《次課UNIX系統(tǒng)簡介》課件

次課UNIX系統(tǒng)簡介本課將深入淺出地介紹UNIX系統(tǒng)，包括其核心概念、關(guān)鍵組件以及實(shí)踐應(yīng)用。UNIX操作系統(tǒng)簡介UNIX是一個(gè)多用戶、多任務(wù)、支持多線程的操作系統(tǒng)，以其穩(wěn)定性、安全性、可移植性和靈活性著稱。它廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、工作站和嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。UNIX起源于20世紀(jì)70年代初，由貝爾實(shí)驗(yàn)室的肯·湯普森和丹尼斯·里奇創(chuàng)建。它對現(xiàn)代操作系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，包括Linux和macOS等。UNIX操作系統(tǒng)的特點(diǎn)多用戶允許多個(gè)用戶同時(shí)訪問系統(tǒng)，每個(gè)用戶擁有自己的賬戶和權(quán)限。多任務(wù)支持多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行，提高系統(tǒng)利用率?？梢浦残詮?qiáng)易于移植到不同的硬件平臺，實(shí)現(xiàn)跨平臺兼容性。安全性高提供強(qiáng)大的安全機(jī)制，保護(hù)系統(tǒng)資源和用戶數(shù)據(jù)。UNIX內(nèi)核結(jié)構(gòu)1內(nèi)核系統(tǒng)核心，管理硬件資源、進(jìn)程、內(nèi)存、文件系統(tǒng)等。2系統(tǒng)調(diào)用用戶程序與內(nèi)核交互的接口。3Shell命令解釋器，負(fù)責(zé)接收用戶命令并執(zhí)行。4用戶程序運(yùn)行在用戶空間，與內(nèi)核交互完成任務(wù)。UNIX文件系統(tǒng)1根目錄文件系統(tǒng)的起點(diǎn)，包含所有其他目錄和文件。2目錄組織文件和子目錄的容器，用于邏輯上的分類。3文件存儲數(shù)據(jù)的基本單元，包含程序、數(shù)據(jù)、配置文件等。UNIX進(jìn)程管理1創(chuàng)建進(jìn)程：使用fork()函數(shù)創(chuàng)建新的進(jìn)程。2調(diào)度進(jìn)程：根據(jù)調(diào)度算法選擇運(yùn)行的進(jìn)程。3終止進(jìn)程：使用exit()函數(shù)結(jié)束進(jìn)程運(yùn)行。4通信進(jìn)程：使用管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存等機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。UNIX內(nèi)存管理虛擬內(nèi)存：為每個(gè)進(jìn)程提供獨(dú)立的地址空間，提高內(nèi)存利用率。內(nèi)存分配：根據(jù)程序需求分配內(nèi)存空間，并進(jìn)行內(nèi)存管理。頁面置換：當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，將部分內(nèi)存頁替換到磁盤進(jìn)行存儲。UNIX設(shè)備管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)控制和管理硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶程序與硬件的交互。設(shè)備文件對設(shè)備的抽象表示，用戶程序通過訪問設(shè)備文件來操作設(shè)備。設(shè)備控制器連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和硬件設(shè)備的橋梁，完成具體的數(shù)據(jù)傳輸。UNIX輸入輸出管理文件I/O通過打開、讀取、寫入、關(guān)閉文件來進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。網(wǎng)絡(luò)I/O使用套接字編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，完成網(wǎng)絡(luò)通信。終端I/O通過鍵盤輸入和顯示器輸出進(jìn)行用戶交互。UNIX安全管理用戶和組通過用戶和組的權(quán)限控制訪問權(quán)限，限制用戶對系統(tǒng)資源的訪問。訪問控制列表為文件和目錄設(shè)置訪問權(quán)限，控制用戶對文件的讀、寫、執(zhí)行操作。身份驗(yàn)證通過密碼、密鑰等方式驗(yàn)證用戶身份，防止非法用戶登錄系統(tǒng)。UNIX網(wǎng)絡(luò)管理1網(wǎng)絡(luò)接口配置網(wǎng)絡(luò)接口，設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等參數(shù)。2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)安裝和配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如Web服務(wù)器、郵件服務(wù)器等。