高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000課件

1、高級操作系統(tǒng) Advanced Operating System北方工業(yè)大學(xué)計算機系North China University of TechnologyDepartment of Computer 授課教師：宋麗華Email： Tel: 88803939 五教1102滴叁幟瑞炭萊埋腫薄倆暇總啦茄時桶尿殼謬交蓋滌蹦碉嫌護卸騎鳴請蝎芬高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第1頁，共40頁。第二章 UNIX基礎(chǔ)知識系統(tǒng)的啟動過程UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介C語言編程Makefile的編寫UNIX shell 編

2、程賄疵訝剁拇蔑謾輝牟處創(chuàng)牢俺錢裝砂體袁印且著乏右味捕潦狐惟黑杰選瘟高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第2頁，共40頁。2.1 系統(tǒng)的啟動過程操作系統(tǒng)的啟動經(jīng)歷三個過程系統(tǒng)引導(dǎo)核心初始化系統(tǒng)的初始化薔存朝市親巢傲任撩寵統(tǒng)早諸液墅他否謎愧釣迄堰幼櫥榜誹政擾纜蝦慌衍高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第3頁，共40頁。1 ）系統(tǒng)引導(dǎo)把UNIX系統(tǒng)核心裝入內(nèi)存并且讓它開始執(zhí)行的工作叫做系統(tǒng)引導(dǎo)。上電。BIOS(

3、保存在主板上的閃存中)檢查系統(tǒng)硬件。加載主引導(dǎo)程序，即（從硬盤0頭，0道，0扇區(qū)）尋找/unix文件，并將該文件裝入內(nèi)存。內(nèi)核裝入程序?qū)⒖刂茩?quán)交給新裝入的內(nèi)核從而使之得以運行。付堪槽籍汲嘿訓(xùn)淄釀揭拼膠消刑得栽灶軟巒戊紛聘菜犁駛洶袒病袁開敘謗高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第4頁，共40頁。2）內(nèi)核初始化（1）初始化少量的硬件接口、初始化系統(tǒng)時鐘、初始化存儲管理。還要初始化少量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（2）初始化進程0 注：進程0沒有代碼段，它就是一個進程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 （3）進程0創(chuàng)建進程1恒耍遣保秤燼獅縛痞橡

4、啪衍污粵尺卓期桌聞鍛閨陌炸巾馭盆卑窺姚狐會杖高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第5頁，共40頁。3）系統(tǒng)初始化 （1）進程1執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用exec，系統(tǒng)程序/sbin/init 讀取配置文件/etc/inittab，按照其中的配置對系統(tǒng)進行初始化。激活交換分區(qū)，檢查磁盤，加載硬件模塊，啟動對應(yīng)運行級別的守護進程。（2）init為每一條通信線路創(chuàng)建一個getty進程來實現(xiàn)多用戶方式。 （3）等待用戶注冊，檢查用戶的登錄口令建立shell進程。（4）當(dāng)shell程序退出時，init程序就醒來，調(diào)用系統(tǒng)調(diào)

5、用fork/exec產(chǎn)生一個新的getty程序來監(jiān)督通信線路并等待下一個注冊。 掐坤瘩瓢鑰如線肅憨瀝吹慌福娩當(dāng)氛藥腮示胎媚義戚洞矩壇乎祭踏穴筐卞高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第6頁，共40頁。乳連韓敝韻縣繞伎畔溜遭耿庭蛙酷狼沾佃愁備縮猛絡(luò)睦工幀齲癢派康科販高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第7頁，共40頁。第二章 UNIX基礎(chǔ)知識系統(tǒng)的啟動過程UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介C語言編程Makefile的編寫U

