Основные понятия операционных систем, соответствующих стандарту POSIX
Мы рассмотрим следующие основные понятия операционных систем, соответствующих стандарту POSIX:
- пользователь;
- файл;
- процесс;
- терминал;
- хост;
- узел сети;
- время;
- языково-культурная среда.
Это первичные понятия. Их нельзя строго определить, но можно пояснить с помощью других понятий и отношений. Для каждого из выделенных понятий будут описаны присущие им атрибуты и применимые к ним операции.
В тексте стандарта POSIX содержатся следующие пояснения основных понятий вместе со ссылками на атрибуты и операции.
- У пользователя есть имя и числовой идентификатор.
- Файл - объект, допускающий чтение и/или запись и имеющий такие атрибуты, как права доступа и тип. К числу последних относятся обычный файл, символьный и блочный специальные файлы, канал, символьная ссылка, сокет и каталог. Реализация может поддерживать и другие типы файлов.
- Процесс - адресное пространство вместе с выполняемыми в нем потоками управления, а также системными ресурсами, которые этим потокам требуются.
- Терминал (или терминальное устройство) - символьный специальный файл, подчиняющийся спецификациям общего терминального интерфейса.
- Сеть - совокупность взаимосвязанных хостов.
- Языково-культурная среда - часть пользовательского окружения, зависящая от языковых и культурных соглашений.
Для работы с большим числом сущностей всегда предоставляются механизмы группирования и построения иерархий. Существует иерархия файлов, группы пользователей и процессов, подсети и т.п.
Для написания программ, оперирующих с сущностями POSIX-совместимых систем, применяются командный интерпретатор (язык shell) и/или компилируемый язык C. В первом случае приложение может пользоваться служебными программами (утилитами), во втором - функциями. Функциональный интерфейс операционных систем естественно считать первичным, поскольку большинство служебных программ предназначены, по сути, для вызова той или иной функции. По этой причине далее мы будем рассматривать преимущественно уровень функций.
Основными операциями, применимыми к объектам ОС, являются чтение, запись и выполнение.
Механизм прав доступа позволяет избирательно разрешать и запрещать осуществление подобных операций. Ранее в стандарте фигурировало понятие суперпользователя, не подверженного контролю прав доступа. В POSIX-2001 выбрана более гибкая формулировка - "имеющий соответствующие привилегии", что отражает прогресс в реализации ОС с расщеплением суперпользовательских возможностей.
В POSIX-совместимых ОС определены объекты, которые можно назвать вспомогательными; они помогают организовать взаимодействие между основными сущностями. Особенно широк спектр средств межпроцессного взаимодействия.
Процессы выполняются в определенном окружении, частью которого является языково-культурная среда (Locale), образованная такими категориями, как символы и их свойства, форматы сообщений, дата и время, числовые и денежные величины.
Как правило, с процессом ассоциированы по крайней мере три файла - стандартный ввод, стандартный вывод, стандартный протокол. Обычно стандартный ввод назначается на клавиатуру терминала, а стандартный вывод и стандартный протокол - на экран. Со стандартного ввода читаются команды и (иногда) исходные данные для них. На стандартный вывод поступают результаты выполнения команд. В стандартный протокол помещаются диагностические сообщения.
К операционным системам могут предъявляться качественные требования, например, требование поддержки реального времени: способность обеспечить необходимый сервис в течение заданного отрезка времени.
