Материал: 6261

126

4.15 Лабораторная работа по теме №4

Цель лабораторной работы №4 — практическое закрепление учебного материала по теме «Управление файловыми системами ОС».

Метод достижения указанной цели — закрепление учебного материала, изложенного в первом разделе пособия посредством утилит ОС, а также выполнение заданий, приведенный в данном разделе.

Чтобы успешно выполнить данную работу, студенту следует:

• запустить с flashUSB ОС УПК АСУ, подключить личный архив и переключиться в сеанс пользователя upk;

•запустить на чтение данное пособие и на редактирование личный отчет;

•открыть одно или несколько окон терминалов, причем хотя бы в одном окне терминала открыть Midnight Commander, для удобства работы с файловой системой ОС;

•приступить к выполнению работы, последовательно пользуясь рекомендациями представленных ниже подразделов.

Замечание

Многие команды ОС студенту еще не известны, поэтому следует:

•для вывода на консоль руководства по интересуемой команде, использовать: man имя_команды;

•для выяснения сущесвования команды, ее доступности и местоположения, использовать: command -v имя_команды;

•для уточнения правил запуска конкретной команды, можно попробовать один из вариантов: команда --help или команда -h или команда -?.

Впроцессе выполнения лабораторной работы студент заполняет личный отчет по каждому изученному вопросу!

4.15.1 Типы, имена и узлы устройств

Прочитайте и усвойте материал подраздела 4.1. Исследуйте содержание директории /dev. Исследуйте содержание директории /proc.

С помощью утилиты man изучите утилиты mknod, ls и grep. Научитесь в терминале выводить характеристики узла, зная его имя.

4.15.2 Структура винчестера и файловые системы

Прочитайте и усвойте учебный материал подразделов 1.2-1.6.

Закрепите изученный материал посредством практического использования утилит: fdisk, mkfs, mknod, mount и umount.

127

4.15.3 Стандартизация структуры ФС

Прочитайте и усвойте материал подраздела 4.7.

Запустите в окне терминала файловый менеджер Midnight Commander и с поиощью него изучите струтуры ФС всех трех уровней и директории /var.

Вокне терминала, усвойте работу команд (утилит) pwd, cd, ls, cat.

Вдомашней директории пользователя upk, усвойте работу утилит mkdir и rmdir.

4.15.4 Модули и драйверы ОС

Прочитайте и усвойте учебный материал подразделов 4.8-4.9.

Вокне терминала исследуйте ветвь дерева директории /lib/modules.

Вокне терминала, усвойте работу утилит insmod, rmmod, lsmod, modinfo и dmesg. Подробно изучите группировку и назначение функций системных вызовов ОС, представленных таблицей на рисунке 4.9.

5.15.5 Концепции работы с устройствами

Прочитайте и усвойте учебный материал подразделов 4.10-4.12. Разберитесь в основных концепциях работы с устройтсвами (узлами) ОС.

С помощью руководства man и файла /etc/fstab изучите способ задания конфигурации блочных устройств ОС.

Сравните структуру файла /etc/fstab с выводом утилиты mount.

На примерах подраздела 4.12, освойте правильное использование утилит mount и umount. Особое внимание уделите атрибутам (опциям) монтирования.

4.15.6 FUSE и другие специальные ФС

Прочитайте и усвойте учебный материал подразделов 4.13-4.14.

На учебных примерах разберитесь с особенностями монтирования изученных ФС. На практике освойте работу с утилитами: df, du и lsof.

Замечание

Примеры, приведенные в подразделе 4.3, являются чисто демострационными и не могут быть напрямую реализованы в ОС УПК АСУ.

4.15.7 Подключение рабочей области пользователя upk

На примере файла сценария /etc/upkasu/mount-upk.sh, разберитесь и опишите в отчете алгоритм и функции монтирования рабочей области пользователя upk.

128

5 Тема 5. Управление пользователями ОС

Рассматривая базовые концепции ОС (подраздел 1.7), было отмечено, что концепция пользователя является второй по значимости после концепции файла.

С другой стороны, концепция пользователя интенсивно используется и в концепции процесса, что связывает их воедино, образуя три базовых концепции ОС.

Взависимости от контекста, термин пользователя понимается как:

•человек, работающий за терминалом компьютера;

•концептуальная основа выделения владельцев, группы и других, связанные с концепциями файла и процесса;

•система обозначений, использующая имена и числовые идентификаторы, распространяемая на все ПО ЭВМ;

•система разграничений, ограничивающая и специализирующая права ис-

пользования ПО ЭВМ.

