Слайд 1Занятие 09
МДК.02.01 Программное обеспечение компьютерных сетей
3-курс
Слайд 2 Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Слайд 3Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Система UNIX, как и
любая другая развитая современная операционная система, имеет огромное количество команд.
Они
позволяют осуществлять множество операций с объектами системы, такими как пользователи, файлы, устройства, управлять их поведением и настраивать систему по своему усмотрению (в определенных пределах).
Ранее мы уже использовали многие команды UNIX, предполагая, что все они вводятся из так называемой командной строки.
Слайд 4Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Интуитивно этот
процесс понятен: из приглашения командной строки вводится команда и
на экране консоли отображается или не отображается результат ее выполнения.
С их помощью можно выполнять большинство действий по настройке, диагностированию и управлению системой.
Команды операционной системы являются "кирпичиками", из которых строятся любые, часто очень сложные и изощренные программы.
Слайд 5Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Далее мы рассмотрим более
подробно, как выполняются команды операционной системы и как на их
основе создавать программы, которые чаще всего называются командными файлами или командными сценариями.
Если провести аналогию с операционной системой MS-DOS, то командные файлы там имеют расширение bat и состоят из команд, интерпретируемых командным процессором command.com определенным образом.
Слайд 6Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Команды UNIX не выполняются
сами по себе, а только в контексте определенной
командной оболочки, которую называют интерпретатором команд.
Интерпретатор команд проверяет и анализирует введенные команды и их аргументы, анализирует их синтаксис, корректность введенных ключей и т. д.
После успешного завершения проверки интерпретатор запускает соответствующую программу, т. е. создает в UNIX процесс и передает ему управление.
Слайд 7Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Командные интерпретаторы имеют общее
название shell.
Помимо исполнения команд, интерпретатор shell выполняет и другие
операции:
• конвейеризацию команд;
• переназначение ввода/вывода;
• генерацию имен файлов;
• контроль среды окружения.
Слайд 8Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Значение интерпретатора для пользователей
UNIX трудно переоценить.
Командный интерпретатор позволяет выполнять не только
отдельные команды, но и решать намного более сложные задачи, которые реализуются на основе командных файлов.
В дальнейшем выражения "командный файл", "командный скрипт" и "командный сценарий" будут использоваться как синонимы и обозначать исполняемый файл, состоящий из команд в виде текстовых строк.
Слайд 9Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
В настоящее время наиболее
часто используются четыре основные разновидности shell:
• Bourne shell
(sh) — является оригинальным командным интерпретатором и включается во все без исключения дистрибутивы операционной системы UNIX;
• С shell (csh) — разработан в Калифорнийском университете (г. Беркли). Особенностью этого интерпретатора является возможность интерактивной обработки shell-окружения;
• Korn shell (ksh) — разработан Дэвидом Корном и включает целый ряд дополнительных возможностей по сравнению с Bourne shell;
Слайд 10Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
• Bourne Again
shell (bash) — разработан Фондом свободно распространяемых программных продуктов (Free
Software Foundation) аккумулирует в себе возможности оболочек С shell и Korn shell, что обусловило его широкую популярность среди системных администраторов.
Он является наиболее продвинутым интерпретатором по сравнению с остальными и служит очень мощным инструментом программирования задач системного администрирования.
В этом разделе мы будем подробно рассматривать именно возможности bash, хотя большинство командных файлов без каких-либо изменений будут работать и в других оболочках.
Слайд 11Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Наряду с термином "интерпретатор"
мы будем использовать другое определение — "командная оболочка".
Оба эти
выражения являются синонимами и употребляются в одинаковом контексте.
Одна и та же операционная система позволяет работать сразу с несколькими командными оболочками и переходить от одной командной оболочки к другой.
Слайд 12Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Возможна и одновременная работа
пользователя в нескольких экранах со своими командными оболочками.
