Тема 14. Архітектура ОС Unix

Основні поняття і визначення.

Віртуальна машина.

Типи та інтерфейс користувачів.

Команди та командний інтерпретатор.

Процеси та їх виконання.

Підсистема вводу/виводу.

Структура файлової системи.

Засоби захисту файлів і даних.

Сигнали і семафори.

Програмні канали та черги повідомлень.

Розділювана пам’ять та виклики віддалених процедур.

Особливості ОС Linux.

Основні поняття і визначення.

Unix є прикладом виключно вдалої реалізації простої мультипрограмної і багатокористувацької ОС.

Метою при розробці Unix системи було збереження простоти і використання мінімальної кількості функцій. Всі реальні складності залишались користувацьким програмам. Другою метою була загальність системи. Одні і ті ж методи і механізми повинні були використовуватись в багатьох випадках, тому загальність в Unix системах проявляється в багатьох аспектах:

· звертання до файлів, пристроїв вводу/виводу, буферів міжпроцесних повідомлень виконуються з допомогою одних і тих же примітивів;

· одні і ті ж механізми найменування, присвоєння альтернативних імен і захисту від несанкціонованого доступу застосовується до файлів даних і до директорій і пристроїв;

· одні і ті ж механізми працюють у відношенні програмних і апаратних ініціалізованих переривань.

Третя мета заключається в створенні операційного середовища, в якому великі задачі можна було б вирішувати шляхом комбінування існуючих невеликих програм, а не розробляючи програми заново. Важливим є і той факт, що система Unix представляє користувачам можливість направити вихід однієї програми на вхід іншої.

Unix системи поставляються з великим набором системних і прикладних програм, включаючи текстові редактори, інтерпретатори командної мови, компілятори з декількох популярних мов програмування (Perl, Assembler, Delphi, C, C++), компоновщики, відладчики, бібліотеки системних і користувацьких програм, засоби сортування і ведення баз даних, багаточисельні адміністративні і обслуговуючі програми. В Unix системах використовується ієрархічна файлова система з повним захистом, робота зі змінними томами (дисками), забезпечується незалежність від пристроїв. Центральною частиною системи Unix є ядро.

Віртуальна машина.

Система Unix є багато користувацькою, кожному користувачу після реєстрації надається віртуальний комп’ютер, в якому є всі необхідні ресурси:

· процесор;

· пам’ять;

· пристрої;

· файли.

Поточний стан такого віртуального комп’ютера називається образом. Можна сказати, що процес – це виконання образу. Образ складається з:

· образу пам’яті;

· значень загальних регістрів процесора;

· стану відкритих файлів;

· поточної директорії і іншої інформації.

Образ процесу під час його виконання розміщується в основній пам’яті (в старих системах вигружався на диск).

В сучасних реалізаціях, які підтримують як правило, сторінковий механізм віртуальної пам’яті перш за все вигружаються сторінки які не використовуються. Образ пам’яті ділиться на три логічні сегменти:

· сегмент процедур (починається з нульового адресу у віртуальному адресному просторі процесу);

· сегмент даних (розміщується після сегменту процедур і може зростати в сторону великих адресів);

· сегмент стеку (починається зі старшого адресу і росте в сторону молодших адресів по мірі занесення в нього інформації при викликах підпрограм і при перериваннях).