Lekcja 1

Struktura systemu UNIX

Celem zajęć jest zaznajomienie słuchaczy ze strukturą systemu UNIX oraz prostymi komendami umożliwiającymi zapoznanie się z systemem.

1. System operacyjny UNIX

Unix jest wielozadaniowym, wielodostępnym i interaktywnym systemem operacyjnym o szerokim zakresie zastosowań.

Wielozadaniowość oznacza, że system może wykonywać jednocześnie wiele zadań (programów), w tym również na rzecz jednego użytkownika.

Wielodostępność oznacza, że z usług systemu może korzystać jednocześnie wielu użytkowników.

Interaktywność oznacza, że przy pomocy terminala (urządzenie zawierające monitor i klawiaturę) można przeprowadzać „dialog” z systemem, wprowadzając kolejne polecenia, które są natychmiast wykonywane.

Konfiguracje sprzętowe systemów komputerowych pracujących pod kontrolą systemu Unix mogą być bardzo różne. Do serwera unixowego można podłączać komputery z procesorami RISC, komputery PC, terminale znakowe lub graficzne (X-terminal). Ze względu na odległość terminali od serwera wyróżniamy łącza lokalne i zdalne. Łącza lokalne obejmują komputery podłączone do sieci lokalnej LAN lub łączem kablowym poprzez multiplekser. Łącze zdalne uzyskujemy głównie dzięki modemom i sieci telefonicznej. Przykładową konfigurację unixowego systemu komputerowego przedstawia rysunek.

2. Budowa systemu Unix

System Unix ma budowę warstwową. Centralnym elementem systemu jest sprzęt komputerowy (hardware). Bezpośrednio ze sprzętem komunikuje się jądro systemu (kernel), które pośredniczy pomiędzy urządzeniami komputerowymi a programami. Nad jądrem znajduje się powłoka (shell). Dopiero w shellu możemy uruchamiać programy i skrypty. System Unix umożliwia wykorzystywanie różnych shelli, które różnią się możliwościami, ilością komend, składnią. Najpopularniejsze to standardowy Bourne, rozszerzony Korn, C shell o składni języka C oraz rozpowszechniany z Linuxem shell Bash.

Hardware - sprzęt komputerowy

Kernel - jądro systemu obsługujące:

sprzęt komputerowy (procesor, pamięć, urządzenia zewnętrzne)

procesy wykonywane w systemie (deamons)

hierarchiczny system plików (file system)

Shell - powłoka systemu pośrednicząca pomiędzy użytkownikiem i jądrem, interpretująca polecenia użytkownika:

• Bourne Shell

• Korn Shell

• C Shell

• Bash Shell

3. Grupy i użytkownicy w systemie Unix

Użytkownicy rozpoczynający pracę w systemie rozpoznawani są za pomocą nazwy (login) i hasła (password). Każdy użytkownik musi należeć do wybranej grupy. Uprawnienia użytkowników i grup ustala administrator systemu (root). W systemie użytkownicy i grupy identyfikowane są przy pomocy numeru uid (user id) oraz gid (group id). Najniższy numer 0 należy do administratora.

Na rysunku przedstawiono cztery grupy użytkowników

nazwa grupy	root	naucz	studenci	class2
numer grupy gid	0	1221	101	21
nazwy użytkowników	root	robert	student1 ... studentf	user1, user2 ... user20
numery użytkowników uid	0	1003	80, 81, 82, 83, 84, 85 ... 96	50, 51, 52, 53, 54, 55 ... 60

4. Wydawanie poleceń w sytemie Unix

Użytkownik komunikuje się z systemem Unix poprzez wydawanie komend interpretowanych i realizowanych przez shell. Składnia polecenia w shellu wygląda następująco:

polecenie -opcje argumenty

Polecenie to jedna z wielu komend dostępnych w systemie Unix lub własny program użytkownika (skrypt).

Opcje modyfikują funkcjonowanie polecenia powodując, że wykonuje się ono w inny sposób niż bez podania opcji. Opcje w systemie Unix to najczęściej pojedyncze litery poprzedzone minusem ( - ). Opcje można łączyć umieszczając tylko jeden minus przed wszystkimi literowymi oznaczeniami opcji.

Argumenty to obiekty, na których wykonywane są polecenia: pliki, katalogi, urządzenia. Wprowadzenie kilku argumentów powoduje kilkukrotne wywołanie komendy z każdym z podanych parametrów.