Любой
пользователь, работающий в операционной системе UNIX, оперирует командами того интерпретатора, который для него установлен либо в файлах инициализации, или по умолчанию в файле /etc/passwd.
Слайд 14Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Как видно из рисунка,
для пользователя user1 при входе в систему по
умолчанию будет определен интерпретатор bash, в то время как для пользователя user2 интерпретатором по умолчанию будет ksh.
Если нужно изменить тип командного интерпретатора, то следует модифицировать соответствующим образом файлы инициализации пользователей user1 и user2.
В практическом аспекте командный интерпретатор shell является языком программирования очень высокого уровня.
Слайд 15Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Работу с командным интерпретатором
можно начинать после входа пользователя в систему,
при этом оболочка отображает приглашение (prompt) к вводу команды в виде одного из символов:
$,
#,
>
или др., за которым обычно следует пробел.
Команды пользователя вводятся сразу же после этого пробела.
Слайд 16Взаимодействие пользователя с операционной системой: командные интерпретаторы
Анализ особенностей командного интерпретатора
проведем на примерах, разработанных в командном интерпретаторе bash.
Исходные тексты
командных файлов, представленных здесь, легко адаптируются для работы в любой из версий UNIX.
Слайд 18Элементы языка shell
Как и любой язык высокого уровня, командный
интерпретатор shell имеет определенный синтаксис.
В
состав языка входит целый ряд операторов и символов, имеющих специальное значение.
В следующей таблице приводится полный перечень всех специальных символов, используемых в командных интерпретаторах.
Слайд 21Элементы языка shell
Рассмотрим использование специальных символов на практических
примерах.
Следующая командная строка демонстрирует
использование точки с запятой:
# who;ls -l
root :0 Sep 29 09:32
root pts/0 Sep 29 09:57 (:0.0)
total 34
drwxr-xr-x 8 root root 4096 Oct 11 23:43 tmp
-rw-r—r— 1 root root 20633 Sep 3 12:50 install. log
Слайд 22Элементы языка shell
-rw-r—r— 1 root root 20633 Sep 3
12:50 install .log.syslog
-rw-r—r— 1 root root 141 Sep 2
14:13 textfile
В этом примере последовательно выполняются две команды — who и ls –l.
Первая команда отображает на экране пользователей, работающих в системе.
Вторая команда отображает список файлов и каталогов.
Слайд 23Элементы языка shell
Последовательность символов && (двойной
амперсанд) читает код завершения первой команды, и
если он равен 0 (успешное завершение), то будет выполнена вторая команда.
Например:
# test -d ./tmp && echo tmp is a directory
tmp is a directory
При этом сообщение выводится только в том случае, если объект файловой системы /tmp является каталогом (в данном случае это так).
Слайд 24Элементы языка shell
Если изменить условие и выполнить проверку объекта
tmp как файла, то команда и результат будут другими:
#
test -f ./tmp && echo tmp is a directory
Никакого вывода на экран консоли в этом случае мы не получим.
Это происходит потому что результатом выполнения команды test является число, отличное от нуля.
Так как /tmp не является файлом.
Слайд 25Элементы языка shell
Если в командной строке набрать команду test
с опцией –е (выполняет проверку на существование файла):
# test -e
install.log && echo File install.log exists
File install.log exists
Так как было выведено сообщение:
File install.log exists (файл install.log существует)
то это означает, что после выполнения проверки оказалось, что файл install.log действительно существует в текущем каталоге.
Слайд 26Элементы языка shell
Следующая команда выводит на экран содержимое файла
textfile только в том случае, если этот файл имеет установленный
атрибут для чтения:
# test -r textfile && cat textfile
Если атрибут для чтения действительно установлен, то на экран выводится содержимое файла textfile.
Если атрибут для чтения не установлен, то на экран ничего не выводится.
Слайд 27Элементы языка shell
Результат, противоположный тому, который получается при использовании
&&, дает оператор ||.