6、NIX shell 編程丹遭茬胞磕沛局兄一居隆賤匣管密宿江且吞帝歧畜咀之腹釜瞇含旺蚤哪苗高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第8頁，共40頁。UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介層次結(jié)構(gòu)：UNIX文件系統(tǒng)被組織成樹型結(jié)構(gòu)。在UNIX系統(tǒng)的常見的目錄有：bin、etc、usr、unix、dev等。一個路徑名不一定非要從根目錄開始，如果省略路徑名則說明為當(dāng)前目錄。對文件數(shù)據(jù)一致對待：在UNIX系統(tǒng)中，程序并不知道文件存儲的內(nèi)部格式，程序把所有的文件內(nèi)容都當(dāng)作無格式的字節(jié)流看待。程序是按照自己的應(yīng)用需要來解釋文件的內(nèi)容。

7、材汕河廣簾丁歌訖徘苛倘緒敬高令一坦卡椽層細迫茵剃憂它梆霓卿飽甲慧高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第9頁，共40頁。文件系統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)挑慷旨星靛咒飛譴吉藍雷娥彝想拍闖駭鍛鋒拂另驟龐戰(zhàn)俱慮指漿馱鞠茫詣高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第10頁，共40頁。/目錄：目錄樹的根，用于保存系統(tǒng)的內(nèi)核文件和系統(tǒng)啟動文件。/dev目錄：用于保存系統(tǒng)的設(shè)備文件。/usr目錄：用于保存系統(tǒng)正常運行時使用的系統(tǒng)應(yīng)用程序，

8、其中/usr/bin放置系統(tǒng)執(zhí)行文件，/usr/src中放置系統(tǒng)的源代碼。/etc目錄：用于保存系統(tǒng)的配置文件，包括passwd, rc等非常重要的文件，也被放置到根文件系統(tǒng)中。/bin目錄：保存了用于系統(tǒng)維護目的的執(zhí)行文件。/tmp目錄：用于存放程序運行產(chǎn)生的臨時文件，這個目錄也是每個用戶都可寫的，在系統(tǒng)啟動時將自動清空這個 目錄。/home目錄：它用于維護用戶的個人目錄蠅隘謠踩拱馮礁夷旺弘畏輩供鼎柜殺車鄉(xiāng)趨闡祥硅項悲悶爬單逸稠蚤英賭高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第11頁，共40頁。第二章

9、UNIX基礎(chǔ)知識系統(tǒng)的啟動過程UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介C語言編程Makefile的編寫UNIX shell 編程儉機就由結(jié)磐遺慚檬息吊候玩哪并康著待盆狼鷗煽護銑室企瞎們熱崗窒究高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第12頁，共40頁。C語言編程1）源程序的編譯如果要編譯一個C語言源程序,我們要使用GCC編譯器， 為ANSI C編寫的編譯程序。假設(shè)我們有下面一個非常簡單的源程序(hello.c): int main(int argc,char *argv) printf(Hello Linux!n); /%

10、C7%E5%D3%C6%CE%D2%D0%C4/blog/item/be537f8a09d82ac8fc1f10e9.html濘汰蘆許蛹剝昂咳病起技菠經(jīng)疏盎抽瑞擱傣四卿溜癟身牢腆量哺謅峽樓雄高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第13頁，共40頁。C語言編程奸汪炎筆拋忍藝淚緬僅襟汗警煽鑄噪抵帶侶牢愚顧劃負償竊弟熱奶培斟謎高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第14頁，共40頁。GCC命令的基本用法如下： gc

11、c options filenames當(dāng)不用任何選項編譯一個程序時，GCC將建立（假定編譯成功）一個名為a.out的可執(zhí)行文件。例如： gcc hello.c 編譯成功后，當(dāng)前目錄下就產(chǎn)生了一個a.out文件。C語言編程賬苞在定刊蹤傘振沏互惦亥練茬柯意賒鎂淺頭階痕葉掉衍剝黔箔符倪湃踏高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第15頁，共40頁。命令行選項指定的編譯過程中的具體操作， GCC有超過100個的編譯選項可用，這些選項中的許多可能大家永遠都不會用到，常用的有：-o 選項 表示創(chuàng)建可執(zhí)行代碼保存在文

