компьютере, написав компилирующую программу, которая читает этот новый язык. Это открывает целые новые области во взаимодействии человека с машиной. Высокоуровневые языки могут вопло- щать различные подходы к решению задач, например, процедурную модель или объектно-ориентированную модель, и в конце концов, очевидно, могут достичь выразительной мощи разговорного языка типа английского.
 

В наше время прикладные программы могут означать массу разнооб- разных вещей. Мы можем предположить, что любая программа, которая сде- лана с помощью компилятора, является прикладной программой. Примерами возможных прикладных программ являются следующее поколение языков, ин- терпретаторов и генераторов прикладных программ. Интерпретатор - это программа, написанная на распространенном языке высокого уровня, кото- рая может декодировать и исполнять другой синтаксис (или язык). Приме- ром, который интересует нас в системе UNIX, является командный про- цессор shell. Это программа на языке Си, созданная для чтения и испол- нения команд, записанных по правилам синтаксиса, определенных команд- ным процессором shell.

Генератор прикладных программ - это программа, написанная на язы- ке высокого уровня. Она предназначена для получения достаточной инфор- мации от пользователя о его приложении и может использовать компиля- торный язык, например Си, для написания прикладной программы, реализу- ющей то, что требуется. Пользователь ничего не программирует. Выходом генератора является рабочая программа.

UNIX не делает особых различий между уровнями. Некоторые особен- ности системы, например, конвейеры, являются частью ядра на нижнем уровне. Команда типа cat выполняет довольно простую функцию на уровне операционной системы. Нечто подобное ls напоминает простую прикладную программу с относительно малым набором опций. Большие программы, по- добные семейству roff, определенно являются полновесными приложениями, а средства типа sed и awk являются фактически интерпретаторами неболь- ших языков программирования. Замечательной особенностью системы UNIX является единообразие, которое она вносит в этот широкий диапазон функций.
 

Этот верхний уровень является языком, который интерпретирует программа /bin/sh (в случае командного процессора Bourne shell). Ее синтаксис поддерживает полный язык программирования. Хотя этот язык лишен ряда встроенных структур и функций современного языка высокого уровня, он имеет все необходимое для написания полезных программ. Большим плюсом является то, что языку командного процессора доступны в качестве внешних функций любые средства, утилиты и программы, которые имеются в системе UNIX. Это значит, что алгоритмы, которые могут пот- ребовать сто или более строк на языке низкого уровня типа Си, язык ко- мандного процессора может выразить в двадцать строк. За счет потери производительности, разумеется.

Поскольку UNIX создавалась как многопользовательская система, многое сделано для того, чтобы система была безопасной и удобной для каждого пользователя. Вам выделяется определенная часть файловой системы (т.е. область на диске), которая является полностью вашей и больше ничей. Вы можете заблокировать вашу область так, чтобы никто не мог заглянуть вовнутрь, или же можете оставить ее открытой, чтобы дру- гие люди могли читать эту область или писать в нее.

Помимо определения вашего места в системе, можно привязать "до- машний" каталог (home-catalog) к вашим точным спецификациям. "Регист- рационный каталог" - это не только область файловой памяти, но и вся ваша среда. Можно установить переменные командного языка для определе- ния путей по системе. Можно создать инструментарий, чтобы помочь вам в работе.
 

Во многих более старых мини- и микрокомпьютерах среда имеет "плоскую" файловую систему. Это значит, что все файлы размещаются в одной огромной области хранения и нет логических разделов для их разг- раничения. Отсутствие разделов порождает массу файлов, через которые нужно пробраться, когда вы хотите найти определенный элемент. Некото- рые системы имели в своих файловых системах групповые разделы, но обычно такие разделы были различными плоскими файловыми системами. Время показало, что такой тип среды (или модели) - не лучшее решение.

Решение, которое использует UNIX,- перевернутая модель дерева. Корень системы находится наверху, а ветви растут в стороны и вниз. Имеется один и только один корень наверху. Ветви могут исходить в лю- бом направлении и простираться вниз на любую глубину. Кроме того, вы можете иметь присоединяемые ветви, которые можно изъять из системы, а затем вернуть обратно. Они монтируются на существующую в системе дре- вовидную структуру.

Когда вы регистрируетесь в системе, вы можете попасть в любое место древовидной структуры. Регистрационный каталог определяется в файле паролей. К ней можно обратиться по имени $HOME, которая является одной из предопределенных переменных командного языка для вашего использования. Теперь у вас есть персональная древовидная структура под этим именем каталога. Она полностью ваша и может быть сделана не- доступной для кого угодно, кроме корня. Вы можете организовать ваш ре- гистрационный каталог ($HOME) любым приемлемым для вас способом.
 

Как только ваш регистрационный каталог присоединен к определенно- му месту дерева, вы получаете полное управление структурой, которая существует ниже этого места. Вы можете оставить ее плоской или сделать подобной дереву. Эта структура зависит фактически от ваших потреб- ностей и энтузиазма в эксплуатации вашей собственной области. Наиболь- шая выгода для нас состоит в том, чтобы использовать вашу "домашнюю" среду для поддержки ваших работ и максимально уменьшить объем ручной работы. В следующих двух главах описано множество средств, которые мо- гут работать с вашей личной файловой системой.

