- •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
6.1. Оконная система X как базовое средство графических интерфейсов в среде ос unix
Понятно, что для нормальной организации работы пользовательских программ с графическими терминалами (если учитывать отмеченные выше стандартные требования к графическому интерфейсу) требуется наличие некоторого базового слоя программного обеспечения, скрывающего аппаратные особенности терминала; обеспечивающего создание окон на экране терминала, управление этими окнами и работу с ними со стороны пользовательской программы; дающего возможность пользовательской программе реагировать на события, происходящие в соответствующем окне (ввод с клавиатуры, движение курсора, нажатие клавиш мыши и т.д.). Такой базовый слой графического программного обеспечения принято называть оконной системой.
В мире ОС UNIX предпринималось несколько попыток создания оконных систем, и большинство из них успешно использовалось практически (например, оконная система NeWS компании Sun Microsystems, интерфейс которой основывался на использовании языка Postscript). Однако ни одна из этих систем не выходила за пределы ведомственного использования, что, естественно, резко ограничивало мобильность программ, обладающих графическим интерфейсом. Успеха удалось добиться группе молодых исследователей и программистов из Масачусетского технологического института, которые создали оконную систему под кратким и предельно скромным названием X (кстати, именно так правильно называть систему; по-английски ее грамотно называют не X-Window, а X window system, т.е. "оконная система X"). В настоящее время оконная система X является фактическим стандартом опорных средств графического интерфейса. Система X, дополнительные библиотеки, а также ряд готовых интерфейсных средств распространяются MIT бесплатно (относясь к категории public domain). В то же время сегодня именно оконная система X является базовым механизмом организации графических интерфейсов пользователя в большинстве UNIX-систем.
6.1.1. Общая организация X-Window
UNIX - это традиционно сетевая операционная система. Популярная ныне архитектура организации программно-аппаратных средств "клиент-сервер" всегда была совершенно естественной в мире UNIX. Специализация и разделение функций в сети - это и значит, что для пользователя компьютер и сеть неразличимы.
На этих идеях построена и оконная система X. Поскольку ОС UNIX является интерактивной операционной системой, то каждый работающий в системе пользователь взаимодействует с системой через предоставленный ему терминал (скорее всего, рабочую станцию) и, вообще говоря, вызывает программы, которые будут выполняться на других компьютерах локальной или территориально распределенной сети. Именно эти программы обеспечивают интерфейс с данным пользователем, т.е. они должны иметь возможность работать с терминалом пользователя вне зависимости от того, где они выполняются. Более того, чтобы возможности графического интерфейса этих программ удовлетворяли общим требованиям, нужно, чтобы программы могли не заботиться о таких деталях, как многооконная организация экрана, текущее расположение окон, управление мышью и т.д.
Оконная система X предоставляет в точности требуемые возможности. На стороне пользовательского терминала находится сервер системы X, обеспечивающий единообразное управление графическим терминалом вне зависимости от его специфических аппаратных характеристик. В других компьютерах сети (которые, фактически, являются серверами с точки зрения организации вычислительного процесса) установлены клиентские части системы X, создающие впечатление у выполняемой программы, что она взаимодействует с локальным терминалом, а на самом деле поддерживающие точно специфицированный протокол взаимодействий с сервером системы X.