Przykład wykorzystania komend:

ls	komenda ls podana bez opcji i argumentów wyświetla zawartość bieżącego katalogu
ls -a	komanda ls wywołana z parametrem a wyświetla wszystkie (all) pliki z bieżącego katalogu
ls -la	komenda ls wywołana z dwiema opcjami a i l wyświetla wszystkie pliki z bieżącego katalogu w formie długiej (long)
ls -la dane	komenda ls wywołana z dwiema opcjami a i l oraz z argumentem dane wyświetla wszystkie pliki w formie długiej z podkatalogu dane
ls dane teksty	komenda ls wywołana z dwoma argumentami dane i teksty wyświetla zawartość obu podkatalogów dane i teksty

Shell jest zawsze gotowy do przyjęcia nowego polecenia. Wprowadzenie ciągu znaków zakończonych naciśnięciem klawisza Enter jest sygnałem do pobrania wprowadzonego polecenia. Shell jest interpreterem poleceń co oznacza, że każde wprowadzone polecenie jest natychmiast analizowane, przekształcane na kod zrozumiały dla jądra i wykonywane. Shell pracuje więc w cyklu pobierz - analizuj - wykonaj, który można opisać następująco:

W systemie Unix można wprowadzić kilka komend w jednej linii oddzielonych średnikiem. Shell wykonuje je jedna po drugiej, jak gdyby wpisane były kolejno w nowych liniach.

5. Lista komend

Komendy wykorzystywane w bieżącej lekcji:

date - wyświetla czas oraz datę systemową

cal - wyświetla kalendarz

cal - wyświetla kalendarz na bieżący miesiąc

cal rok - wyświetla kalendarz na wybrany rok (rok podać czterocyfrowy np. 2002)

cal miesiąc rok - wyświetla kalendarz na wybrany miesiąc danego roku

echo - wyświetla podany tekst

echo „tekst”

banner - wyświetla tekst powiększonymi literami

banner „tekst”

clear - czyści okno terminala

man - wywołuje opis komendy z podręcznika elektronicznego (manuala)

man komenda

apropos - wyświetla wszystkie komendy związane z wprowadzonym tekstem

apropos tekst

logname - wyświetla nazwę pod jaką zalogowałeś się do systemu

whoami - podaje jako kto pracujesz w systemie

who am i - podaje oprócz nazwy użytkownika nr terminala i godzinę zalogowania

who - wyświetla listę użytkowników obecnie pracujących w systemie

nazwa użytkownika

terminal, z którego użytkownik jest podłączony

data i czas zalogowania użytkownika

adres IP komputera w sieci

id - wyświetla nazwę i numer użytkownika oraz jego grupy

tty - wyświetla nazwę bieżącego terminala

stty - wyświetla parametry terminala i umożliwia ich zmianę

uptime - wyświetla informacje o systemie: godzinę, czas pracy systemu, ilość zalogowanych użytkowników

w - wyświetla dokładne informacje o systemie (godzina, czas pracy systemu, ilość pracujących osób) oraz listę zalogowanych użytkowników

nazwa użytkownika

terminal, z którego użytkownik jest podłączony

data i czas zalogowania użytkownika

JCPU

PCPU

nazwa aktualnie wykonywanej komendy

uname - wyświetla nazwę systemu, w którym pracujesz

uname - a - wyświetla wszystkie (all) informacje o systemie

nazwa systemu operacyjnego

nazwa sieciowa identyfikująca system

numer wersji systemu operacyjnego

numer komputera i model

identyfikator komputera

licencja systemu operacyjnego

finger - wyświetla dokładne dane o użytkowniku

nazwa użytkownika

imię i nazwisko uzytkownika

terminal, z którego użytkownik jest podłączony

Idle

data i czas zalogowania użytkownika

adres IP komputera w sieci

finger użytkownik - wyświetla nazwę użytkownika,

jego imię i nazwisko,

katalog domowy

domyślny shell

czas zalogowania,

informacje o poczcie

informacje o planach i projektach,

(większość z tych informacji pobierana jest z pliku haseł - passwd)

W systemie Unix informacje o grupach i użytkownikach zapisane są w plikach systemowych:

grupy w pliku /etc/group

użytkownicy w pliku /etc/passwd

6. Ćwiczenia

Nawiąż połączenie z serwerem unix.wlodkowic.pl i zaloguj się swoim nazwiskiem i hasłem (patrz poprzednia lekcja). System powinien wyświetlić znak zgłoszenia shella Korna - $.

Uwaga! Obsługa terminala nie obejmuje polskich liter!

