Эмуляция командного процессора ОС UNIX в среде Windows 9x (стр. 1 из 4)

Курсовая работа по дисциплине Операционные системы

Выполнил студент ИС-012 Тимофеев Д.А. .

Воронежский государственный технический университет

2003

Введение

Давно ушли в прошлое времена компьютеров первых поколений, когда аппаратные средства были главным предметом вожделения специалистов. В те времена, 50-60-е годы, вопрос о программных средствах стоял так: если есть – хорошо, нет – сами напишем, только дайте ЭВМ. Сегодня, прежде всего в силу экономических обстоятельств, т.е. поменявшегося соотношения стоимости в диаде «аппаратные средства / программные средства», и высокой стоимости разработки удовлетворяющих современным требованиям, но отсутствующих по той или иной причине программных средств, при приобретении компьютера чаще обращают внимание на наличие на него доступного (по факту и по цене) программного обеспечения. Полный комплект программного обеспечения, необходимого для организации, например автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера-проектировщика, научного работника (физика, химика, биолога и т.д.) по стоимости превосходит (порой в несколько раз) стоимость компьютера адекватного класса.

Особое место среди программных средств всех типов занимают операционные системы, являясь ядром программного обеспечения.

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих управление ресурсами, управление процессами, пользовательский интерфейс.

ОС UNIX - одна из старейших и наиболее простых операционных систем, изначально была рассчитана на разработку программ (для нее самой и не только) на мини-ЭВМ и позволяла без больших затрат труда программиста переносить программу из одной системы ЭВМ на другую. Неудивительно, что сейчас продается много различных вариантов мобильной операционной системы UNIX, таких как XENIX, UNIXWARE, SUN-OS, LINUX, BSD.

В данной работе будет разработан эмулятор команд ОС UNIX в среде MS-DOS, разработаны следующие команды: cat, comm, dircmp, rmdir, ls, mv, tr, а также команда man – справка.

1. Описание файловой системы операционной системы UNIX

При наличии большого числа программ и данных необходим строгий их учет и систематизация. Операционным системам приходится работать с различными потоками данных, разными аппаратными и периферийными устройствами компьютера. Организовать упорядоченное управление всеми этими объектами позволяет файловая система.

На операционные системы персональных компьютеров наложила глубокий отпечаток концепция файловой системы, лежащей в основе операционной системы UNIX. В операционной системе UNIX подсистема ввода-вывода унифицирует способ доступа, как к файлам, так и к периферийным устройствам. Под файлом при этом понимают набор данных на диске, терминале или каком-либо другом устройстве. Таким образом, файловая система – это система управления данными.

Файловые системы – операционных систем создают для пользователей некоторое виртуальное представление внешних запоминающих устройств ЭВМ, позволяя работать с ними не на низком уровне команд управления физическими устройствами (например, обращаться к диску с учетом особенностей его адресации), а на высоком уровне наборов и структур данных. Файловая система скрывает от программистов картину реального расположения информации во внешней памяти, обеспечивает независимость программ от особенностей конкретной конфигурации ЭВМ, или, как еще говорят, логический уровень работы с файлами. Файловая система также обеспечивает стандартные реакции на ошибки, возникающие при обмене данными. Пользователь, работая в контексте определенного языка программирования, обычно использует файлы как поименованные совокупности данных, хранимые во внешней памяти и имеющие определенную структуру. При работе с файлами пользователю предоставляются средства для создания новых файлов, операции по считыванию и записи информации и т.д., не затрагивающие конкретные запросы программирования работы канала по пересылке данных, по управлению внешними устройствами.

Наиболее распространенным видом файлов, внутренняя структура которых обеспечивается файловыми системами различных операционных систем, являются файлы с последовательной структурой. Такого рода файлы можно рассматривать как набор составных элементов, называемых логическими записями (или блоками), длина которых может быть как фиксированной, так и переменной, и доступ к которым – последовательный, т.е. для обработки (считывания или записи) i-й записи должна быть обработана предыдущая (i-1)-я запись.

В ряде файловых систем предусматривается использование более сложных логических структур, чем последовательная. Например, записи в файле могут образовывать древовидные структуры, может использоваться индексно-последовательная организация файлов (с упорядочением записей по значению некоторых полей) или так называемая, библиотечная структура файлов, использующая уровень учетной информации (каталога), облегчающей поиск и доступ к отдельным компонентам файлов. На физическом уровне блоки файла (обычно размером 256 или 512 байт) могут размещаться в памяти непрерывной областью или хранится несмежно. Первый способ хранения файлов, реализованный, например, в операционной системе РАФОС, приводит к затруднениям при изменении размеров файлов (т.е. к необходимости перезаписи файлов, если их длина увеличивается, или хранения «дыр», если длина уменьшается).

