UNIX概念和系统组成.doc

课程IK000001UNIX概念和系统组成ISSUE2.0IK000001 UNIX概念和系统组成 ISSUE2.0目 录目 录课程说明1课程介绍1课程目标1相关资料1第1章 UNIX介绍21.1 什么是操作系统21.2 UNIX操作系统的历史31.3 UNIX的特点3第2章 UNIX的系统组成52.1 UNIX的几个常用基本概念52.2 UNIX系统组成62.3 用户登录及退出8第3章 UNIX的文件系统93.1 UNIX文件系统分类93.2 UNIX文件类型93.3 UNIX树型目录结构103.4 UNIX文件名称113.5 UNIX文件存取权限12iIK000001 UNIX概念和系统组成 ISSUE2.0课程说明课程说明课程介绍本教材对应的产品为华为公司智能网所有应用UNIX作为服务器操作系统的产品。本课程为UNIX的概念介绍。包括的主要内容如下：操作系统概念、UNIX系统概念、UNIX的简单历史介绍以及UNIX常见shell。课程目标完成本课程学习，学员能够： l 了解UNIX操作系统相关概念l 了解UNIX操作系统中常用shelll 学会登录和退出UNIX环境相关资料4IK000001 UNIX概念和系统组成 ISSUE2.0第3章 UNIX的文件系统第1章 UNIX介绍1.1 什么是操作系统操作系统DisksMemoryCPUPrintersNetworkUsersProgramsConsumersResources图1-1 操作系统示意图操作系统是一种控制计算机（硬件）的特殊计算机程序（软件），在计算机和资源消费者之间起到联结的作用，常常用来在多消费者使用的情况下协调分配有限资源。这些资源包括CPU、磁盘、内存和打印机等，消费者运行程序时需要访问这些资源。例如，如当使用者或程序提出请求要求在磁盘存储文件时，操作系统就会介入，分配好文件存储的空间，然后把文件信息从内存转到磁盘上。当使用者提出执行程序的请求时，操作系统必须分配内存空间，以便载入和访问程序。执行程序时，操作系统会访问中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。在一个分时系统中，常常有几个程序要求同时访问CPU。就像警察在一个复杂的十字路口指挥交通一样，操作系统决定程序如何轮用CPU，以及何时占用CPU。十字路口正如CPU，接入十字路口的道路就像一个程序。在任何时间只有一条道路上的车辆能通过十字路口，警察指定哪条道路的车辆能通过十字路口，最终使所有道路的车辆都能顺利通过十字路口。1.2 UNIX操作系统的发展史UNIX是较早广泛使用的计算机操作系统之一，它的第一版于1969年在Bell实验室产生，1975年对外公布，1976年以后在Bell实验室外广泛使用。以下是UNIX操作系统的历史简介：l 1969UNIX的雏形在Bell实验室形成。l 1971UNIX的第1版诞生，贝尔实验室专利局成为第一个用户。l 1972UNIX的第2版诞生。新特征有：管道、支持编程语言、开始尝试用NB（NB是C语言的前身）编写内核。l 1973UNIX的第4版诞生，内核和外壳用C语言重写而成。l 1975UNIX的第6版诞生，开始向政府和商业用户发行使用许可证。l 1979BSD3.0诞生，加入了对虚拟内存和按需分页的支持。它的主要设计目标是能运行所需内存比物理内存大的进程。l 1981/usr/group成立，这是第一个发起指定UNIX标准环境的的组织。l 1983System V第1版诞生，AT&T宣布正式支持该系统。l 1991HP-UX 8.0面世。l 1997HP-UX 11.0面世，遵从SVID 4和POSIX.2。在对64位应用程序的支持方面，符合IA64标准，实现内核线程化。1.3 UNIX的特点UNIX操作系统是一种非常流行的多任务、多用户操作系统，应用非常广泛。UNIX的主要特点为：l 多任务(Multi-tasking)：UNIX是一个多任务操作系统，在它内部允许有多个任务同时运行。而DOS操作系统是单任务的操作系统，不能同时运行多个任务。早期的UNIX操作系统的多任务是靠分时（Time Sharing）机制实现的，现在有些UNIX除了具有分时机制外，还加入了实时（Real Time）多任务能力，用于象实时控制、数据采集等实时性要求较高的场合。