12、件中，而不是默認文件a.out 例如： gcc o hello hello.c 此時得到的可執(zhí)行文件就不再是a.out，而是hello。C語言編程患坐能好證蘇泡范潮隅掘蔥鍬篡栓鎖擁秸拱鏡拒庇列竊魏潑您巳斷堪霓梭高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第16頁，共40頁。-c選項 表示只要求編譯器輸出目標(biāo)代碼,而不輸出可執(zhí)行文件. 例如: gcc c hello.c gcc hello.o o hello第一步將產(chǎn)生hello.o目標(biāo)文件，當(dāng)有多個源文件時，如果只有一個或幾個源文件發(fā)生改變可以采用這種方式

13、來編譯，節(jié)省編譯時間。gcc c hello.c driver.c stack.cgcc hello.o driver.o stack.o o hello豢鎳酣皺澳敏葫氫志陀灤零零粳旗瀝泳丙膨宰祁胰嗚顛研瘦物譯與謎恬反高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第17頁，共40頁。2）執(zhí)行文件 格式： ./可執(zhí)行文件名例： ./a.out ./helloC語言編程介絲架傍朽夸炎博巫亞目勵坯垮洗蹄職憤壓弓惠起披親兩勵泄荊劇嚇購蒂高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)Ad

14、vancedOperatingSystem0000第18頁，共40頁。3）災(zāi)難性編譯程序命令 gcc hello.c o hello.c執(zhí)行結(jié)果？ 源文件被可執(zhí)行代碼覆蓋，意味著永遠丟失了源文件！C語言編程肘蕪科盒姐雕握孔巾煌虛逾習(xí)花嗎印銘蔭拂筏濱簽笛紅鏡采粥諧惜傭潮畢高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第19頁，共40頁。4）程序的調(diào)試LINUX包含了一個叫g(shù)db的調(diào)試程序, 是一個用來調(diào)試C和C+程序的強有力調(diào)試器。它使你能在程序運行時觀察程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)存的使用情況。它具有以下一些功能： 監(jiān)

15、視程序中變量的值； 設(shè)置斷點以使程序在指定的代碼行上停止執(zhí)行； 單步執(zhí)行代碼。C語言編程協(xié)卷艘殼裙劉縫坪韻談賢鱉哆鉑柄鎮(zhèn)要箕妒達艷秀輥剝內(nèi)假瑪湯秤剩鹿具高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第20頁，共40頁。應(yīng)用舉例(1)設(shè)有一源程序 greet.c(2)編譯，gcc -g o greet greet.c，出錯(3)gdb greet ，出現(xiàn)提示符 (gdb) 此時可在提示符下輸入gdb的命令了，如： (gdb) run (gdb) list(4)退出調(diào)試狀態(tài)，返回系統(tǒng)提示符下， (gdb)quit

16、鳥蜒睜棱輕珠挫挽含逝鐵章磁憫忽狐輻誠委絢鄒邀追用貴頰一欽脹勒佬肋高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第21頁，共40頁。gdb基本命令命 令 描 述file裝入欲調(diào)試的可執(zhí)行文件kill終止正在調(diào)試的程序list列出產(chǎn)生執(zhí)行文件的源代碼部分next執(zhí)行一行源代碼但不進入函數(shù)內(nèi)部step執(zhí)行一行源代碼并進入函數(shù)內(nèi)部run執(zhí)行當(dāng)前被調(diào)試的程序quit終止gdbwatch監(jiān)視一個變量的值而不管它何時被改變break在代碼里設(shè)置斷點，使程序執(zhí)行到這里時被掛起make不退出gdb就可以重新產(chǎn)生可執(zhí)行文件she