Наиболее развитый механизм несмежного распределения блоков файлов реализован в операционной системе UNIX, в которой размеры файлов могут динамически изменяться в пределах 1Гбайт. Каждый файл в системе имеет дескриптор, в составе которого хранится список, содержащий 13 номеров блоков на диске и используемый для адресации к тем блокам, которые входят в состав файла. Первые десять элементов списка непосредственно указывают на десять блоков, в которых размещаются данные файла. В одиннадцатом элементе списка указан номер блока, хранящий список из 128 номеров блоков данных, которые принадлежат файлу (это первый уровень косвенной адресации). Двенадцатый элемент ссылается на блок, который содержит список из 128 номеров блоков первого уровня косвенной адресации (это второй уровень косвенной адресации). С помощью тринадцатого элемента указывается ссылка на блок, содержащий список из 128 номеров блоков второго уровня косвенной адресации.

Роль учетного механизма, позволяющего обслуживать десятки и сотни файлов, в файловой системе очень важна. Общим приемом является сведение учетной информации о расположении файлов на магнитном диске в одно место – его каталог (директорий). Каталог представляет собой список элементов, каждый из которых описывает характеристики конкретного файла, используемые для организации доступа к этому файлу – имя файла, его тип, местоположение на диске и длину файла. В простых операционных системах (например, операционной системе РАФОС) местоположение единственного каталога на магнитном диске (дискете) и его размер фиксированы. В более сложных системах каталог может находиться в любом месте диска, но на него должна иметься ссылка в, так называемой, метке тома, находящейся в фиксированном месте и формируемой при инициализации диска. Более того, каталогов может быть большое число, и они могут быть логически связаны в какие-либо информационные структуры. Так, наиболее развитая многоуровневая файловая система UNIX поддерживает иерархическую (древовидную) систему каталогов (рис.1). Каждый пользователь может работать в составе этой структуры со своей системой каталогов (со своим поддеревом). Полное имя файла в данной структуре задает путь переходов между каталогами в логической структуре каталогов.

dev – специальные файлы

lib – библиотеки (подпрограммы)

bin – часто используемые программы

etc – команды администратора

tmp –временные файлы

users – каталоги пользователя

usr/lib – библиотеки

usr/games – игры

usr/bin – редко используемые команды

Рис. 1. Иерархическая система каталогов.

Файл обладает уникальным идентификатором (именем), обеспечивающим доступ к файлу. Идентификатор включает в себя собственное имя – буквенно-цифровое обозначение файла, которое может содержать специальные символы (подчеркивание, дефис, ! и т.д.). Если имена создаваемых файлов пользователь может задавать произвольно, то в использовании расширений следует придерживаться традиций, согласно которой расширение указывает на тип файла, характер его содержимого.

Известны десятки различных расширений, используемых при работе с различными программными системами.

В различных операционных системах существую определенные ограничения на длину имени и расширения файла имени файла. Так, в MS-DOS длина имени файла не должна превышать восьми символов, а расширение – трех. В операционной системе UNIX ограничения значительно менее жесткие.

Имена директориев, начиная от корневого, образующие путь к файлу, отделяемые при записи друг от друга косой чертой (\ в DOS, / в UNIX), также как и обозначение диска, относятся к идентификатору файла. Например, в MS-DOS

d:\lang\pascal\work\example.pas

есть файл с именем example и расширением pas

, указывающим на то, что это текст программы на Паскале, полный путь к которому:

d: - диск d;

\lang\pascal\work – это структура вложенных директориев, в самом

внутреннем из которых находится необходимый

файл example.pas.

Каждый каталог рассматривается как файл, имеет собственное имя. Продвижение по дереву при поиске некоторого каталога или файла возможно как вниз по дереву от текущего узла, так и вверх в направлении к корню. В каждом каталоге хранится список имен файлов, а также ссылки на дескрипторы файлов. В дескрипторах сосредоточена подробная информация о файле (список номеров блоков, занимаемых файлом, метод доступа к файлу, дата создания файла, идентификатор владельца, тип файла). В процессе работы могут создаваться новые каталоги и вписываться в требуемое место иерархии.