Кроме перечисленных выше, имеются специальные режимы использования ОС и ЭВМ, которые связаны с настройкой, инсталляцией и промежуточными этапами загрузки ОС.

Подобное многообразие взглядов порождает еще большее многообразие зависимостей, что влияет не только на работу отдельной ОС, но и распространяясь на социум, порождает новые технологические подходы к архитектуре современных ОС.

Чтобы успешно разобраться в указанных проблемах и освоить данную тему, учебный материал разбит на четыре части:

многопользовательский режим работы ОС, как альтернатива однопользовательскому, порождающий многобразие взглядов, уже указанных выше;

разграничение прав пользователей, как техническая основа функционирова-ния ОС;

login и система PAM, как реализация эффективного использования ПО ОС;

команды управления пользователями, как управляющая часть организации многопользовательского режима работы ОС.

5.1 Пользовательские режимы работы ОС

Первоначально, когда ОС еще не было, а использовалась пакетная обработка программ или программы супервизоры, понятие пользователя использовалось в чисто внешнем организационном плане: как лицо, передающее программу в службу ВЦ (вычислительного центра) на исполнение.

В1974 году, Гари Килделл преподаватель информатики в аспирантуре военно-мор- ского колледжа в Монтерее (Калифорния) закончил писать свою ОС для микрокомпьютера intel 8080, которую он назвал CP/M.

CP/M - Control Program for Microcomputers.

В1980 году, фирма Microsoft приобрела у Seattle Computer лицензию на довольно

129

сырую и недоработанную операционную систему 86-DOS. Немного доработав, Билл Гейтс предложил использовать ее в качестве MS-DOS в первом персональном компьютере фирме IBM.

MS-DOS — доработанная 86-DOS фирмы Seattle Computer, способная запускать все программы ОС CP/M.

Характерная черта MS-DOS и CP/M — однозадачный режим работы на изолированном компьютере, что собственно говоря и не требовало ставить вопрос об использовании их многими пользователями. Эта черта в последующем отразилась и на ОС MS Windows:

•автоматическое монтирование всех файловых систем при старте ОС;

•отсутствие концепции пользователя в низкоуровневых структурах ФС.

История ОС UNIX начинается с середины 60-х годов, на фоне проекта операционной системы MULTICS, который разрабатывался в Bell Labs., подразделении гиганта AT&T.

Первое издание UNIX, появившееся в ноябре 1971 года, работало на PDP-11/20 без MMU и аппаратной защиты памяти. Стабильность ее работы и устойчивость к сбоям была не на высоте. Мультипрограммности тоже не было, но пути к файлам

уже появились. Была документация к таким системным вызовам:

break, cemt, chdir, chmod, chown, close, creat, exec, exit, fork,

Из языков программирования поддерживались ассемблер, B, BASIC, FORTRAN. Языка С еще не было. Хотя явное упоминание о поддержке многопользовательского режима отсутствует, наличие команд chown, getuid и setuid говорит о том, что в

файловой системе концепция пользователя уже была заложена.

Современное понятие однопользовательского режима означает не тот факт, что ОС не может поддерживать многопользователский режим, а то что:

•или отключен контроль разграничения прав пользователей, при одновременной изляции ЭВМ от внешних воздействий, например, отключение от сети;

•или остановлена работа программ всех пользователей, кроме администра-

тора, например, суперпользователя root. Например, современные ОС загружаются в два этапа:

•на первом этапе, после загрузки и запуска ядра ОС специальным загруз-

чиком, например GRUB, ядро распаковывает в оперативную память временную файловую систему и запускает первый процесс init; сам процесс init — обычно скрипт, выполняемый интерпретатором shell, устанавливает необходимые модули ОС, ищет и монтирует корневую файловую систему, создает терминальные устройства и запускает на них программы login, удаляет временную файловую систему и завершает работу; все это делается в

однопользовательском режиме ОС;

•на втором этапе, пользователи, которые начинают проходить процедуру login, работают уже в многопользовательском режиме ОС.

130

Замечание

Практически всегда, под именем пользователя понимается контекст, соответствующий понятию владелец, который относятся применительно к файлам и процессам.

Информационное обеспечение многопользовательского режима ОС, прежде всего, поддерживается группой системных файлов.

Файл /etc/passwd, каждая строка которого имеет формат:

username:password:UID:GID:GEOS:homedir:shell

где

Учитывая большую важность этой информации, содержимое файла /etc/passwd

дублируется в файл /etc/passwd-.

Информация о группах пользователей и дубль этой информации хранятся в файлах

/etc/group и /etc/group-, в формате:

groupname:password:GID:userlist