На рис.1-2 показана древовидная структура вашего регистрационно- го каталога. Эта планировка представляет каркас среды, который вы мо- жете заполнить соответствующей информацией.

По мере того, как растет ваше мастерство использования системы, вам могут понадобиться эти типы областей для размещения в них информа- ции. Вы обнаружите также, что наш сценарий хранения информации предпо- лагает движение по деревьям, или их обход, так что вам гарантируется выгода от использования иерархической конструкции.

Давайте пройдемся по этой примерной структуре и определим, каковы ее части. Данная структура включает много файлов и каталогов, но все они имеют определенное назначение. Возможно, вы не захотите использо- вать в точности эти имена, но вы получаете совет, какие типы категорий могут встретиться и как использовать систему для поддержки этой струк- туры.

Корнем этого дерева является регистрационный каталог, который оп- ределен в пятом поле файла /ets/passwd. Использование файла паролей описано в passwd(4). Вот пример парольного входа автора:
russ:.pDIPADYfIXBY:103:101:Russ Sage:/usr/russ:/bin/sh

Слева направо вы видите имя пользователя (russ), пароль (.pDI...), идентификатор пользователя (103), идентификатор группы (101), личный комментарий, имя регистрационного каталога (/usr/russ) и командный процессор shell, получаемый при входе в систему (/bin/ sh).
 

Файлы, описываемые ниже, разделяются на три категории: файлы, ко- торые обычно присутствуют в вашей системе, если вы работаете в System V, файлы, которые имеются обычно в Berkeley 4.2, и файлы, которые соз- даются при использовании программ из настоящей книги.
 

Первый файл - это .news_time. Дата этого файла соответствует то- му, когда вы последний раз читали новости в каталоге /usr/news. Для чтения новостей пользуйтесь командой news(1). Эта команда выдает но- вости, появившиеся позже даты создания файла .news_time.

Следующий файл - .profile. Этот файл выполняется при каждой ре- гистрации в интерпретаторе shell и может быть использован для привязки вашей собственной среды. В дальнейшем мы рассмотрим этот файл более подробно.

Следующий файл - calendar (календарь). Этот файл содержит даты и сообщения. Команда calendar(1) читает в этом файле даты, очень близкие к текущей дате. Затем печатаются или посылаются вам по почте сообще- ния.

Последний файл - mbox, ваш системный почтовый ящик. Когда вы с помощью команды mail(1) сохраняете почту, она направляется по умолча- нию в mbox.
 

Первым файлом здесь является .cshrc. Это первая стадия настройки системы на пользователя, выполняемой интерпретатором cshell. В системе UNIX присутствие "rc" в имени файла означает "команды запуска" ("run commands") или "запуск при загрузке" ("run on boot up").

Файл .login является синонимом файла .profile интерпретатора sh. Этот файл содержит команды настройки на среду пользователя, которая вам нужна при регистрации в системе.

Следующий файл - .logout. Он выполняется, когда вы выходите из системы. Например, вы можете применить его для печати учетной информа- ции, такой как время, в течение которого вы работали в системе, используемый вами размер дискового пространства и т.д. System V не имеет подобного файла.

Следующий файл - .msgsrc, предназначенный для команды msgs(1) системы Berkeley. Файл .msgsrc содержит последний, прочитанный вами файл сообщений. Файлы сообщений хранятся в виде последовательно прону- мерованных файлов в каталоге /usr/msgs.
 

Вот программы и файлы, которые вы можете разработать во время использования данной книги. Файл .lastlog содержит даты каждого вхож- дения в систему с вашими учетными данными. Программа, которая управля- ет этим файлом, называется lastlog и представлена в главе 5.

Следующий файл - .trashcan. Это каталог, который временно хранит файлы, удаленные вами. Если вы уверены, что они вам не нужны, то их можно удалить навсегда. Эта особенность рассмотрена в главе 3.

Последний файл - .phone.list. Это ваша личная база данных со списком телефонов. Она обслуживается командой phone (см. главу 5).

Первым каталогом является adm. Он содержит административные фай- лы, которые вы можете иметь, например расписания, информацию о сотруд- никах, встречах и т.д.

В каталоге bbs имеются подкаталоги для каждой "доски объявлений", которую вы вызываете. Когда вы обращаетесь к этим системам, вы имеете место для размещения всех соответствующих файлов и данных. Необходимая вам информация - это меню для системы, вспомогательный текст, загрузки программ и общая информация, которая вас интересует.

Каталог bin содержит все инструментальные средства, которые у вас есть. Это могут быть командные файлы или объектные модули откомпилиро- ванных программ. Подкаталог src не обязателен. В нем хранится исходный код на языке Си для объектных модулей, имеющихся в bin, так что исход- ный текст для быстрой фиксации ошибок и изменения всегда под рукой.

Название книги: Приемы профессиональной работы в UNIX
Автор: Сейдж Рассел
Просмотрено 36044 раз

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32