Unix, базові принципи і особенности

Unix, базові принципи й особливо Що входить у ядро Що перебуває у оперативної пам’яті Кошти економії пам’яті. Віртуальне пам’ять Файлова система Unix Внутрішня структура файловою системи Unix Формат індексного описателя файла.

Все системні дії виконує ядро ОС Unix. Ядро — звичайний що здійснюється файл, лежить у файлі /unix чи /stand/unix чи /vmunix чи /vmlinuz (залежно від конкретної реалізації). Можете подивитися розмір цього файла — чималий. При початковій завантаженні системи ядро повністю завантажується в оперативну пам’ять, й надалі резидентно перебуває у ній, виконуючи всі.

Что входить у ядро..

ДРАЙВЕРЫ ПРИСТРОЇВ. І, що є, і тих, немає, але може бути, а також і такі, що ніколи вам непотрібні.

УПРАВЛЯЮЩИЕ ПІДПРОГРАМИ: частини коду, відповідальні забезпечення роботи користувальних програм — поділ часу й інших ресурсів системи.

СЛУЖЕБНЫЕ ТАБЛИЦІ І ДАНІ ЯДРА: таблиці поточних процесів, відкритих файлів, управляючі структури…

СИСТЕМНЫЕ ВИКЛИКИ. (Те, що MS-DOSе називається «21 переривання «- можна вважати певною аналогией/пародией на системні виклики.) З погляду програміста звичайна си-шная функція, лише виконує вона системно-зависимые дії, наприклад: прочитати дані з файла, встановити мережне з'єднання, створити каталог, тощо. тощо. Усі системні виклики (а їх понад 1500 штук) вкомпилированы в тіло ядра unix. Користувальні програми, викликають функції, є системними викликами, насправді утримують тільки jump «и на відповідні адреси пам’яті в ядрі. У користувальницьку програму системні виклики не влинковываются.

Что перебуває у оперативної памяти..

ЯДРО ОПЕРАЦІЙНІЙ СИСТЕМИ.

БУФЕРНЫЙ КЕШ. Частина оперативної пам’яті резервується під кэширование читання і запис на диск. Будь-яка операція читання з диска призводить до того, що прочитані з блоки вкладаються у буферний кеш, та якщо з нього передаються запросившим дані програмам. Якщо блок потрапив у кеш, усі наступні звернення щодо нього отримуватимуть образ блоки з кешу, причому незалежно, від цього — те ж саме програма, звертається до блоку, чи інша. Кэшируется також і запис на диск, знов-таки, розділюваний між всіма виконуваними програмами.

ПРОЦЕССЫ. Процесом в Unix «е називається выполняющаяся програма.

Средства економії пам’яті. Віртуальне память..

РЕЕНТЕРАБЕЛЬНОСТЬ КОДА. Коли сама й той самий программа (выполняемый файл) запущена у кількох примірниках, то оперативну пам’ять завантажується лише одна копія виконуваного ассемблерного коду усім. Кожен що здійснюється процес використовує і той ж текст програми, просто в кожного процесу є свій власний покажчик сучасний оператор.

РАЗДЕЛЯЕМЫЕ БІБЛІОТЕКИ. (У Windows є схоже поняття DLL — динамічно подгружаемая бібліотека). Певний кількість часто виконуваних функцій (наприклад printf, та й багато інших) оформляється як спеціальним чином підготовленої бібліотеки (SHARED LIBRARY). При компіляції програми, використовує розділяються бібліотеки, цих функцій не линкуются всередину коду програми. Вони «выдергиваются «з бібліотеки на стадії виконання програми. Цим ми заощаджуємо місце на диску й у оперативної пам’яті: програми відсутня код поділюваних функцій, а оперативної пам’яті цю функцію є у одному примірнику усім.

SWAPING. Кожен Unix-процесс функціонує у своїй власній 32-х битном віртуальному адресному просторі, не пересекающемся коїться з іншими. Адресне простір процесу то, можливо великим, ніж фізична оперативна пам’ять. Віртуальне пам’ять підтримується з допомогою PAGING «а — дозволу віртуальних адрес в фізичні «на льоту », з подкачкой відсутніх сторінок пам’яті зі swap-области на жорсткому диску.

На насправді SWAPING «бо як такого в Unix «е немає, замість нього застосовується значно більше гнучкий PAGING. (swaping — з визначення, це ПОВНА вивантаження програми на swap-область з метою звільнення місця у оперативної пам’яті).

