UNIXоперациялық жүйенің файлдары

Сабақ жоспары №5

Топ	Күні	Студенттер саны	ауд
32 ЕТ	20.12.16		01 ауд

Пән (оқу практикасы): Операциялық жүйелер

Тақырыбы: Unix қабықшалары

Мақсаты: Виртуальды машинада Unix қабықшаларымен танысу

Дамытушы: Unix қабықшасымен жұмыс жасап үйрену

Тәрбиелілік: Windows-тан өзге операциялық жүйелерге деген қызығушылық ояту

Сабақ типі: тәжірибелік, құрамдастырылған сабақ

Оқыту әдісі: илюстративті-түсіндірмелік

Оқыту формасы: жеке оқыту

Пән аралық байланыс: ДҚ, ОББН.

Оқыту құралдары: интербелсенді тақта, ноутбуктар

Қолданылған әдебиеттер: Баурн С., «Операционная система Lunix»

Сабақ жоспары:

1. Ұйымдастыру кезеңі (2-3 мин)

2. Жаңа материалды түсіндіру (20-25 мин)

3. Материалдарды тарату (10 мин)

4. Әрбір студенттің жұмысын тексеру, қосымша сұрақтау қою (35-40 мин)

5. Бағалау (2 мин)

6. Қорытынды жасау (2-3 мин)

7. Үй тапсырмасы (1 мин)

Сабақ барысы

1. Ұйымдастыру кезеңі (2-3 мин)

 

2. Өтілген материалдарды сұрау:

- операциялық жүйеге анықтама беріңіз;

- Linux операциялық жүйе туралы не білесіз?;

- Windows операциялық жүйесінің артықшылықтары мен кемшіліктері?

3. Жаңа материалдарды зерттеу:

-Unix деген не?;

- Linux пен Windows операциялық жүйелерін салыстыру;

- Unix қабықшасымен жұмыс жасау үшін видеоматериал таратылады.

Жоспар

Unix деген не?;

UNIX операциялық жүйесі (ОЖ) 1970 жылдары Веll Laboratories (АҚШ) фирмасында жасалып шығарылды. UNIX-тің әр түрлі нұсқалары бірінші колледждер мен университеттерде қолданыла бастады. Осы кезде UNIX-тің беделі көтерілді. Ол басқа ОЖ-лерді ығыстыра бастады. 1978 жылы UNIX ОЖ-нің 7 нұ-сқауының шығуы, одан кейін 1982 жылы System III нұсқасының шығуы осы ОЖ-нің кең таралуына себеп болды. 1987 жылдың аяғына таман UNIX ОЖ-сін қолданушылар саны 4,5 млн жетті. UNIX-тің бұндай көтерілуінің екі себебі бар. Бірінші, ықшамдылығы, яғни сіз белгілі бір бағдарламалау тілінде бағдарлама жазса
ңыз, онда осы бағдарлама UNIX ОЖ-мен басқарылатын компьютерде жұмыс істейтініне сенімді боласыз.
Екінші, UNIX-тің ыңғайлылығы. UNIX шығысымен өзі коммерциялық болмай тұрып, академиялық ортада таралуы, оның ЭЕМ-нің РDР-ІІ типтерінде қолданылуы, мини-ЭЕМ-дерге арналған ОЖ ретінде қалыптасуына әсер етті.
Біздің заманымызда UNIX бүкіл дүние жүзіне аты мәлім ОЖ. Бұнда бір уақытта мыңдаған адамдар жұмыс істей алады. Ал Internet әлемдік торабымен жұмыс істеу үшін UNIX-тен артық ОЖ таба алмайсыз. UNIX операциялық жүйесінде кез келген басқа көпқолданбалы операциялық жүйедегідей қолданушыларды бір-бірінен және басқа кез келген айрықша құқықталмаған қолданушыдан желілік деректерді сақтайды, Unix операциялық жүйесінде компьютер ресурстарымен басқаратын және қолданбалы базалык қызметтер жиынын ұсынатын сақтанған ядро болады. UNIX операциялық жүйесі негізгі жетістіктерінің бірі жүйенің жоғары әмбебаптық қасиетінің болуымен анықталады. Бұл қасиеттің мәні барлық операциялық жүйенің оның ядросын қосқанда әр түрлі аппараттық платформаларға өтуімен түсіндіріледі. Жүйенің барлық бөліктері ядроны есептемегенде толық машина тәуелсіз болып табылады. Бұл компоненттер Си тілінде жақсы жазылған және жаңа платформаға өту үшін мәтіндерді толық компьютер кодтарына қайта компиляциялау ғана қажет етіледі. Бірақ ядроның салыстырмалы үлкен емес бөлігі машинаға тәуелсіз болып табылады және Си мен ассемблер тілдерінің көмегімен жазылған. Жүйені жаңа платформаға тасыған кезде ядроның бұл бөлігін көшіру қажет етіледі.