系统在执行多任务时，CPU在某一时刻只能执行一个任务，但UNIX操作系统将CPU时间分片，并把这些时间片分别安排给多个进程。因为CPU运行很快，在操作者看来，所有程序(进程)都在同时运行。l 多用户(Multi-users)：UNIX又是一个多用户操作系统，它允许多个用户同时使用。在UNIX中，每位用户运行自己的或公用的程序，好象拥有一台单独的机器。DOS操作系统是单用户的操作系统，只允许一个用户同时使用。l 并行处理能力：UNIX支持多处理器系统，允许多个处理器协调并行运行。l 管道：UNIX允许一个程序的输出作为另外一个程序输入，多个程序串起来好象一条管道一样。通过各个简单任务的组合，就可以完成比较复杂的任务，并极大提高了操作的方便性。晚期版本的DOS操作系统也借鉴并提供了这种机制。l 功能强大的Shell：UNIX的命令解释器由Shell实现。UNIX提供了多种功能强大的Shell，每种Shell本身就是一种解释型高级语言，通过用户编程就可创造无数命令，使用方便。l 安全保护机制：UNIX提供了非常强大的安全保护机制，防止系统及其数据未经许可而被非法访问。l 稳定性好：在目前使用的操作系统中，UNIX是比较稳定的。UNIX具有非常强大的错误处理能力，保护系统的正常运行。l 用户界面：传统的UNIX用户界面采用命令行方式，命令较难记忆，很难普及到非计算机专业人员。这也是长期以来UNIX遭受指责的主要原因，但现在大多数的UNIX都加入的图形界面，可操作性大大增强。l 强大的网络支持：UNIX具有很强的联网功能，目前流行的TCP/IP协议就是UNIX的缺省网络协议，正是因为UNIX和TCP/IP的完美结合，促进了UNIX、TCP/IP以及Internet的推广和普及。目前UNIX一直是Internet上各种服务器的首选操作系统。l 移植性好：UNIX操作系统的源代码绝大部分用C语言写成，非常便于移植到其它计算机上，再加上初期UNIX组织对UNIX源代码宽松的管理政策，促进了UNIX的发展和普及。很早以前，就应用到几乎所有16位及以上的计算机上，包括微机、工作站、服务器、小型机、多处理机和大型机等等。第2章 UNIX的系统组成2.1 UNIX的几个常用基本概念l 终端（Terminal）： 终端是用户和计算机进行实时交互的接口设备。终端一般由显示器、键盘和终端控制器组成，有的还带有鼠标。显示器和键盘与终端控制器相连，终端控制器通过通用端口（如串口）和计算机主机相连。用户通过终端和计算机交流。一台UNIX主机可以连多个终端。终端分为两类：字符终端和图形终端。l 仿真终端（Virtual Terminal)： 在某计算机上运行某一特定程序，把计算机当作另一台计算机的终端使用。目前仿真终端与UNIX主机的连接方式主要有网络连接和串口连接。l 控制台（Console）：这是一种特殊的终端，由显示器、键盘和鼠标组成，分别连到主机的专用接口（监视器接口、键盘接口、鼠标接口）上。一般一台主机只能接一台控制台，控制台可以完成普通终端不能完成的工作：非常重要的信息（如严重的错误信息）只能在控制台上显示，有些特殊的任务（如执行修复工作）也只能在控制台上完成。除了实现以上特殊功能外，控制台还可以象其它终端那样工作。l 用户(User)：UNIX是多用户操作系统，它允许多个用户同时使用。每个用户拥有用户名、登录口令以及操作特权。用户每次使用UNIX时必须先登录，输入用户名和口令。用户的命令提示符在不同的shell下不同，一般用户的提示符一般为%，超级用户root的提示符一般为#。l 用户组(Group)：若干个用户可以组成一组，同组内的用户可以共享信息。l root用户：UNIX的超级用户，拥有其他用户没有的特权。root用户的UNIX操作系统提示符一般为#。l 进程(Process)：是正在执行的程序。UNIX允许多个进程同时存在，每个进程都有唯一代号称为进程标识符（pid - process id）。l 前台进程(Foreground process)：可以和用户直接进行人机交互的进程。前台进程可以接收键盘输入并将结果显示在显示器上。