Компоненты операционной системы UNIX

Операционная система – это набор программ, который обеспечивает функции управления процессами в системе и реализует интерфейс между пользователями аппаратурой системы. UNIX система содержит три главные компоненты: систему команд, оболочки и ядро.

Система команд

В составе ОС UNIX имеется несколько сотен команд, которые выполняют задачи организации и обработки данных, и управляют окружением пользователя. Сами команды являются небольшими программами, которые выполняют определенные функции, требуя как правило, минимального ввода данных, и выполняются сравнительно быстро. Большая часть из них доступна всем пользователям, однако, около 100 команд доступны только администратору системы, который является привилегированным пользователем. Некоторые команды, при выполнении которых имеется возможность интерактивного ввода информации, иногда называют утилитами. Примером утилит могут служить редактор текстов vi и команда управления электронной почтой mail.

Оболочки.

Оболочками обычно называют интерактивные программы, обеспечивающие пользовательский интерфейс с ядром операционной системы. Оболочка становиться активным процессом пользователя с того момента, когда он регистрируется в системе и до его выхода из системы. Эти программы являются командными интерпретаторами.

В составе ОС UNIX обычно используется несколько оболочек:

Bourne shell (sh): основная стандартная оболочка UNIX;

Korn shell (ksh): расширенная версия Bourne shell;

C shell (csh): популярна оболочка UNIX, разработанная университетом Беркли.

Оболочки с ограничениями(rsh и rksh): подмножества Bourne shell и Korn shell, разработанные для пользователей, которым необходимо ограничить доступ к системе.

Ядро.

Ядро системы представляет собой сердцевину операционной системы, которая обеспечивает базовые функции: создает процессы и управляет ими, распределяет память и обеспечивает доступ к файлам и периферийным устройствам.

Взаимодействие прикладных задач с ядром происходит посредством стандартного интерфейсов системных вызовов. Интерфейс системных вызовов определяет формат запросов на базовые услуги. Процесс запрашивает базовую функцию ядра посредством системного вызова определенной процедуры ядра. Ядро выполняет запрос и возвращает процессу необходимые данные.

Ядро состоит из трех основных подсистем:

- подсистема управления процессами и памятью;

- файловая подсистема;

- подсистема ввода/вывода.

Модуль подсистемы управления процессами выполняет следующие функции:

- создание и удаление процессов;

- распределение системных ресурсов между процессами;

- синхронизацию процессов;

- взаимодействие процессов.

Специальная функция ядра, выполняемая планировщиком процессов (scheduler), разрешает конфликты между процессами в конкурентной борьбе за системные ресурсы.

Модуль подсистемы управления памятью обеспечивает распределение памяти между процессами. Если для всех процессов недостаточно памяти, ядро перемещает части процесса или несколько процессов в специальную область диска (область «подкачки»), освобождая ресурсы для выполняющихся процессов.

Файловая подсистема обеспечивает унифицированный интерфейс доступа к данным, расположенным на дисковых накопителях, и к периферийным устройствам. Она выполняет операции размещения и удаления файлов, операции записи/чтения данных файла, а также контролирует права доступа к файлу.

Подсистема ввода/вывода выполняет запросы файловой подсистемы и подсистемы управления процессами на доступ к периферийным устройствам. Она взаимодействует с драйверами устройств – специальными программами ядра, обслуживающими внешние устройства.