- •Раздел 4. Операционная система unix
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Основание и история
- •2. Основные понятия ос unix
- •2.1. Основные понятия
- •2.2. Ядро ос unix
- •2.2.1. Общая организация традиционного ядра ос unix
- •2.2.3. Принципы взаимодействия с ядром
- •2.2.2. Основные функции
- •2.2.4. Принципы обработки прерываний
- •2.3. Файловая система
- •2.3.1. Структура файловой системы
- •2.3.2. Монтируемые файловые системы
- •2.3.3. Интерфейс с файловой системой
- •2.3.4. Разновидности файлов
- •2.3.5. Распределенные файловые системы
- •2.4. Управление устройствами
- •2.4.1. Устройство как специальный файл
- •2.4.2. Драйверы устройств
- •2.4.3. Внешний и внутренний интерфейсы устройств
- •2.5. Принципы защиты
- •2.5.1. Идентификаторы пользователя и группы пользователей
- •2.5.2. Защита файлов
- •2.6. Базовые механизмы сетевых взаимодействий
- •2.6.1. Потоки (Streams)
- •2.6.2. Стек протоколов tcp/ip
- •2.6.3. Программные гнезда (Sockets)
- •2.6.4. Вызовы удаленных процедур (rpc)
- •3. Основные функции и компоненты ядра ос unix
- •3.1. Управление памятью
- •3.1.1. Виртуальная память
- •3.1.2. Аппаратно-независимый уровень управления памятью
- •3.1.3. Страничное замещение основной памяти и swapping
- •3.2. Управление процессами и нитями
- •3.2.1. Пользовательская и ядерная составляющие процессов
- •3.2.2. Принципы организации многопользовательского режима
- •3.2.3. Механизм управления процессами на уровне пользователя
- •3.2.4. Понятие нити (threads)
- •3.2.5. Организация нитей и управлению ими в ос unix
- •3.3. Управление вводом/выводом
- •3.3.1. Принципы системной буферизации ввода/вывода
- •3.3.2. Системные вызовы для управления вводом/выводом
- •3.3.3. Блочные драйверы
- •3.3.4. Символьные драйверы
- •3.3.5. Потоковые драйверы
- •3.4. Взаимодействие процессов
- •3.4.1. Разделяемая память
- •3.4.2. Семафоры
- •3.4.3. Очереди сообщений
- •3.4.4. Программные каналы
- •3.4.5. Программные гнезда (sockets)
- •4. Мобильное программирование в среде ос unix. Стандартные библиотеки
- •4.1. Библиотека системных вызовов
- •4.2. Библиотека ввода/вывода
- •4.3. Дополнительные библиотеки
- •4.4. Файлы заголовков
- •5. Средства интерактивного интерфейса пользователей
- •5.1. Командные языки и командные интерпретаторы
- •5.1.1. Общая характеристика командных языков
- •5.1.2. Базовые возможности семейства командных интерпретаторов
- •5.2. Команды и утилиты
- •5.2.1. Организация команды в ос unix
- •5.2.2. Перенаправление ввода/вывода и организация конвейера
- •5.2.3. Встроенные, библиотечные и пользовательские команды
- •5.2.4. Программирование на командном языке
- •6. Средства графического интерфейса пользователей
- •6.1. Оконная система X как базовое средство графических интерфейсов в среде ос unix
- •6.1.1. Общая организация X-Window
- •6.1.2. Клиентская и серверная части
- •6.1.3. Базовые библиотеки
- •6.2. Средства разработки графических интерфейсов
- •7. Современное состояние ос unix
- •7.2. Системы, основанные на System V Release 4
- •7.3. Свободно распространяемые и коммерческие варианты ос unix семейства bsd
- •7.4. Другие свободно распространяемые варианты ос unix
- •7.5. Стандарты ос unix
- •Заключение
- •Литература
4.2. Библиотека ввода/вывода
Традиционной для ОС UNIX библиотекой функций более высокого уровня, чем библиотека системных вызовов, является так называемая стандартная библиотека ввода/вывода (stdio). Основной набор функций этой библиотеки служит для выполнения файловых операций с буферизацией данных в памяти пользовательского процесса. Библиотека ввода/вывода фактически стандартизована очень давно, и ею можно безопасно пользоваться в любой операционной среде. В частности, единообразные библиотеки ввода/вывода поддерживаются во всех современных реализациях системы программирования языка Си, выполненных не в среде ОС UNIX (включая реализации в среде MS-DOS).
Поэтому можно сформулировать правило мобильного программирования с использованием библиотеки ввода/вывода:
если для разрабатываемой вами прикладной программы достаточно возможностей библиотеки ввода/вывода, ограничьтесь использованием этой библиотеки.
Придерживаясь этого правила, с большой вероятностью вы не будете иметь проблем, связанных с вводом/выводом, при переносе вашей программы в любую операционную среду (не обязательно UNIX-ориентированную), в которой поддерживается стандартная библиотека ввода/вывода.
4.3. Дополнительные библиотеки
Понятно, что при прикладном программировании используются не только библиотеки системных вызовов и ввода/вывода. Существует масса других библиотечных функций, предназначенных, например, для разнообразных преобразований форматов данных, математических вычислений и т.д. К таким библиотекам нужно относиться очень осторожно, поскольку в целях повышения эффективности соответствующие функции могут быть машинно-зависимыми и по этой причине обладать специфическими интерфейсами (хотя, скорее всего, не зависят от особенностей операционной системы). Сама по себе машинная зависимость библиотечной функции не представляет опасности, поскольку при переносе программы на компьютер с другой архитектурой все равно потребуется перекомпиляция и перекомпоновка прикладной программы, но специфичность интерфейсов может причинить большие неприятности.
Наиболее безопасным решением на сегодняшний день (при программировании на языке Си) является использование библиотек, специфицированных в стандарте языка Си. Наверное, стандартных библиотек Си окажется недостаточно в случае сложных приложений, но если при указании опции ANSI ваша система программирования успешно производит сборку выполняемой программы, можно быть почти уверенным, что вы не будете иметь проблем при переносе программы на компьютер, на котором установлен компилятор стандартного языка Си.
Поэтому можно сформулировать правило мобильного программирования с использованием дополнительных библиотек:
если для разрабатываемой вами прикладной системы оказывается достаточным использование библиотек, специфицированных в стандарте языка Си, ограничьтесь использованием этих библиотек;
если стандартных библиотек оказывается недостаточно и приходится использовать функцию из некоторой дополнительной библиотеки, поддерживаемой в вашей системе, постарайтесь проверить, насколько она стандартна. Если вы не уверены в стандартности используемой функции, то лучше напишите собственную интерфейсную функцию с известным вам интерфейсом, а при переносе прикладной программы состыкуйте эту функцию (может быть, придется ее переписать) с подходящей библиотечной функцией целевой системы.