Ядроның машинаға тәуелді бөліктері машинадан тәуелсіз бөлігінен жақсы бөлінген және әр машинаға тәуелді компоненттерінің тапсырмасын дұрыс түсінген кезде машина тәуелді бөлікті көшіру техникалың тапсырма болып табылады.UNIX операциялық жүйесі ядросының машинаға тәуелді бөлігі мынадай компоненттерден тұрады:

· төмен деңгейде жүйені үйлесімділеу;

· ішкі және сыртқы үзілістердің бірінші өңделуі;

· жадымен басқару;

· қолданушы және ядро режимдері арасында процестер контекстерінің қайта қосылуы;

· бүтін платформаның ерекшеліктерімен байланысты құрылғылар драйверлерінің бөліктері.

UNIX операциялық жүйесінің негізгі функцияларына мыналарды жатқызамыз:

1. Жүйе үйлесімділігі — орау және жіберу функциясы. Жүйе ядросы ядроның компьютер жадына толық жүгіну мен ядроның қосылуын қамтамасыз ететін оралу (bootstrap) құралын қамтамасыз етеді.

2. Жіптер және процестермен басқару — бар процестер мен жіптерді жасау, бітіру және қадағалау функциялары. UNIX операциялық жүйесі мультипроцессорлы операциялық жүйе болғандықтан процестер қатарласа орындалып жатқанын көрсету үшін ядро процессордың қосылған уақыт процестері мен компьютердің басқа ресурстары арасында бөлінуді реттейді.

3. Жадымен басқару — процестердің шектелмеген виртуалды жадының шектелген размерлі компьютердің физикалық оперативті жадына көшу функциясы. Ядроның сәйкес компоненті бір оперативті жады облысының сыртқы жадыны қолданумен бірнеше процестермен бөліп қолдануды қамтамасыз етеді.

4. Файлдармен басқару — файлды жүйе абстракциясын жасайтын функция, каталогтер мен файлдар иерархиясы. Unix операциялық жүйесі файлды жүйелері файлдардың бірнеше типтерін ұстанады. Кейбір файлдар деректерді ASCII форматында ұстай алады, басқалары сыртқы құрылғыларға сәйкес келеді. Файлдың жүйеде объектілі файлда, орындалатын, т.б, сақталады. Файлдар әдетте жадының сыртқы құрылғыларында сақталады; оларға ену ядро көмегімен жасалады. UNIX әлемінде файлдық жүйелерді құрудың бірнеше типі бар. UNIX операциялық жүйесі қазірге нұсқалары бір мезгілде көптеген файлдың типтерді ұстанады.

o Қатынастық құралдар — бір компьютер ішінде орындалатын (ІРС — Inter-Process Communications) процестер арасында, деректерді жіберудің ғаламды немесе жергілікті желілердің әр түрлі тораптары арасында, сонымен қатар процестер мен сыртқы құрылғылар драйверлері арасында деректермен ауысуды қамтамасыз ететін функция.

o Бағдарламалық интерфейс — функция кітапханасы түрінде жасалған жүйелі шақыру механизмі негізінде жасалған қолданбалы процестер жағынан мүмкіндіктерге енуді қамтамасыз ететін функция.

Кез келген операциялық жүйеде қолданбалы бағдарламаларға операциялық жүйе ядросының қызметтеріне баруға мүмкіндік беретін кейбір механизм. UNIX операциялық жүйе осындай құралдар шақырулар деп аталады. Олардың мәні операциялық жүйе ядросының функцияларына жүгіну үшін процессордың «арнайы командалары» қолданады, бұл процестермен қатар оны ядро режиміне айналдыратын процессордың ішкі үзулері пайда болуында. Осындай үзілулерді өңдеу кезінде операциялық жүйе ядросы үзілу шын мәнінде қолданбалы бағдарлама жағынан белгілі бір әрекеттердің орындалуына ядроға сұрау болып табылады, қарату параметрлерін таңдайды және оны өңдейді, сосын қолданбалы бағдарламаның кәдімгі орындалуын қайтарып «үзілуден қайтаруды» орындайды. Қолданбалы бағдарламаның әсерімен ішкі үзілістердің нақты қозу механизмдері әр түрлі аппараттық архитектурада әр түрлі болады. UNIX операциялық жүйе ішкі үзілістердің нақты қозу механизмдерінің ерекшеліктерін жасыратын қосымша деңгей қажет болды. Бұл механизм жүйелі шақырулар кітапханасымен қамтамасыз етіледі. Қолданушы үшін жүйелі шақырулар кітапханасы Си тілінің бағдарламалау жұйесінің алдын ала жасалған кәдімгі кітапхана болып табылады.

Үзілістерді өңдеу механизмінің мәні әр мүмкін болатын үзіліске физикалық оперативті жадының кейбір анықталған адресі сәйкес келеді. Процессорға үзіліске ішкі немесе сыртқы сұратудың болуымен тоқтауға мүмкіндік берген мезетте бар адреске сәйкес физикалық оперативті жадының ұяшығына басқарудың аппараттық жөнелтілуі болады, әдетте бұл ұящықтың адресі «үзілу векторы» деп аталады. Операциялық жүйенің жұмысы — оперативтік жадының сәйкес ұяшықтарында үзілістердің бастапқы өңделуін қамтамасыз ететін және толық өңдеуді көрсететін бағдарламалық кодты орналастыру.

