🗊Презентация Общая характеристика системы UNIX

Создание процесса Процесс-родитель создает дочерние процессы, которые, в свою очередь, создают другие процессы, тем самым формируя дерево процессов Разделение ресурсов Процесс-родитель и дочерние процессы разделяют все ресурсы Дочерние процессы разделяют подмножество ресурсов процесса-родителя Процесс-родитель и дочерний процесс не имеют общих ресурсов Исполнение Процесс-родитель и дочерние процессы исполняются совместно Процесс-родитель ожидает завершения дочерних процессов

Создание процесса Адресное пространство Дочернего процесса копирует адресное пространство процесса-родителя У дочернего процесса имеется программа, загруженная в него UNIX: fork – системный вызов, создающий новый процесс exec (execve) – системный вызов, используемый после fork, с целью замены пространства памяти процесса новой программой

Дерево процессов в системе UNIX

Уничтожение процесса Процесс исполняет заключительный оператор и обращается к ОС для своей ликвидации (exit). Передача данных от дочернего процесса процессу-родителю (wait). Ресурсы процесса освобождаются операционной системой Процесс-родитель может уничтожить дочерние процессы (abort). Дочерний процесс превысил выделенные ему ресурсы Решения задачи, порученной дочернему процессу, больше не требуется Происходит выход из процесса-родителя ОС не допускает продолжения исполнения дочернего процесса, если его процесс-родитель уничтожается “Каскадное” уничтожение процессов

Процесс-зомби — дочерний процесс в Unix-системе, завершивший своё выполнение, но ещё присутствующий в списке процессов операционной системы, чтобы дать родительскому процессу считать код завершения. Процесс-зомби — дочерний процесс в Unix-системе, завершивший своё выполнение, но ещё присутствующий в списке процессов операционной системы, чтобы дать родительскому процессу считать код завершения. Процесс при завершении освобождает все свои ресурсы (за исключением PID — идентификатора процесса) и становится «зомби» — пустой записью в таблице процессов, хранящей код завершения для родительского процесса. Система уведомляет родительский процесс о завершении дочернего с помощью сигнала SIGCHLD. Предполагается, что после получения SIGCHLD он считает код возврата с помощью системного вызова wait(), после чего запись зомби будет удалена из списка процессов.

Процесс-сирота — в семействе операционных систем UNIX вспомогательный процесс, чей основной процесс (или связь с ним) был завершен нештатно (не подав сигнала на завершение работы). Процесс-сирота — в семействе операционных систем UNIX вспомогательный процесс, чей основной процесс (или связь с ним) был завершен нештатно (не подав сигнала на завершение работы). Обычно, «сиротой» остается дочерний процесс после неожиданного завершения родительского, но возможно возникновение сервера-сироты (локального или сетевого) при неожиданном прерывании связи или завершении клиентского процесса. Процессы-сироты расходуют системные ресурсы сервера и могут быть источником проблем. Существует несколько их решений: Уничтожение— наиболее часто используется, заключается в немедленном завершении процесса (SIGKILL) Перевоплощение (англ. reincarnation) — система пытается «воскресить» родителей в состоянии на момент перед их удалением или найти других (например, более старших) родителей. Выдача лимита времени (англ. expiration) — процессу выдаётся временная квота для завершения до момента, когда он будет «убит» принудительно. В Unix-подобных системах все процессы-сироты немедленно усыновляются специальным системным процессом «init». Эта операция ещё называется (англ. re-parenting) и происходит автоматически. Хотя технически процесс «init» признаётся родителем этого процесса, его всё равно считают «осиротевшим», поскольку первоначально создавший его процесс более не существует.

Де́мон ( daemon) —служба, работающая в фоновом режиме без прямого общения с пользователем. Де́мон ( daemon) —служба, работающая в фоновом режиме без прямого общения с пользователем. Демоны обычно запускаются во время загрузки системы. Типичные задачи демонов: серверы сетевых протоколов (HTTP, FTP, электронная почта и др.), управление оборудованием, поддержка очередей печати, управление выполнением заданий по расписанию и т. д. В техническом смысле демоном считается процесс, который не имеет управляющего терминала.

Типы файлов

Физическая организация S5 и ufs

Структура индексного дескриптора (i-node) идентификатор владельцев файла; тип файла, файл может быть файлом обычного типа, каталогом, специальным файлом, конвейером и символьной связью; права доступа к файлу; временные характеристики: время последней модификации файла, время последнего обращения к файлу, время последней модификации индексного дескриптора; число ссылок на данный индексный дескриптор равно количеству псевдонимов файла; адресная информация ; размер файла в байтах.