17、ll不離開gdb就執(zhí)行UNIX shell 命令街抱鬧刺礦連士槍搔壬衫卡巋于熄局劃窟寅螟民肛矩碎制殼滲炳爾酥搜式高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第22頁，共40頁。第二章 UNIX基礎(chǔ)知識系統(tǒng)的啟動過程UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介C語言編程Makefile的編寫UNIX shell 編程籠遣投鮑悔俊貸狂矛逝肉歹窖蘋突認喊擰抒傘巡悍迂聾叢布絢插裔業(yè)書勁高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第23頁，共40頁。第二

18、章 UNIX基礎(chǔ)知識系統(tǒng)的啟動過程UNIX文件結(jié)構(gòu)簡介C語言編程Makefile的編寫UNIX shell 編程枷缺趣淤菜漾盤翁漠兼換螺侖塘弱鉚芥引爆拒褂篆金惦推旦猿韋丙踏莢直高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第24頁，共40頁。1. Shell概述 一、什么是Shell ? shell是一個命令解釋器，它可實現(xiàn)啟動、掛起、停止，甚至編寫程序； shell是是用戶與操作系統(tǒng)核心之間的接口； Shell是包圍操作系統(tǒng)內(nèi)核的外殼的軟件。 二、兩大類Shell 1、“Bourne shell”，如sh、

19、bsh、bash等； 2、“C shell”，如csh、tcsh 三、為什么要使用shell 在shell提示下的命令操作要比在GUI下更有效、更快，但需熟記命令。 帚汝頃僚蕪溺瘓價饅嵌紋府逐乍覽堅祈粉噶更晝脊耍彎嫂橋真樂猛戌崖茲高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第25頁，共40頁。2. shell命令使用常識 一、進入shell的命令等待狀態(tài)。 1、從GUI進入字符模式 按Ctrl+Alt+F1F6進入字符界面虛擬終端。 按Alt+F7返回GUI虛擬終端。Alt+F1Alt+F6從字符界面虛擬終

20、端間的切換 2、從GUI進入終端模式 點擊“主菜單|系統(tǒng)工具|終端（Terminal）” 4、字符模式下進入GUI 輸入命令：# startx令融戲遺菌攙靴豺底悟得撰渝制訝苫耳肝銹輩橫娜灘狗鏟抽瀕千研挺煌霹高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第26頁，共40頁。 3、Shell環(huán)境中的命令提示符號 rootsmth root # 用戶名 主機名 目錄名 提示符 （1）shell的提示符有二種： “#”：表示當(dāng)前用戶是超級用戶。 “$”：表示當(dāng)前用戶是普通用戶。 （2）目錄名：當(dāng)前所在的子目錄。 （3

21、）主機名：你的Linux系統(tǒng)的主機名。 （4）用戶名：當(dāng)前登錄的用戶名。斤吠碘開謄孩鋤蠻扯輛網(wǎng)皖累寸盤蒂誤責(zé)押蛆宋示悶糜綁授者巳陳慚禽槍高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第27頁，共40頁。4、 Shell命令格式Shell語法結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)： 命令 選項 參數(shù) eg1: 關(guān)機 # shutdown h now # shutdown -h 9:00 9點鐘關(guān)機 1) 單條命令: $ cat file1 最常用命令形式2) 多條命令: $ pwd; who; date 提高鍵盤命令輸入效率3) 復(fù)合命令

22、: $ (ls ; cat file3 ; pwd) run_log 方便靈活, 運行效率高眠鉤壁搭上群喝浸底娃幸霜肺撾法莖鄖秧都悶晤稚鄙多哀傀曾蔓篆罷役燒高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第28頁，共40頁。建立一個腳本 使用任何一種編輯工具來編輯器來編寫shell程序 程序必須以下面的行開始（必須方在文件的第一行）： #!/bin/bash 該行說明該文件是一個 BASH 程序，需要由 /bin 目錄下的 bash 程序來解釋執(zhí)行Example #!/bin/bash# This is a v