Область пам’яті, зайнята програмою розділена втричі частини: TEXT (що їх коди програми), DATA (статичні дані програми), STACK (динамічні дані). Коли операционка звільняє місце у пам’яті з допомогою TEXT «бо вона займається скиданням його за диск. Вона відразу позначає його як вільний. Справді, коли знадобиться завантажити TEXT знову на пам’ять, його буде узяти з самого виконуваного файла з програмою. Така економія має один побічний ефект. Файл програми, що у цей час виконується, неможливо знищити. Операційна система повідомить у разі: «text file busy », і відмовиться виконувати видалення.

БИТ НАВ’ЯЗЛИВОСТІ. (sticky bit). Виконувана програма може мати додатковий атрибут. Так званий «біт нав’язливості «. Коли таку програму закінчує виконання, операционка (наскільки можна) намагається вистачає пам’ять, де містився текст програми. Відповідно, повторний її запуск станеться нас дуже швидко — адже програма досі завантажена на згадку про, її потрібно зачитувати з диска. Просто слід передати її у управління.

Файловая система Unix..

Файловая система в Unix — «дерев'яна », складається з файлів і каталогів. На кожний розділ диска створюється власна незалежна файлова система. Окремі файлові системи «зчіплюються «разом, у єдиний загальне дерево директорій. Така операція називається «монтуванням ». Відбувається це приблизно таке:

mountF ufs /dev/dsk/m197_c0d0s5 /home1 mountF ufs /dev/dsk/m197_c0d0s4 /usr df

Получить доступом до файлам «несмонтированной «файловою системи неможливо. Хибна пракика MS-DOSа — скільки розділів, стільки й «дисків «(a: b: з: d: e: … k: l: m: n:) в Unix не застосовується. У Unix є рівно одну спільну дерево каталогів, і з великим рахунком, користувачам цілком байдуже, якому саме диску чи розділі диска розташовані його файли /usr/spool/moshkow чи /home1/moshkow/bin/mcopy …

Файловая система Unix кэшируется буферным кэшем. Операція записи на диск виконується не тоді, коли це наказує що здійснюється процес, а коли операційна система за потрібне це. Це принципово піднімає ефективність яких і швидкість роботи з диском, і підвищує небезпека її використання. Вимикання харчування на «гарячої «, працюючої Unix-машине призводить до руйнувань структури файловій системи.

При кожної початковій завантаженні Unix перевіряє - чи є коректним була виключена машина минулого разу, і якщо ні - автоматично запускає утиліту fsck (File System Check) — перевірку і ремонт файлових систем.

Внутренняя структура файловій системи Unix..

Раздел диска, у якому створена файлова система, розбитий втричі частини.

СУПЕРБЛОК. Займає 1 Kb. Містить службову інформацію:

Тип файловою системи, Розмір Початок списку вільних блоків.. .. ще щось

ОБЛАСТЬ INOD-ов. Займає приблизно 8% загального розміру розділу. inode — Index-node — описувач файла. Він має усю інформацію про файлі, за винятком імені файла, та власне даних файла. У inod «е зберігається:

тип файла (файл, каталог, іменований канал, спеціальний файл) хто власник права (атрибуты) файла час модификации/создания файла адреси блоків, із яких складається файл ще щось …

ОБЛАСТЬ ДАНИХ. У цій сфері розташовані блоки з цими фай вилов. Незайняті блоки провязаны в СПИСОК ВІЛЬНИХ БЛОКІВ.

Файлы бувають двох основних типів. ФАЙЛ, КАТАЛОГ.

ФАЙЛ — і є файл.

КАТАЛОГ — файл фіксованого формату: складається з рядків із іменами файлів, які входять у каталог.

имя_файла1 Номер_Инода1 имя_файла2 Номер_Инода2. ..

Чтобы одержати доступ файлу під назвою, операційна система.

вважає цю ім'я в каталозі, що містить файл, бере Номер_Инода файла, за безплатним номером знаходить inod у сфері inod «вв, з inod «а бере адреси блоків, де розташовані дані файла, за адресами блоків зчитує блоки в галузі даних.

Все.

Формат індексного описателя файла..

Область инодов розбита на 64-х байтные структури — inod «и. У inod «е зберігається:

Тип файла (файл/каталог/специальный файл/fifo/socket) Атрибути (права доступу) Власник файла Группа-владелец файла Часи створення, модифікації, останнього доступу до файлу Довжина файла Адреса 1-го блоку файла Адреса 2-го блоку файла … Адреса 10-го блоку файла Адреса блоку непрямої адресації (блоку з 256 адресами блоків) Адреса блоку 2-ї непрямої адресації (блоку з 256 адресами блоків із адресами) Адреса блоку 3-й непрямої адресації (блоку з адресами блоків із адресами блоків із адресами)

Точный формат структури файловою системи див. man fs.