Копирование индексного дескриптора входит в процедуру открытия файла. При открытии файла ядро выполняет следующие действия: Проверяет, существует ли файл; если не существует, то можно ли его создать. Если существует, то разрешен ли к нему доступ требуемого вида. Копирует индексный дескриптор с диска в оперативную память; если с указанным файлом уже ведется работа, то новая копия индексного дескриптора не создается. Создает в области ядра структуру, предназначенную для отображения текущего состояния операции обмена данными с указанным файлом. Эта структура, называемая file, содержит данные о типе операции (чтение, запись или чтение и запись), о числе считанных или записанных байтов, указатель на байт файла, с которым проводится операция. Делает отметку в контексте процесса, выдавшего системный вызов на операцию с данным файлом.

Поиск файла /bin/ my_shell/print

1. просматривается корневой каталог с целью поиска первого составляющего символьного имени – это bin. Определяется номер индексного дескриптора каталога – это 6, адрес корневого каталога системе известен; 1. просматривается корневой каталог с целью поиска первого составляющего символьного имени – это bin. Определяется номер индексного дескриптора каталога – это 6, адрес корневого каталога системе известен; 2. из области индексных дескрипторов считывается дескриптор №6, начальный адрес дескриптора определяется на основании известных системе номера начального сектора номера индексного дескриптора и размера индексного дескриптора. Из индексного дескриптора 6 определяется физический адрес каталога bin. 3. просматривается каталог bin, целью поиска имени my_shell и определяется его номер – это 25; 4. считывается индексный дескриптор 25, определяется физический адрес каталога /bin/ my_shell/print; 5. просматривая каталог /bin/ my_shell/print, определяется номер индексного дескриптора файла print – это 131; 6. из индексного дескриптора131 определяются номера блоков данных и другие характеристики искомого файла.

Физическая организация файловой системы ufs

Реализация прав доступа в UNIX С каждым процессом UNIX связаны два идентификатора: пользователя, от имени которого был создан этот процесс, и группы, к которой принадлежит данный пользователь. Эти идентификаторы носят название реальных идентификаторов пользователя: Real User ID, RUID и реальных идентификаторов группы: Real Group ID, RGID. При проверке прав доступа к файлу используются так называемые эффективные идентификаторы пользователя: Effective User ID, EUID и эффективные идентификаторы группы: Effective Group ID, EGID. Файл имеет два признака разрешения смены идентификатора — Set User ID on execution (SUID) и Set Group ID on execution (SGID), которые разрешают смену идентификаторов пользователя и группы при выполнении данного файла.

Проверка прав доступа в UNIX

Смена эффективных идентификаторов процесса

Система ввода-вывода Основу системы ввода-вывода ОС UNIX составляют драйверы внешних устройств и средства буферизации данных. ОС UNIX использует два различных интерфейса с внешними устройствами: байт-ориентированный и блок-ориентированный. Любой запрос на ввод-вывод к блок-ориентированному устройству преобразуется в запрос к подсистеме буферизации, которая представляет собой буферный пул и комплекс программ управления этим пулом. Буферный пул состоит из буферов, находящихся в области ядра. Размер отдельного буфера равен размеру блока данных на диске.

С каждым буфером связана специальная структура - заголовок буфера, в котором содержится следующая информация: Данные о состоянии буфера: занят/свободен, чтение/запись, признак отложенной записи, ошибка ввода-вывода. Данные об устройстве - источнике информации, находящейся в этом буфере: тип устройства, номер устройства, номер блока на устройстве. Адрес буфера. Ссылка на следующий буфер в очереди свободных буферов, назначенных для ввода-вывода какому-либо устройству.

Упрощенная схема выполнения запросов подсистемой буферизации

Последние новости о рынке операционных систем. Доли рынка серверов выглядят следующим образом (анализ данных за прошлый год): Windows: 55,1% Linux: 23,1% UNIX: 11% NetWare: 9,9% Доли рынка настольных (клиентских) машин (опять же данные за прошлый год): Windows: 93,8% MacOS: 2,9% Linux: 2,8%

Суперкомпьютер RoadRunner создан компанией IBM для Министерства Энергетики США и установлен в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, США.

Суммарная информация по системе: 6120 двухъядерных процессоров Opteron с 49 Тбайт памяти (на 3060 LS21); Суммарная информация по системе: 6120 двухъядерных процессоров Opteron с 49 Тбайт памяти (на 3060 LS21); 12240 процессоров Cell с 49 Тбайт памяти (на 6120 QS22); 204 узла ввода-вывода System x3755; 26 288-портовых маршрутизаторов ISR2012 Infiniband 4x DDR; 278 стоек; Энергопотребление системы 2.35 МВт.