UNIXоперациялық жүйенің файлдары

Файлдар түрлілігі. Unix операциялық жүйесінде файл ұғымы сыртқы жады құрылғыларында болатын кәдімгі файлдармен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін әмбебап абстракция болып табылады; сыртқы жады құрылғыларынан айрықша құрылғылармен; басқа процестермен динамикальщ генерацияланатын ақпаратпен, т.б. Бұл мүмкіндіктерді ұсгану үшін UNIX операциялық жүйесі файлды жүйенің біртекті әдіспен файлдардың бірнеше типтерін ұстанады, олардың негізгілері кәдімгі (егер күнделікті болса) файлдар файлдың жүйе ұстанатын сыртқы жады құрылғыларындағы блоктар жиыны болып табылады. Осындай файлдар мәтінді ақпаратты еияқты екілік ақпаратты да қамтиды, Файлдық жүйе қолданушы деңгейінде кәдімгі файлды ұсынуды байттар кезегі сияқты қамтамасыз етіи кәдімгі файлдарға қандай да бір құрылымды жазбайды.

Операциялық жүйенің өз компоненттерімен интерпритациялануға тиісті кейбір файлдар үшін Unix өлшенген қүрылымды ұстанады. Осындай файлдардың маңызды мысалдары объектілі жөне орындалатын файлдар болып табылады. Бұл файлдардың құрылымдары компиляторлармен, байланыс редакторымен және жүктегіштермен орындалады. Бірақ бұл қүрылым файлдың жүйеге белгісіз. Ол үшін осындай файлдар көдімгі файлдар болып табылады.

Кәдімгі файлдардың болуы иерархиялық файлдық жүйелерді құру үшін жеткілікті емес. Файлдар атауларын сәйкестендіретін каталогтар немесе олардың физикалық сипаттамасы бар каталогтер қажет. Каталогтер сыртқы жадыда кәдімгі файлда сияқты сақтанатын бірақ құрылымы файлдық жүйенің өзімен ұстанатын файлдардың ерекше түрі болып табылады.

Каталог файлының құрылымы күрделі емес. Негізінде, каталог әр элементі екі жолдан тұратын кесте: оның файлдың жүйесіндегі берілген файлдың торабының нөмірі және осы нөмірмен байланысты файл атауы.

Арнайы файлдар деректерді сақтамайды. Олар физикалық сыртқы құрылғылардың файлдық жүйе атауларына көрсету механизмін қамтамасыз етеді. Жүйемен ұстанатын әр құрылғыға ең аз дегенде бір арнайы файл жатады. Арнай файлдар mknod жүйелі шақырудың орындалуы кезінде жасалады, әр арнайы файлға сәйкес құрылғының драйвері деп аталатын бағдарламалық жасақтаманың бір бөлігі сәйкес келеді. Арнайы файлға байланысты оқуды немесе жазуды орындаған кезде бағдарламалық коды қолданушы мен сәйкес физикалық құрылғы процесі арасында деректерді жіберуге жауап беретін сәйкес драйвердің тура шақырылуы болады. Сонымен бірге арнайы файлдар атаулары кәдімгі файлдар атауларын қолдануға болатын барлық жерде қолдануға болады.

Арнайы файлдардың екі түрі болады: блоктық және таңбалық.

Блоктық арнайы файлдар 512,1024,4096 немеее 8192 байттар размерлі деректер байтының блоктарымен ауысу болатын сыртқы құрылғыларды елестетеді. Осындай құрылғылардың мысалы ретінде магнитті дискілерді атауға болады. Файлдық жүйелер ылғида блоктық құрылғыларда орналасады, сондықтан mount бұйрығын да белгілі бір блоктық құрылғы аталады. Таңбалық арнайы файлдар тең размерлі деректер блогымен ауысуды талап етпейтін сыртқы кұрылғыларға ұқсайды. Осындай құрылғылардың мысалы ретінде терминалдарды (сонымен бірге жүйелі консоль), тізбекті құрылғылар, магнитті таспалардың кейбір түрлерін қарастыруға болады. Кейде таңбалы арнайы файлдар магнитті дискіге ұқсайды. Блокты құрылғылармен деректерді ауыстырған кезде жүйе деректерді ішкі жүйелі кэште буферлейді. Белгілі бір уақыт интервалынан кейін жүйе «өзгерген» меткасы бар буферлерді «лақтырады». Негізгі қиындық компьютер кездейсоқ өшкен кезде жүйелі кэштің ішіндегісі жойылу мүмкіндігі болып табылады. Онда сыртқы блоктық файлдар түсініспеушілік жағдайында қалуы мүмкін. Таңбалы арнайы файлдармен ауысу жүйелі буферлеуді қолданбай тікелей жүргізіледі.