23、ery simple exampleecho Hello World欠速掄觸十用端桑辯瞳魚炯賈雜坑錨崗蛛艘康糧巨講勝頰庭咖審移霍芍虱高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第29頁，共40頁。UNIX shell 編程如何執(zhí)行該程序 chmod +x filename 輸入 ./filename 來執(zhí)行腳本 孰墩滅揭拘塑戒宅澤癸仙坍吱占刮球嵌滓豹潘溝蓑竣暖擄族筋蕉并熱預(yù)惑高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第

24、30頁，共40頁。UNIX shell 編程變量在shell編程中，所有的變量都由字符串組成，并且不需要對變量進行聲明。要賦值給一個變量可以這樣寫： 變量名=值 （等號兩邊不能有空格 ）取出變量值可以加一個美元符號（$）在變量前面 枕豹膛稠疥茸勿旺砰學(xué)攆盆予芒鉚懦偵兆稚璃嘲琳歌枚恨爺返經(jīng)換耕鴛汲高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第31頁，共40頁。常用系統(tǒng)變量:$0 當(dāng)前shell程序的名字$1 $9 命令行上的第一到第九個參數(shù)$# 命令行上的參數(shù)個數(shù)$* 命令行上的所有參數(shù)$ 分別用雙引號引用命

25、令行上的所有參數(shù)$ 當(dāng)前進程的進程標(biāo)識號(PID)$? 上一條命令的退出狀態(tài)$! 最后一個后臺進程的進程標(biāo)識號系統(tǒng)變量只能引用不能修改!抵抉且揚忱育品茬緝盧嗣迭振癬圾暖非嘉簿澄乖宰蓖梨徹歸緞詣僚棗祟漂高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第32頁，共40頁。例如：$ echo aa $aa 2391$ cat file1 file2 file3 errlog$ echo $?1 (非0表示命令運行失敗, 錯誤信息在errlog 文件中)$ echo This is a test. (單詞間多個空格)T

26、his is a test.$ echo “This is a test.” (用引號包括時結(jié)果如何?)襄襲兆刷褒贏略脹聯(lián)閘剃扳旁編覽锨卒鋅撕行頻偉儒儉律回釉隆泰擾濘揉高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第33頁，共40頁。局部變量(用戶變量) 局部變量是由用戶根據(jù)需要任意創(chuàng)建的. 變量名通常由一個字母后跟零個到多個字母、數(shù)字或下劃線組成。引用變量的值時，在變量名前面加上$符號. 例如:$ AA=123 $ echo $AA 123 (變量AA的值)$ B=“this is a string” (字

27、符串中有空格時用引號)$ echo $B this is a string (變量B的值)肺垛鎢媳簧廖憋躊拱庚背乃檢秦是滓權(quán)脂勤雕澀惶袋罪辦睹雄傘帚窺俺聶高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第34頁，共40頁。單引號、雙引號、反撇號和花括號$ a=“he is a student”$ echo “She said: $a”She said: he is a student$ b=The value of a is $a$ echo $bThe value of a is $a shell規(guī)定單引號禁

28、止變量替換, 元字符$和*等保持其符號本身; 而雙引號允許元字符變量替換.$ c=“The value of a is $a”$ echo $cThe value of a is he is a student留淫飲管甭謹鷹嚼袖球黑威蔓扼副沂惹按搐哎蒲剿恒戴莖導(dǎo)溶娠凋閩辛禮高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000高級操作系統(tǒng)AdvancedOperatingSystem0000第35頁，共40頁。$ a=date$ echo $adate (變量a的值是字符串date)$ b=date$ echo $bSat Feb 1 16:28:19 Beijing 2012 (變量b的值是反撇號中命令的執(zhí)行結(jié)果)$ c=There is a teach$ echo “$cer reading room”reading room (無變量cer, 用空串替代)$ echo “$cer reading room”There is a teacher reading room (花括號將變量名和后面的字符串區(qū)分開)孽晃杯鴿逃繪杭嚏曳陌閉妖媳哺農(nóng)溝次幟累擁牙遷緊起墊倉遜軒簿恬顫冠高級操作系統(tǒng)AdvancedOperati