缺省状态下用户启动的UNIX程序运行在前台。l 后台进程(Background process)：不直接和用户进行交互的进程。用户一般是感觉不到后台进程程序的运行。UNIX有很多系统进程在后台执行。l 设备(Device)：或称设备文件，代表某个硬件，如磁盘、软盘、串口。UNIX对硬件的存取操作都是通过设备文件来完成的。设备文件放在/dev目录下，如/dev/dsk/c0t0d0表示一个硬盘驱动器。l 原始设备(Raw device)：也称为裸设备，没有经过加工的设备文件，如/dev/rdsk/c0t0d0表示一个硬盘驱动器原始设备。2.2 UNIX系统组成图2-1 各组成部件间关系图UNIX Kernel（UNIX内核）：是UNIX操作系统的核心，指挥调度UNIX机器的运行，直接控制计算机的资源，保护用户程序不受错综复杂的硬件事件细节的影响。UNIX Shell（UNIX外壳）：是一个UNIX的特殊程序。Shell可以看成是一个命令解释器，在命令提示符下输入命令，发出后会被执行。使用者通过shell与计算机通信。Shell接受用户在键盘上敲入的内容，并把这些内容翻译成内核可以理解的形式，然后系统执行这个命令。shell是与内核分离的。如果你不喜欢系统提供的shell界面，可以很轻松地用其他的shell代替它。现在有很多shell可供选择。有的shell是命令行方式，有的是菜单方式。一般来说，系统自带的shell既提供命令解释器，有提供编程用的接口。目前UNIX系统有四种shell可供选择：l Bourne shell（/usr/old/bin/sh）AT&T UNIX系统最初提供的shell，由贝尔实验室开发而成。它提供了UNIX的命令解释器和编程用的接口，该接口可用来开发shell程序，常常被称为脚本（script）。这些可编程的交互式接口可以实现变量定义和替换、变量和文件检测、分支和循环功能。l C shell（/usr/bin/csh）基于BSD的UNIX系统提供的shell，由加利福尼亚大学伯克利分校的Bill Joy开发而成。由于它具有一些交互性的特征，如可以从命令栈恢复和编辑曾经键入的命令以及别名机制（允许使用个性化的名字取代系统当前的命令），人们认为它比Bourne shell更先进了一步。l Korn shell（/usr/bin/ksh）这是贝尔实验室较新的开发成果，由David Korn开发而成。它支持Borune shell简单的编程接口，因此可以认为是Bourne shell的增强版，但它同时具有C shell方便、可交互性的特征。这个shell的代码已被优化以提供更快、更高效率的shell。l POSIX shell（/usr/bin/sh）遵从POSIX，包括编程语言和命令解释器。这个shell和Korn shell有很多方面相似。它提供历史命令机制，支持作业管理，还具有其他各种有用的特点。各种shell的特征比较如表2-1所示：表2-1 各种shell的特征比较特征描述BourneKornCPOSIX历史命令以前使用过的命令可以存在缓存中作修改或重新调用否是是是行编辑可以用文本编辑器修改当前或以往的命令否是否是文件名补齐在命令行中自动补齐文件名否是是是别名命令可以用来重命名命令、自动包括命令选项和精简长命令行否是是是限制版shell着眼于安全方面的特性，其环境的功能受到限制是是否是作业控制跟踪和访问在后台执行进程的工具否是是是对HPUX来说，一般系统缺省为POSIX Shell。考虑到在智能网产品中，大多数用户使用的Shell为csh，所以，在本书中除超级用户shell为POSIX shell外，其他用户的Shell为csh（特殊提出除外）。要想将当前Shell改为其它 Shell，只需在操作系统提示符下键入相应的Shell命令即可。如在其它Shell下输入命令:% ksh就转换成了K shell。l 工具及应用程序：UNIX提供了很多工具软件和应用程序供用户使用，如文本编辑器vi、文件查找、备份等等。2.3 用户登录及退出当终端与UNIX系统连通后，在终端上会出现login:提示符。在 login:提示符下输入用户名，出现password:后再输入口令，如以tellin用户登录的过程为：输入的口令并不显示出来，输入完口令后，一般会出现上次的登录信息，以及UNIX的版本号。