Курсовая работа: Архитектура системы UNIX, общее описание, модель безопасности

Многие прикладные программы, редакторы, программные пакеты и т.п. со временем становятся синонимичны понятию “система UNIX”. Однако, следует иметь ввиду, что все они пользуются ресурсами программ нижнего уровня и, в конечном счете, ядра. Т.е. в каноническом, наиболее правильном варианте понимания, к словам “система UNIX” относится именно ядро.

Первоначальная загрузка

Для того, чтобы перевести систему из неактивное состояние в активное, администратор выполняет процедуру "начальной загрузки". На разных машинах эта процедура имеет свои особенности, однако во всех случаях она реализует одну и ту же цель: загрузить копию операционной системы в основную память машины и запустить ее на исполнение.

В системе UNIX процедура начальной загрузки заканчивается считыванием с диска в память блока начальной загрузки (нулевого блока). Программа, содержащаяся в этом блоке, загружает из файловой системы ядро ОС (например, из файла с именем "/unix" или с другим именем, указанным администратором). После загрузки ядра системы в память, ядро запускается на выполнение.

Файловая система UNIX

Рассмотрим ключевые особенности данной системы, в первую очередь полезные для общего понимания UNIX/

Итак, файлы характеризуются:

· Иерархической структурой,

· согласованной обработкой массивов данных,

· возможностью создания и удаления файлов,

· динамическим расширением файлов,

· защитой информации в файлах,

· трактовкой периферийных устройств как файлов.

Файловая система представляет собой дерево, с единственной основой – корнем (root), обозначающимся как “/”.

Каждая вершина в древовидной структуре файловой системы, кроме листьев, является каталогом файлов, а файлы, соответствующие дочерним вершинам, являются либо каталогами, либо обычными файлами, либо файлами устройств.

Каталоги похожи на обычные файлы в том смысле, что система представляет информацию в каталоге набором байтов, но эта информация включает в себя имена файлов в каталоге в объявленном формате.

Права доступа

Права доступа определяются установкой трех остальных флагов (битов разрешения) на файлах для 3 – х действий: чтение, запись, выполнение. (rwe) Делается эта установка для 3 – х разных случаев: для владельца файла, для общего пользования и для прочих случаев.

Устройства

Для пользователя система UNIX трактует устройства так, как если бы они были файлами. Устройства, для которых назначены специальные файлы устройств, становятся вершинами в структуре файловой системы. Обращение программ к устройствам имеет тот же самый синтаксис, что и обращение к обычным файлам; семантика операций чтения и записи по отношению к устройствам в большой степени совпадает с семантикой операций чтения и записи обычных файлов. Способ защиты устройств совпадает со способом защиты обычных файлов.

Процессы

Программой называется исполняемый файл, а процессом называется последовательность операций программы или часть программы при ее выполнении. В системе UNIX может одновременно выполняться множество процессов (эту особенность иногда называют мультипрограммированием или многозадачным режимом), при чем их число логически не ограничивается, и множество частей программы (такой как copy) может одновременно находиться в системе. Различные системные операции позволяют процессам порождать новые процессы, завершают процессы, синхронизируют выполнение этапов процесса и управляют реакцией на наступление различных событий. Благодаря различным обращениям к операционной системе, процессы выполняются независимо друг от друга.

Возможный набор состояний процесса содержится в следующем перечне:

1. Процесс выполняется в режиме задачи.

2. Процесс выполняется в режиме ядра.

3. Процесс не выполняется, но готов к запуску под управлением ядра.

4. Процесс приостановлен и находится в оперативной памяти.

5. Процесс готов к запуску, но программа подкачки (нулевой процесс) должна еще загрузить процесс в оперативную память, прежде чем он будет запущен под управлением ядра.

6. Процесс приостановлен и программа подкачки выгрузила его во внешнюю память, чтобы в оперативной памяти освободить место для других процессов.