Если из двух команд, разделенных этим
оператором, первая команда завершается с ненулевым результатом (т. е. неудачно), то выполняется вторая команда.
Успешно выполненная первая команды (с нулевым кодом завершения) запретит выполнение второй. Например:
# test -f /.tmp || echo tmp is a directory
Здесь на экран консоли будет выведена строка
tmp is a directory
Слайд 28Элементы языка shell
Аналогично, команда
# test -х textfile ||cat
textfile
отображает содержимое файла textfile, поскольку для этого файла не
установлен атрибут исполнения (смотри предыдущий пример, где для этого файла установлен атрибут чтения).
Следовательно, результат выполнения команды test -x будет ненулевым.
Далее на экране появится содержимое файла textfile.
Слайд 29Элементы языка shell
Комбинация операторов && и || позволяет создавать
довольно замысловатые алгоритмы обработки, например:
# test -e textfile &&
test -r textfile && cat textfile
Эта команда выводит на экран содержимое файла textfile (то есть выполняется команда cat textfile) только при одновременном выполнении двух условий:
• файл существует (test -e);
• файл имеет доступ по чтению (test -r).
Слайд 30Элементы языка shell
Альтернативой приведенной может служить команда:
# test
-e textfile && test -x textfile || cat textfile
Поскольку
команда test -e завершается успешно, то будет выполнена следующая за ней команда test -x, которая завершается с ненулевым кодом (так как у файла существует атрибут для чтения, а не на выполнение).
Результат с ненулевым кодом разрешает выполнение команде cat textfile.
Далее на экране появится содержимое файла textfile.
Слайд 31Элементы языка shell
Следующая командная строка ничего на экран не
выводит:
# test -e textfile && test -x textfile &&
cat textfile
В этой цепочке вторая команда test -x завершится неудачно.
Это не позволяя выполниться команде cat textfile.
Создавая такие программные конструкции, следует помнить, что конечный результат зависит от результатов выполнения каждой из команд такой цепочки.
Слайд 32Элементы языка shell
Если команда должна выполняться как фоновый процесс,
то в ее конце нужно указать символ амперсанда &.
Обычно
запуск в фоновом режиме нужен для того, чтобы освободить консоль для запуска других программ, особенно если запускаемая программа выполняется достаточно длительное время.
Выполнение команды в фоновом режиме сопровождается выводом на экран идентификатора (PID) процесса, соответствующего выполняемой команде, при этом система, запустив фоновый процесс, вновь выходит на диалог с пользователем.
Слайд 33Допускается запускать в фоновом режиме несколько
команд, разделенных точкой с запятой.
Например:
#
who;ls -l;pwd&
root :0 Jan 17 09:32
root pts/0 Jan 17 09:57 (:0.0)
[1]+ Done
total 56
-rw-r--r-- 1 root root 1544 Dec 1 12:54 install.log
-rw-r--r-- 1 root root 479 Jan 17 09:40 textfile
[1] 5211
После выполнения указанной цепочки команд в системе будет работать фоновый процесс с идентификатором 5211.
Слайд 34Элементы языка shell
Очень мощным средством командного интерпретатора shell является
переназначение ввода/вывода, расширяющее возможности стандартного ввода/вывода.
Стандартный ввод
обозначается в операционной системе UNIX как stdin (standard input) и осуществляет операцию ввода данных с клавиатуры терминала, а стандартный вывод stdout (standard output) выполняет вывод данных на экран терминала.
Кроме того, диагностические сообщения и сообщения об ошибках направляются в стандартное устройство ошибок, обозначаемое как stderr (standard error).
Слайд 35Элементы языка shell
Операционная система UNIX обладает механизмами, позволяющими перенаправить
результаты работы любой команды, предназначенные для стандартного ввода/вывода, на другое
устройство или в файл.
Вначале рассмотрим операцию переназначения вывода.
Поскольку любые устройства операционной системы UNIX являются файлами, то принято говорить о переназначении вывода в файл, для чего служит оператор >.