当出现TERM一行时，要求输入所使用的终端类型。最后出现UNIX Shell提示符，等待用户输入命令。对于HP-UX，当使用一个已授权的合法用户名登录系统前，系统将显示/etc/issue文件的内容。一般是操作系统的版本介绍，然后显示Login和password让用户登录，用户成功登录后，系统显示/etc/motd文件(文本文件)的内容，以祝贺用户登录成功。在每一个用户的主目录$HOME目录下，有一些比较特殊的隐含文件，叫做“点”文件，或用户环境文件，或叫做用户环境脚本文件。它们是由“.”开头的，其中比较重要的文件有“.cshrc”、“.login”、以及“.profile”等，并在用户每次登录后自动执行，对使用csh的用户，将自动执行.cshrc及.login；使用bsh及POSIX shell的用户，将自动执行.profile，在后文中我们将具体说明如何设置用户环境脚本文件。在每次使用完毕后，一定要退出登录，以防他人通过你的帐号进入系统。退出登录的过程如下：在UNIX提示符下，运行：% exit或% logout或直接按键： Ctrl+d第3章 UNIX的文件系统3.1 UNIX文件系统分类UNIX操作系统可由多个可以动态安装及拆卸的文件系统组成。UNIX文件系统主要分为两大类：根文件系统和附加文件系统。l 根文件系统（Root File System）：每一个UNIX操作系统在其主硬盘上至少含有一个文件系统，它包含构成操作系统的程序和目录，一般由“/”符号来表示。l 附加文件系统：根文件系统外的其它文件系统。附加文件系统必须挂接（mount）到根文件系统的某个目录下才能使用。以后如无特别声明，本文都是针对根文件系统来进行说明的。3.2 UNIX文件类型 在UNIX中文件大致可以分为四种，如下表所示：表3-1 文件类别普通文件(ordinary file)包含： 文本文件 和二进制文件目录文件(directory file) 特殊文件(special file)包含：块设备文件和字符设备文件符号链接文件(symbolic links)普通文件用于存放程序、数据等，绝大部分文件都是这种文件。UNIX把所有普通文件处理成字节流，没有规定文件的具体结构。文件的具体类型由程序的开发者定义，总体上来说一般将普通文件分为文本文件和二进制文件。文本文件是可以用vi等编辑器编辑并可通过显示命令显示的文件；不是文本文件的文件统称为二进制文件。目录文件是用来存放文件的目录。特殊文件也称设备文件，代表着某种设备，一般放在/dev目录下，如/dev/cd0表示光驱。特殊文件分为块设备文件和字符设备文件。块设备文件以块为输入输出单元，如磁盘；字符设备文件是以字符作为输入输出单元，如串口。符号连接文件包含一指针，这指针会指向文件的所在。文件类型标识：在用ls -l命令显示文件目录时，可以看到不同种类的文件有不同的文件类型标识。表3-2 文件类型的代表字符-普通文件d目录文件b块设备文件c字符设备文件l符号链接文件举例：% ls al-rwxr-xr- 2 wjm newservice 321 Oct 17 09:33 file1drwxr-xr-x 2 wjm newservice 96 Oct 17 09:40 dir1其中，第一列的“-”表示file1是普通文件，“d”表示dir1为目录文件。3.3 UNIX树型目录结构UNIX操作系统采用树型目录结构，如下图所示。在这种结构中，一个文件的名字是由根目录到该文件的路径上的所有节点名按顺序构成的，相互之间用反斜杠“/”分开。如文件program的全路径名为：/usr/stu1/program，根目录用“/”表示。根文件系统的常用目录举例如下图：图3-2 根文件系统常用目录各部分的含义如下表：表3-3 目录结构图/根目录，这是所有目录和文件的起点/bin大部分可执行的UNIX命令和共用程序/dev设备文件，如/dev/cd0/etc系统管理命令和数据文件/lib程序库/usr存放用户的主目录和用户共用程序或文件/tmp临时工作目录，存放一些临时文件UNIX的目录结构与DOS有些相似，但文件路径的书写方式不同。任何文件