1. wprowadź swoje imię i zatwierdź klawiszem ENTER

andrzej ↵

ksh: andrzej: not found

jeżeli system nie zna wprowadzonego polecenia wyświetla nazwę shella, powtarza komendę i po dwukropku wyświetla komunikat not found (nie znaleziono)

2. wpisz komendę cal z parametrem -m

cal -m

cal: illegal option -m

usage: cal [[month] year]

jeżeli system rozpozna komendę ale nie rozpozna zastosowanej opcji to powtarza polecenie i wyświetla komunikat illegal option (zła opcja)

w kolejnej linii wyświetlana jest podpowiedź - komenda wraz z poprawnymi opcjami

3. wpisz kilka znaków i spróbuj je skasować

ala ma kota^H^H^H

standardowo jako klawisz kasujący omyłkowo wprowadzone dane zdefiniowany jest w terminalu klawisz Delete a nie Backspace (naciśnięcie klawisza Backspace powoduje wyświetlenie ciągu ^H co oznacza, że do tego klawisza przypisana jest kombinacja klawiszy Ctrl+H)

4. wyświetl bieżącą datę i godzinę z serwera

date ↵

5. wyświetl kalendarz na bieżący miesiąc

cal ↵

6. wyświetl kalendarz na cały rok 2000

cal 2000 ↵

7. wyświetl kalendarz na miesiąc grudzień 2002 roku

cal 12 2002 ↵

8. wyświetl jedną komendą bieżącą datę i kalendarz na bieżący miesiąc

date; cal ↵

9. przy pomocy „elektronicznego podręcznika” sprawdź czy komenda date nie ma opcji

man date ↵

do przeglądania wyświetlonego opisu wykorzystaj następujące klawisze:

Spacja - następna strona

Enter - następna linia

b - poprzednia strona (back)

f - nastepna strona (forward)

q - przerwanie przeglądania (quit)

10. chciałbyś dowiedzieć się, czy istnieje jakaś komenda wyświetlająca tekst na ekranie terminala. Jak to zrobić?

apropos text ↵

11. porównaj komendy echo i banner wyświetlając na ekranie słowo „cześć”

echo czesc ↵

banner czesc ↵

12. porównaj działanie powyższych komend na przykładzie napisu „dzień dobry” wpisanego w cudzysłowie i bez

echo „dzien dobry” ↵ banner „dzien dobry” ↵

echo dzien dobry ↵ banner dzien dobry ↵

W pierwszym przypadku (cudzysłów) komendy wyświetlają cały tekst w jednej linii (dla polecenia banner mieści się tylko 10 pierwszych znaków), w drugim przypadku (bez cudzysłowu) komendy wykonywane są dwa razy, oddzielnie dla tekstu „dzien” i „dobry”. Dlaczego występuje różnica w komendach echo i banner?

Komenda echo po zakończeniu działania nie przechodzi do nowej linii, co umożliwia tworzenie długich napisów składających się z pojedynczych tekstów umiesczonych kolejno w jednej linii. Komenda banner po zakończeniu wyświetlania przechodzi do nowej linii dlatego napisy umieszczone są w kolejnych liniach pod sobą.

13. wyczyść okno terminala

clear ↵

14. sprawdź jak jesteś podłączony do serwera

tty ↵

system wyświetla nazwę i numer urządzenie, które zostały Ci przydzielone podczas logowania /dev/ptsnr

dev - katalog z urządzeniami (devices)

ts - terminale (jeden z nich o numerze podanym dalej)

p - pseudoterminal, gdyż połączenie nastąpiło poprzez sieć komputerową, a nie bezpośrednio

nr - kolejny numer nadawany logującym się użytkownikom

15. wyświetl parametry terminala

stty ↵

16. wyświetl wszystkie parametry terminala

stty -a ↵

odczytasz m.in. zdefiniowane klawisze:

intr=^c (przerwanie komendy)

quit=^\ (rezygnacja)

erase=^? (kasowanie)

kill=^u (zakończenie)

eof=^d (koniec pliku)

werase=^w (kasowanie słowa)

(symbol ^ oznacza naciśnięcie klawisza Ctrl)

17. przedefiniuj, aby klawiszem kasującym był Backspace

stty erase Backspace ↵ (na ekranie ukaże się sekwencja ^H)

sprawdź, jak teraz zachowuje się system po wciśnięciu klawiszy Backspace i Delete