Слайд 36Элементы языка shell
Если, например, нужно записать содержимое текущего каталога
в файл с именем list_dir, то следует ввести команду
#
ls -l > list_dir
выполняющую два действия:
• создание, если не существует, и открытие файла с именем list_dir в текущем каталоге процесса;
• запись выводимых командой ls данных в файл list_dir, при этом предыдущее содержимое файла (если он был непустой) затирается.
После выполнения команды файл list_dir будет содержать список файлов и каталогов, находящихся в текущем каталоге.
Слайд 37Элементы языка shell
Переназначение вывода используется очень часто.
Вот несколько
типичных примеров применения этой операции:
• запись текстовых строк
в файл;
• операции архивирования данных.
Для записи текста в файл используется команда echo, например:
# echo String to be written in file > textfile
При использовании >, файл будет перезаписан.
Слайд 38Элементы языка shell
Пример создания архива:
# find tmp -print
| cpio -ovB > tmp_arch
Здесь команда find передает по
программному каналу данные программе cpio, которая записывает их в архивный файл tmp_arch, используя переназначение вывода.
Еще один пример переназначения стандартного вывода:
# cpio -it -I tmp_arch > list_arch
Здесь команда cpio записывает список файлов, содержащихся в архиве tmp_arch, в файл list_arch.
Слайд 39Элементы языка shell
К операторам переназначения вывода
относится и >>, как и
оператор >, он используется для добавления данных в уже существующий файл.
При этом информация записывается в конец файла, не затирая предыдущую информацию.
С помощью этого оператора можно добавить в файл textfile, созданный в одном из предыдущих примеров командой echo, следующую строку:
# echo String to be added to the file >> textfile
Оператор переназначения >> можно использовать и как замену >.
Слайд 40Элементы языка shell
Вывод на стандартное устройство ошибок также можно
переназначить, но при этом следует использовать выражение 2>.
Рассмотрим пример. Попытаемся
выполнить команду ls с несуществующей опцией -у, перенаправив при этом вывод в файл ls.LOG:
# ls -у 2> ls.LOG
После выполнения команды файл ls.LOG может содержать примерно следующее:
# cat ls.LOG
Is: invalid option -- у
Try `ls --help` for more information.
Слайд 41Элементы языка shell
Нужно всегда помнить, что если файл, в
который переназначается вывод, уже существует, то его предыдущее содержимое теряется.
Если нужно сохранить содержимое файла, лучше использовать оператор >>.
Программы, использующие для получения данных стандартный ввод, могут принимать их из файла через оператор переназначения ввода <.
Например, для подсчета количества строк, слов и символов в файле textfile можно применить команду:
# wc < textfile
Слайд 42Элементы языка shell
Операция переназначения ввода используется и в более
сложных операциях, например, разархивирования данных:
# cpio -ivB < tmp_arch
Здесь команда cpio получает ввод из файла архива, созданного в одном из предыдущих примеров командой find, восстанавливая полный путь к файлу в процессе разархивирования.
Слайд 43Элементы языка shell
Ввод и вывод одной и той же
команды могут быть переназначены одновременно, как в этом примере:
#
echo String > output
# cat < output > input
Команда echo записывает текстовую строку в файл output.
В следующей строке команда cat получает данные из файла output и записывает их в файл input.
После выполнения этих двух команд файл input будет содержать строку String.
Слайд 44Список литературы:
Unix и Linux: руководство системного администратора, 4-е издание, 2012,
Э. Немет, Г. Снайдер, Т. Хейн, Б. Уэйли
Для начинающих работать
в UNIX, Ф.И. Торчинский.
Организация UNIX систем и ОС Solaris 9, Торчинский Ф.И., 2-е издание, исправленное, 2016.
Слайд 45Благодарю за внимание!
Преподаватель: Солодухин Андрей Геннадьевич
Электронная почта: asoloduhin@kait20.ru