3網(wǎng)絡(luò)安全配置防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。UNIX系統(tǒng)調(diào)用UNIX命令基本語法UNIX命令通常采用以下格式：命令名稱[選項(xiàng)][參數(shù)]UNIX命令實(shí)踐:文件管理創(chuàng)建目錄：mkdir列出目錄內(nèi)容：ls創(chuàng)建文件：touch復(fù)制文件：cpUNIX命令實(shí)踐:進(jìn)程管理查看進(jìn)程使用ps命令查看正在運(yùn)行的進(jìn)程信息。實(shí)時(shí)監(jiān)控使用top命令實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)資源和進(jìn)程狀態(tài)。UNIX命令實(shí)踐:權(quán)限管理1chown修改文件或目錄的所有者。2chgrp修改文件或目錄所屬的組。3chmod修改文件或目錄的權(quán)限。UNIX命令實(shí)踐:網(wǎng)絡(luò)管理1ifconfig：查看和配置網(wǎng)絡(luò)接口。2ping：測試網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。3netstat：查看網(wǎng)絡(luò)連接和端口信息。UNIX腳本編程簡介UNIX腳本編程使用shell腳本語言，可以自動(dòng)化執(zhí)行一系列命令，簡化系統(tǒng)管理和任務(wù)處理。UNIX腳本編程實(shí)踐:變量和輸入輸出定義變量：使用變量名=變量值進(jìn)行賦值。讀取用戶輸入：使用read命令從鍵盤讀取用戶輸入。輸出信息：使用echo命令輸出文本信息。UNIX腳本編程實(shí)踐:條件判斷和循環(huán)條件判斷使用if、else、elif等語句進(jìn)行條件判斷，根據(jù)條件執(zhí)行不同的代碼塊。循環(huán)使用for、while等語句實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作，重復(fù)執(zhí)行代碼塊。UNIX腳本編程實(shí)踐:函數(shù)使用function關(guān)鍵字定義函數(shù)，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用，提高腳本可讀性和可維護(hù)性。UNIX系統(tǒng)編程簡介UNIX系統(tǒng)編程使用C語言，直接調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)更底層的系統(tǒng)控制和管理。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:文件I/Oopen()打開文件，獲取文件描述符。read()從文件中讀取數(shù)據(jù)。write()向文件寫入數(shù)據(jù)。close()關(guān)閉文件，釋放文件資源。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:進(jìn)程管理fork()創(chuàng)建子進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程復(fù)制。exec()替換當(dāng)前進(jìn)程的代碼和數(shù)據(jù)。wait()等待子進(jìn)程結(jié)束，獲取子進(jìn)程退出狀態(tài)。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:信號處理1信號異步事件，用于通知進(jìn)程發(fā)生特定事件。2信號處理函數(shù)定義信號處理函數(shù)，處理接收到的信號。3signal()設(shè)置信號處理函數(shù)。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:線程管理pthread_create()創(chuàng)建新的線程。pthread_join()等待線程結(jié)束，獲取線程退出狀態(tài)。pthread_mutex_t互斥鎖，用于保護(hù)共享資源。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:套接字編程1socket()：創(chuàng)建套接字。2bind()：綁定地址和端口。3listen()：監(jiān)聽連接請求。4accept()：接受連接請求。5send()：發(fā)送數(shù)據(jù)。6recv()：接收數(shù)據(jù)。UNIX系統(tǒng)編程實(shí)踐:shell編程1Shell腳本使用shell腳本語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)。2命令管道將多個(gè)命令連接在一起，將前一個(gè)命令的輸出作為后一個(gè)命令的輸入。3循環(huán)和條件語句使用循環(huán)和條件語句控制腳本執(zhí)行流程。UNIX系統(tǒng)管理工具介紹UNIX系統(tǒng)管理實(shí)踐:用戶和權(quán)限管理用戶添加使用useradd命令添加新用戶。用戶刪除使用userdel命令刪除用戶。密碼修改使用passwd命令修改用戶密碼。UNIX系統(tǒng)管理實(shí)踐:磁盤和存儲管理df：查