18. sprawdź pod jaką nazwą jesteś zalogowany w systemie

logname ↵

19. sprawdź jako kto pracujesz w systemie

whoami ↵

who am i ↵

druga wersja polecenia wyświetla pełniejszą informację:

• nazwa użytkownika

• numer terminala, na którym pracujesz

• datę i czas zalogowania się do systemu

• adres IP komputera, z którego podłączony jesteś do systemu

20. sprawdź kto jeszcze obecnie pracuje w systemie

who ↵

wyświetlona lista zawiera:

• nazwa użytkowników

• nazwa i numer terminala

• data i czas zalogowania

• adres IP komputera

21. sprawdź swój kod identyfikacyjny w systemie

id ↵

wyświetlane są kolejno:

• numer użytkownika

• nazwa użytkownika

• numer grupy

• nazwa grupy

Aby wyświetlić listę wszystkich użytkowników wydaj polecenie:

more /etc/passwd ↵

do przeglądania listy wykorzystaj klawisze omówione przy komendzie man

kolejne wiersze to rekordy zawierające dane użytkowników, oddzielone dwukropkiem pola oznaczają:

• nazwa użytkownika

• zakodowane hasło

• identyfikator użytkownika (uid)

• identyfikator grupy (gid)

• komentarz, dowolna informacja o użytkowniku np. pełne imię i nazwisko

• nazwa katalogu domowego

• nazwa shella ładowanego podczas logowania się użytkownika

Aby wyświetlić listę wszystkich grup zdefiniowanych w systemie wydaj polecenie:

more /etc/group ↵

kolejne wiersze to rekordy zawierające dane grup, oddzielone dwukropkiem pola oznaczają:

• nazwa grupy

• hasło grupy

• identyfikator grupy (gid)

• lista użytkowników należących do tej grupy

22. wyświetl dokładne dane o użytkowniku robert

finger robert ↵

23. wyświetl nazwę systemu, w którym pracujesz

uname ↵

uname -a ↵

24. wyświetl dane o systemie, w którym jesteś zalogowany

uptime ↵

25. wyświetl dokładne dane o systemie i pracujących osobach

w ↵

26. sprawdź od kiedy pracuje (boot) serwer, na którym jesteś zalogowany

who -b ↵

7. Test sprawdzający

1. Czy wielodostęp oznacza?

1. jednoczesne uruchomienie systemu na wielu komputerach

2. jednoczesną, zdalną pracę kilku użytkowników na tym samym komputerze

3. jednoczesne uruchomienie kilku programów na jednym komputerze

4. jednoczesną pracę kilku komputerów w sieci połączonych z serwerem

2. Część systemu umożliwiająca wydawanie komend użytkownikowi to:

1. Sprzęt (Hardware)

2. Powłoka (Shell)

3. Logowanie (Login)

4. Jądro (Kernel)

3. Każdy użytkownik w systemie Unix ma swój unikatowy numer nazwany:

1. gid

2. login

3. uid

4. password

4. Która z podanych komend nie jest równoważna tej ls -la /dane

1. ls la /dane

2. ls -al /dane

3. ls -a-l /dane

4. ls -l-a /dane

5. Która z poniższych komend wywoła taki sam efekt jak komenda

echo kto; echo to?

1. echo kto to

2. banner kto to

3. echo „kto to”

4. echo kto
   echo to

6. Którą komendą znajdziesz polecenia dotyczące katalogów?

1. directory

2. man katalog

3. apropos directory

4. man directory

7. Komenda w wyświetla dane o systemie i użytkownikach. Który z poniższych zapisów jest jej najbliższy?

1. who -w

2. uptime; who

3. uname; finger

4. finger; who

8. Aby sprawdzić do jakiej grupy należy użytkownik robert wydasz komendę:

........................................................

9. Wypisz wszystkie opcje komendy tty

........................................................

........................................................

........................................................

10. Jaką komendą wyświetlisz kalendarz na miesiąc lipiec bieżącego roku?

........................................................

$

pobierz polecenie

analizuj

wykonaj

odpowiedz

1. wysłanie znaku gotowości na terminal i oczekiwanie na polecenie użytkownika.

2. pobranie polecenia od użytkownika

3. zdekodowanie polecenia i odszukanie w katalogach odpowiadającego mu programu

4. przekazanie polecenia do jądra w celu utworzenia odpowiedniego procesu realizującego i oczekiwanie na jego zakończenie

5. przyjęcie odpowiedzi od jądra i przekazanie wyniku użytkownikowi

6. powrót do początku cyklu (pkt 1)

---