Межпроцессное взаимодействие

Полная изоляция процессов в операционной системе бессмысленна, так как им часто необходимо обмениваться данными в процессе работы. Для решения задачи межпроцессного взаимодействия в операционной системе существует набор специальных средств:

стандартные потоки ввода-вывода

По умолчанию каждому процессу при запуске ставится в соответствие три открытых файла: стандартного ввода, стандартного вывода и стандартного вывода ошибок. С помощью средств командной строки такие потоки для разных процессов могут быть объединены так, что, к примеру, вывод одного процесса будет подаваться на ввод другого. В более общем смысле такие потоки называют неименованными каналами;

разделяемая память

Специальный механизм, с помощью которого средствами операционной системы два процесса могут обращаться к общему участку физической памяти – каждый через свое адресное пространство;

сигналы

Это способ информирования процесса со стороны ядра о происшествии некоторого события. Смысл термина «сигнал» состоит в том, что сколько бы однотипных событий в системе не произошло, по поводу каждой такой группы событий процессу будет подан ровно один сигнал. Т.е. сигнал означает, что определяемое им событие произошло, но не несет информации о том, сколько именно произошло однотипных событий. Сигналы могут инициироваться одними процессами по отношению к другим процессам с помощью специального системного вызова kill;

Именованные каналы и сокеты

Специальные файлы, через которые может осуществляться обмен данными между процессами.

Резюме

Основными принципами операционной системы UNIX являются многозадачность и стандартизация. Пользователю приходиться работать с двумя основными объектами операционной системы: файлами и процессами.

Операционную систему UNIX можно представить в виде трёх уровней: монолитное ядро, системные утилиты и демоны, пользовательские программы. Первые два работают на уровне привилегий системы, третий – на уровне пользователя.

Все файловые системы семейства UNIX обладают схожей структурой. Основным элементом файловой системы является индексный узел, каталог связывает файл с именем. Помимо файлов и директорий существуют специальные виды файлов: устройства, каналы, символические ссылки и сокеты. Стандарт на файловую систему описывает основные директории иерархической файловой системы UNIX. Для объединения файловых систем нескольких устройств используется механизм монтирования.

Каждый процесс в системе имеет уникальный идентификатор и состояние. Планирование исполнения процессов производится на основе динамических приоритетов. Для межпроцессного взаимодействия используются специальные средства, основными среди которых являются неименованные каналы и сигналы.

Командная строка UNIX

Командная строка UNIX.. 153

Терминал и командная строка. 153

Терминал. 153

Командная оболочка. 154

Одновременный доступ к системе. 154

Формат командной строки. 155

Программное окружение. 158

Возможности интерфейса командной оболочки. 159

Справочная подсистема. 161

Резюме. 164

Операционная система предоставляет пользователю специальный интерфейс – командную строку, через которую пользователи получают персональную рабочую среду. Несмотря на то, что в современных UNIX-системах широко используются графические пользовательские интерфейсы, командная строка остаётся основным рабочим инструментом администратора системы.

Терминал и командная строка

Терминал

В операционной системе UNIX основными средствами взаимодействия пользователя с системой являются клавиатура и экран монитора, работающий в текстовом режиме. Вводимый пользователем текст немедленно отображается на мониторе соответствующими знаками, однако может и не отображаться (например, в случае ввода пароля). Для управления вводом используются некоторые нетекстовые клавиши на клавиатуре: Backspace (он же «Забой») – для удаления последнего введенного символа или Enter – для передачи команды системе. Нажатие на эти клавиши не приводит к отображению символа, вместо этого вводимый текст обрабатывается системой тем или иным способом – эти клавиши и их комбинации объединяют понятием управляющие символы.

Текстовый принцип работы с машиной позволяет отвлечься от конкретных частей компьютера, вроде системной клавиатуры и видеокарты с монитором, рассматривая единое оконечное устройство, посредством которого пользователь вводит текст и передает его системе, а система выводит необходимые пользователю данные и сообщения. Такое устройство называется терминалом. В общем случае терминал – это точка входа пользователя в систему, обладающая способностью передавать текстовую информацию. Терминалом может быть отдельное внешнее устройство, подключаемое к компьютеру через порт последовательной передачи данных («COM-порт»). В роли терминала может работать (с некоторой поддержкой со стороны системы) и программа (например, xterm или ssh).

Свойство терминала передавать только символьную информацию приводит к тому, что некоторые из передаваемых символов должны восприниматься не как текстовые, а как управляющие (например, символы, возвращаемые клавишами Backspace и Enter). На самом деле управляющих символов больше: часть из них предназначена для экстренной передачи команд системе, часть – для редактирования вводимого текста. Многие из этих символов не имеют специальной клавиши на клавиатуре, поэтому их необходимо извлекать с помощью клавиатурного модификатора Ctrl. Проблема в том, что на клавиатуре может быть так много разных нетекстовых клавиш, что на них не хватает ограниченного количества разных управляющих символов. Поэтому большинство нетекстовых клавиш возвращают так называемую управляющую последовательность, которая начинается управляющим символом, за которым следует строго определенное число обычных символов.

Одной из полезных особенностей терминала является возможность его «прокрутки» с помощью клавиш Shift-PgUp и Shift-PgDn. Это может быть полезно, если вывод программы занимает больший объём, чем размер экрана.

Командная оболочка

Основная среда взаимодействия с UNIX – командная строка. Суть её в том, что каждая строка, передаваемая пользователем системе, – это команда, которую та должна выполнить. Пока не нажата клавиша Enter, строку можно редактировать, затем она отсылается системе.

Команды интерпретируются и выполняются специальной программой – командной оболочкой (или «shell», по-английски). Через командную оболочку производится управление пользовательскими процессами – для этого используются средства межпроцессного обмена.

Командная оболочка непосредственно связана с терминалом, через который осуществляется передача управляющих последовательностей и текста. На рисунке (3.1) представлена общая схема взаимодействия пользователя с системой при использовании командной строки.

Рисунок 3.1. Интерфейс командной строки

Поиск по сайту: