Chap1: OS et programmation Shell
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1. A Les utilisateurs m UID User Identifier q Unique dans le syst me 3 Identifie l utilisateur m Username Utilis au moment du login 3 Donne un environnement particulier un utilisateur UID m Root le super utilisateur UID 0 Username root Administrateur du syst me 3 Poss de des droits particuliers pour administrer les syst mes Quelques commandes simples m date pour obtenir la date m cal pour obtenir le calendrier m Who qui est connect m logname qui suis je m pwd o suis je m tty nom du terminal m passwd Changer le mot de passe mp W Les Langages de Commande Shell m Lancement des travaux commandes programmes utilisateurs m 3 modes de fonctionnement Interactif m boucle interactive avec l utilisateur prompt Batch m enchainement de commandes structure de contr le variables code de retour En arriere plan amp m plusieurs commandes en parall le m Ex sh csh ksh tcsh bash etc Les commandes m Des programmes standards du syst me galement appel s Utilitaires Is ps kill find rm rmdir mail who talk sh csh m Vos propres programmes 31 monls dir ex2 exe J mysh m Les programmes des autres utilisateur J Iscommun m La plupart des commandes proposent des options Exemples m pwd b root src system Shells m s l S total 12 rwx 1 root root 60 Nov rwx 1 root root 122 Nov STW2. Structure du SE Gestion de la m moire centrale Gestion de la m moire secondaire Gestion des processus Gestion des interruptions R seaux Gestion des E S Architecture de la couche physique m Mod le classique mod le Von Neumann 1945 Unit M moire centrale centrale processeur m Le r le de l unit centrale UC est d ex cuter les programmes stock s dans la m moire principale m La m moire contient les programmes et les donn es 1 Les m moires volatiles RAM Random Access Memory J Les m moires mortes ROM Read Only Memory Structure interne d un processeur Exemple de processeurs Famille Intel celeron pentiums Famille Motorola sparcs Jeu d instructions d un processeur lang machine Ensemble d instructions que peut ex cuter le processeur Langage de programmation de plus bas niveau Types d instructions Addition de 2 nombres Tests tr s l mentaires Acc s en m moire crire et lire un nombre en m moire Structure interne d un processeur Unit de commande charge une instruction et la d code Unit Arithm tique et Logique UAL ex cute les op rations Registres m moires acc s tr s rapide qui permettent de stocker des r sultats temporaires ou des informations de contr le Unit de commande Registres mp 0j Ex cution d un programme m Pour ex cuter un programme l UC dispose D un registre PC
3. d ajouter un syst me de fichiers ext rieurs en lins rant dans la hi rarchie m Les commandes mount et unmount permettent de monter et de d monter un syst me de fichiers m L ajout d une m moire de masse est transparent pour l utilisateur Principales commandes sur les fichiers m Affichage du contenu d un r pertoire Is options lt nom repertoire gt L option l permet d obtenir l ensemble des informations relatives chaque fichier du r pertoire Type de fichier fichier ordinaire d r pertoire ou b c fichiers sp ciaux Droits d acc s Nom du propri taire Taille Nom Date de cr ation Etc L option R permet d afficher r cursivement le contenu d un r pertoire Ex Is afficher les r pertoire la racine Dev bin usr users etc unix Is R Idev liste des fichiers dans dev Ibin liste des fichiers dans bin lusers deustiosi deustiosi1 deustiosi2 Autres commandes utiles touch cr e un fichier wc donne le nombre de caract res c de mots w ou de lignes l sort permet de trier par ordre alphab tique les lignes d un fichier grep recherche d un motif dans un fichier Exemple grep printf essai c grep print f c affiche la liste des fichiers contenant printf head affiche les premi re lignes tail affiche les derni res lignes diff permet de comparer 2 fichiers find permet de rechercher un fich
4. lt lt lt 1 root root 91 Nov rw r r 1 root root 0 Nov rwWxr xr x 1 root root 300 Nov drwxr xr x 2 root root 1024 Nov rwWx 1 root root 81 Nov rwx 1 root root 293 Nov rwx 1 root root 169 Nov drwxr xr x 2 root root 1024 Nov rwx 1 root root 562 Nov rwx 1 root root 194 Nov rw r r 1 root root 24 Oct 18 2001 18 2001 18 2001 11 16 51 18 2001 18 2001 18 2001 18 2001 17 2001 18 2001 18 2001 18 2001 5 16 32 add boucle f ls Cor old rof taille t illel test tmax tmax2 tmp III Les Processus m Contexte d ex cution d une t che pas de partage des ressources avec les autres processus part sur les fichiers le code de la t che est dans un fichier m 2 types de Processus Processus utilisateur m t che lanc e par un utilisateur Processus Syst me m tache lanc e par root pour les besoins du syst me Ipd spool d impression nfsd partage de fichier rlogind telnetd login distant H Proprietes des Processus m Identifiant Identifiant PID Process ID m Unique dans le syst me du boot au shutdown Identifiant du parent PPID Parent Process ID m Proprietaire UID de l utilisateur qui a lance le processus changement appel syst me m Seulement pour root Cr ation d un processus i m Depuis un processus parent mecanisme general par clonage m appel syst me fork q puis par mutation du code appel syst me
5. compteur ordinal ou de programme il indique l endroit en m moire principale de la prochaine instruction ex cuter D un registre d instructions RI qui contient le code de l instruction ex cuter D une UAL ou ALU en anglais De diverses registres m Ex cution d un programme Par le biais du registre PC Par l Unit de Commande En m moire ou registres Par l UAL En m moire ou dans un registre Syst mes informatiques actuels m Syst mes des ordinateurs personnels PC PDA etc Mono usager m Syst mes temps partag m Syst mes de commandes de proc d s P riph riques capteurs Contrainte de temps r el temps de r ponse born tr s court garanti qq soit l activit du syst me m Syst mes transaction G rent des bases de donn es de grande taille Mise jour de la base par des transactions m Syst mes multiprocesseurs But Hautes performances Le syst me g re l allocation de plusieurs UCs m Syst mes r partis Facilitent l ex cution r partie Buts partage des ressources acc l ration du calcul fiabilit et communication m Syst mes r seaux Permet aux utilisateurs des stations de travail reli s par un r seau de partager des ressources communes par exemple un syst me de fichiers Ex NFS Network File System HYI Historigue Ken Thompson Dennis Ritchie Bell Labs 1969 Systeme d exploitation portable 1 criture d un syst me portable Donc d finition du langage
6. Analyser chaque instruction d un programme P crit en L et la remplacer par la s quence d instructions quivalentes dans le langage i 1 Interpr tation Ecrire dans le langage L un programme capable d analyser une une chaque instruction d un programme L et ex cuter imm diatement la s quence d instructions L quivalentes est appel interpr teur Seule contrainte respect de la hi rarchie Un programme s ex6cutant sur la machine M ne peut tre traduit ou interpr t en instructions d un langage L tel que L soit associ une machine M avec i lt j Notion de machine virtuelle Machine virtuelle M n Langage L Traduction ou Interpretation Machine virtuelle M Langage L Traduction ou Interpretation Machine virtuelle M Langage L Les programmes crits en L sont traduits en L ou interpr t s par un programme s executant sur M Les programmes crits en L sont traduits en L ou interpr t s par un programme s ex cutant sur M Les programmes crits en L sont directement ex cut s sur Mo Les syst mes multicouches Couche Langages volu s Traduction compilateur Assemblage Traduction assembleur SE Couche Machine Interpr tation partielle SE Interpr tation microprogramme Couche LA microprogramm e Traduction Couche physique Ex cution directe des micro instructions par le mat riel
7. C tr s simple tr s portable mais proche de l assembleur pour tre efficace Noyau crit 90 en C Adoption par les universitaires Sources disponibles Support pour les cours syst mes Succ s progressif dans l industrie 3 Robuste ouvert portable mm Aujourd hui m Puissance 3 PC au super calculateurs Cray m Portabilite 3 Tres nombreuses plateformes Sparc Alpha PowerPC m Compatibilites J Normes X Open et IEEE POSIX API SYSV et BSD scission en 1979 Objet ELF COFF m Versions Payantes Solaris AIX DECUnix SCO HPUX Libres de droit Linux FreeBSD Caract ristiques d Unix m Portabilit m Multi utilisateurs m Multi t ches m Interactif m Systeme de fichiers hierarchise m Mecanisme de protection m Vision simplifi e des E S par l utilisateur m Choix d un langage de commandes les shells Structure du syst me Unix i Application Noyau Utilitaires my otructure ii m Le noyau g re les t ches de base du syst me q Initialisation du syst me Gestion des ressources Gestion des processus Gestion des fichiers Gestion des E S m L utilisateur les applications communique avec le noyau par l interm diaire d un Shell m Les shells sont aussi des langages de commandes et de programmation Shells les plus connus BOURNE SHELL C SHELL KORN SHELL TC SHELL m Les utilitaires outils d interfacage avec le syst me de programmation et de communication
8. Num riques et cha nes de caract res test lt opdl gt lt operateur gt lt opd2 gt ou lt opdl gt lt operateur gt lt opd2 gt Numerigues Chaines de caracteres eg egalite gal ne diff rence l diff rent de gt grd que ge grd ou gal lt petit que gt petit ou gal Alternative m Instruction if if lt liste de commandes gt then lt liste de commandes gt else lt liste de commandes gt fi m Exemple if test d 1 then echo le fichier est un repertoire else echo le fichier n est pas un repertoire fi Case m instruction case case mot in lt motif1 gt lt liste de commandes gt lt motif2 gt lt liste de commandes gt lt liste de commandes ex cuter par d faut gt esac R p tition m Pour chacune des valeurs d un ensemble Instruction for for lt variable gt in lt chaine 1 gt lt chaine n gt do lt liste de commandes gt done variable prend successivement les valeurs de chaine 14 chaine n m gt R p tition 2 m ant que le code de retour de la derni re cde est nul ex cuter liste de cde Instruction while while lt liste de commandes gt do lt liste de commandes gt done La commande shift m D calage des param tres while test SF ne 0 do echo 1 shift done
9. OS R seaux et Programmation Syst me C1 Rabie Ben Atitallah LAMIH rabie benatitallah univ valenciennes fr Contributeurs Sylvain Lecomte et Marie Thilliez HII 8 m Plan du cours m Introduction aux systemes informatigues 3 Pr sentation g n rale des SEs 3 D finition m Un exemple Unix 3 Quelques commandes de base m Le Shell 3 Ecriture dans Unix 3 Le Shell de Bourne RO gt Les systemes informatigues Systeme informatigue Du mat riel Du logiciel hardware software Logiciel de Logiciel base d application Outils de dvt Syst me et d exec de prog d exploitation Compilateurs CAUSE Chargeurs texte Syst d exploitation d finition m Syst me d exploitation SE Operating System OS en anglais m Un SE Un allocateur et gestionnaire des ressources m Besoin de ressources pour ex cuter un programme PR Les ressources m Ressources mat rielles d un ordinateur Unit centrale UC M moires persistantes ou non P riph riques d entrees sorties Pourquoi g rer les ressources m Les ressources sont limit es Raison conomique Raison mat rielle Raison de coh rence des donn es m Besoin de partager les ressources Les syst mes actuels sont multi utilisateurs IIS g rent les ressources pour tous les utilisateurs Calculateur D bit faible D bit faible C N oo i Lecteur de cartes imprimantes m Premiers systemes informatigues 45 55 3 Caract ristique
10. dows NT Bibliographie m Jean Marie Rifflet La programmation sous Unix 3 me edition 630 pages EdiScience m Utilisateur et programmation syst me m Maurice Bach Conception du syst me Unix m d tail de l implantation du noyau Les SHELL Introduction m Shell m interface entre l utilisateur et UNIX m Les diff rents types de shells Bourne shell prompt par d faut C shell prompt par d faut m Korne shell prompt par d faut Introduction suite Shell est un programme bin sh qui interpr te et ex cute les commandes 1 Cr ation des processus Attente des fins d executions Redirection des E S stdin stdout et stderr Shell est aussi un langage de commandes Avec interpr tation de phrases conditionnelles compos es ou it ratives if then else for while Shell peut lire ses commandes dans un fichier appel proc dure Script shell Shell g re un certain nombre d indicateurs et de variables utilisables par le programmeur Shell autorise le passage de param tres Le Bourne shell Caract res sp ciaux une cha ne quelconque nimporte quel caract re lt gt amp redirection n permet d annuler l effet d un caract re special n un caract re sp cial de l intervalle ex 01234 Is 0 9 Les variables d environnement H Les plus connues 1 HOME le r pertoire de login J LOGNAME le nom de login PS1 le message d appel princi
11. ente le nombre d arguments de la commande repr sente l ensemble des arguments d j interpr t s contient le code de retour de la commande valeur O si erreur Lys Un petit exemple cat exemple echo 0 echo cp 1 2 exemple c repertoire exemple 2 tous les fichiers avec l extension c sont copies dans r pertoire ms hl Procedure shell exemple 2 Affichage de la procedure cat com sh echo Nom de la commande 0 echo La commande a arguments W Procedure echo Liste des arguments echo 1 3 com shabcdef Lancement de la proc dure Nom de la commande com sh La commande a 6 arguments Liste des arguments abcdef ac Resultat de l ex cution de la procedure Les structures de contr le en Shell La commande test m Manipulation des fichiers test lt option gt lt fichier gt m Les options m f code retour O si fichier existe et est de type ordinaire m d code retour O si fichier existe et est de type r pertoire m r code retour O si fichier existe et est accessible en lecture m W code retour O si fichier existe et est accessible en criture m X code retour 0 si fichier existe et est ex cutable m S code retour 0 si fichier existe et n est pas vide Exemple m En ligne de commande test f monFichier echo 0 m Utilisable egalement dans un shell notamment dans une alternative La commande test 2 m
12. execv m code du programme dans un fichier m Une exception processus 1 le premier qui engendre tous les autres PID 1 PPID 1 p W Creation d un processus li m Depuis un processus shell en premier plan foreground m le shell attend la terminaison du processus gt grep donsez etc passwd gt tmp gt more tmp amp lancement de processus en mode detache ou arriere plan ou background m permettre un utilisateur d avoir plusieurs taches actives simultan ment multi taches gt emacs amp pipelining de processus gt grep donsez etc passwd more s Cind name c grep sro wo l Im gt La terminaison d un Processus m La terminaison appel syst me exit m retourne le statut appelant qui est en attente wait commande kill et appel syst me kill m la terminaison est le comportement par d faut Le Syst me de Fichiers i m Les inodes 1 un inode contenu d un fichier ou d un r pertoire 1 un lien une entr e d un r pertoire d signant un fichier m R pertoire ensemble de liens nom num ro d un inode Is i liste les inodes r f renc s depuis le r pertoire m lable des inodes UID droit dates 10 r f rences disque vers les 10 premiers blocs J 3 r f rences disque vers des blocs d indirection m jusqu 3 niveaux d indirection Le Syst mes de Fichiers li de 2048 octets Les fichiers sp ciaux m Les
13. ier lpr imprime un fichier lpq affiche les fichiers en attente d impression Iprm d truit des fichiers en attente d impression man tr s utile donne le manuel d utilisation d une commande Droits d acc s aux fichiers li m Droit d acces 3 cat gories d utilisateur u u U g g g 0 o o m u ser le propri taire du inode m g roup les utilisateurs appartenant au groupe du inode m O ther es autres utilisateurs de la machine 3 types d op rations sur les fichiers m r ead fire m W rite crire ajouter supprimer m x eXecute ex cuter le programme contenu dans le fichier 3 types d op rations sur les r pertoires m r ead lister m W rite ajouter un nouveau fichier m x eXecute parcourir m 2 syntaxes symboligue et octal Protection des fichiers mode symbolique chmod lt qui gt lt permission gt lt op ration gt lt fichier gt lt qui gt valant u g o ou a pour All Tous lt permission gt valant pr autoriser pr interdire lt operation gt valant r w ou x Exemples Exercice ChpecitmanonRts n RHreemtbrenodbarneneerer srei aeai fichier Mme Amel GRASIE Et sera TEE AR TENETE A L RYK LUT A monde h rs mis le propri taire EE Protection des fichiers mode octal chmod lt permission gt lt fichier gt permission UGO User Group Others chiffre octal codant les bits rwx u u u Exemples chmod 740 montp c rend le fichier accessible en lecture au groupe e
14. les cartes sont lues par l UE et stock es dans des tampons buffers d entr e L UC lit les donn es dans le tampon et produit le r sultat dans le tampon de sortie Probl mes Ajout et retrait simultan s dans le tampon Encombrement de la m moire Tampon Tampon M moire d entr e de sortie centrale Cartes Unit SE LD Am liorations suite m Les E S spoolees Principe Tampons en m moire secondaire Probleme VUC est contrainte d attendre la terminaison des op rations d E S Solution la multi programmation Quand PUC se trouve en attente d E S elle suspend le programme en cours et reprend l ex cution d un autre programme Donc plusieurs programmes r sident simultan ment en m moire Les syst mes temps partag m Syst mes interactifs multi usagers fonctionnant en multiprogrammation avec partage de l UC time sharing Ex UNIX m Principe consid rer que l UC est une ressource et l allouer durant un temps limit partage de VUC m Probl mes T ches Gestion des p riph riques Gestion des m moires centrale et secondaires Gestion des erreurs Temps N cessit d un ensemble de programmes SE pour resoudre ces problemes y t Un SE une machine virtuelle m SE R alisation d une machine virtuelle au dessus de la machine materielle permettant au programmeur de s abstraire des details de mise en uvre du mat riel m Notion de machine virtuelle Traduction
15. organes d entree Sortie repr sentation des p riph riques en mode brute raw tous list s dans le r pertoire dev 2 types m b loc Disque Dur CD ROM Cassette m c aract re Imprimante clavier souris cran m Les liens symboliques redirection vers une entr e dans un r pertoire Principales commandes sur les fichiers m Op rations de base sur les fichiers Visualisation du contenu d un fichier m cat lt nom fichier gt m more lt nom fichier gt Renommage et deplacement d un fichier m mv lt source gt lt destination gt mv essai c tp1 c renommage mv tp TPSE deplacement mv tp TPSE tp2 d placement et renommage Copie d un fichier m cp lt source gt lt destination gt Creation de liens sur un fichier m n lt ancien gt lt nouveau gt Suppression d un fichier m rm lt nom fichier gt m Ex rm o supprime tous les fichiers d extension o rm a supprime tous les fichiers dont le nom commence par a rm supprime tous les fichiers rm supprime tous les fichiers ayant une extension d une lettre une cha ne quelconque de caract res un caract re quelconque Principales commandes sur les fichiers m Op rations de base sur les r pertoires Cr ation suppression d un r pertoire m mkdir lt nom repertoire gt m rmdir lt nom repertoire gt supprime un repertoire vide m rm R lt nom repertoire gt supprime tout le r pertoire Montage d un systeme de fichiers m Possibilit
16. pal PATH la liste des r pertoires ou le shell recherche les commandes ex cuter TERM indique l mulation du terminal m La valeur s obtient l aide de 1 exemple m echo PATH m echo SLOGNAME m Affectation par le signe exemple PS1 nom message PS1 SLOGNAME Manipulation des variables m Lecture d une valeur au clavier read var m Affichage d une variable echo Svar m Un petit exemple read a b c Ceci est un exemple echo a Ceci echo b est echo c un exemple Manipulation des variables 2 m Operations arithm tiques a 100 a e lt 1 a expr a 1 echo a Appels de commandes UNIX a pwd echo a lusr local toto m Attention m Les sont utilis s pour interpr ter des commandes et non pour d clarer des cha nes de caract res ohell script ou proc dure de commandes m Un shell script est un fichier texte contenant une liste de commande exemple cat MonScript echo Bonjour echo SLOGNAME pwd m NB le nom d une procedure est celui du fichier qui la contient Ex cution d un shell m Pour ex cuter ce shell 2 solutions sh MonScript interpr teur de commande shell chmod 711 MonScript MonScript m Pour tre ex cuter un programme shell il faut avoir des droits en execution x x x m Param tres d un shell x Le passage d arguments Se fait via les variables 0 9 commande argl arg2 arg3 arg4 0 1 2 3 4 repr s
17. s m Du mat riel uniquement m Pas de syst me d exploitation m Syst me mono usager Probl mes m Gestion du syst me bas e sur la r servation de plages horaires m Manque de fiabilit du mat riel Evolution m P riph riques apparition des d rouleurs de bandes magn tiques m Logiciel Apparitions des premiers outils du logiciel de base assembleur chargeurs compilateurs fortran et cobol Historique JIMI Les programmes Historique suite M moire de l ordinateur m Les syst mes moniteurs 55 65 solution aux pb de reservation et de tps de pr paration La technique Encha nement automatique des programmes par ex cution d un moniteur Caract ristiques m Syst me d exploitation moniteur Syst me non interactif Traitement par lot Syst me multi usagers 100000 en mono programmation ex cution d un seul programme a TOIS Probl mes de protection m Comment viter qu un programme d application puisse crire dans la zone r serv e au moniteur m Comment forcer le programmeur utiliser les pilotes de p riph riques pr sents dans le moniteur et lui interdire d agir directement sur les p riph riques m Comment interdire qu un travail monopolise l UC Am liorations des syst mes infos m Probl me la lenteur des p riph riques par rapport VUC Les E S tamponnees utilisation d unit s d change UE capables de fonctionner simultan ment avec l UC m Principe
18. t inaccessible aux autres HU u Droits d acc s aux fichiers m Propri t d un Fichier UID du cr ateur qui en devient le propri taire Chown changement de propri taire owner m Groupe d un fichier GID du cr ateur Chgrp changement de groupe In u i Les fichiers standards et leur redirection On peut assimiler un processus un objet abstrait qui dispose de 3 flux d informations Flux en entr e Flux en sortie Entr e standard Sortie standard stdin Sortie erreur standard Signaux Redirection de l entr e standard commande lt nom fichier l entr e standard est redirig e sur le fichier de r f rence nom fichier Redirection de la sortie standard commande gt nom _ fichier ou commande gt gt nom fichier redirection sans crasement Redirection de la sortie en erreur standard commande 2 gt nom fichier en Bourne Shell commande gt amp nom _ fichier en C schell Les fichiers et les processus m Chaque processus dialogue avec exterieur via des descripteurs de fichiers ouverts Fichier gt grep donsez etc passwd gt tmp gt more tmp Pipe m fichier cree temporairement sans existence sur les disgues gt grep donsez etc passwd more NN Conclusion m Robuste Ouvert Portable m Offre large gratuite et payante m Administration systeme m Systeme Reseau TCP IP UDP IP m Syst mes de Fen trage X11 MIT 3 Motif Openwin m Son principal rival MicroSoft Win
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