Операционная система Unix. Руководство пользователя

Рассматриваются внутренние команды, поддерживаемые интерпретатором Cmd.exe, и наиболее часто используемые внешние команды (утилиты командной строки). Описываются механизмы перенаправления ввода/вывода, конвейеризации и условного выполнения команд. Даются примеры команд для работы с файловой системой

В ОС Windows, как и в других ОС, интерактивные (набираемые с клавиатуры и сразу же выполняемые) команды выполняются с помощью так называемого командного интерпретатора, иначе называемого командным процессором или оболочкой командной строки (command shell). Начиная с версии Windows NT, в операционной системе реализован интерпретатор команд Cmd.exe, обладающий гораздо более широкими возможностями.

1.2.1 Запуск оболочки

В Windows NT/2000/XP файл Cmd.exe, как и другие исполняемые файлы, соответствующие внешним командам ОС, находятся в каталоге %SystemRoot%\SYSTEM32 (значением переменной среды %SystemRoot% является системный каталог Windows, обычно C:\Windows или C:\WinNT). Для запуска командного интерпретатора (открытия нового сеанса командной строки) можно выбрать пункт Выполнить… (Run) в меню Пуск (Start), ввести имя файла Cmd.exe и нажать кнопку OK. В результате откроется новое окно (см. рис. 1), в котором можно запускать команды и видеть результат их работы.

Рис. 1 - Командное окно интерпретатора Cmd.exe в Windows XP

1.2.2 Настройка параметров командного окна интерпретатора

У утилиты командной строки, которая поставляется в виде стандартного приложения ОС Windows, имеется свой набор опций и параметров настройки. Один из способов просмотра этих опций – использование пункта Свойства управляющего меню окна (нажать правой кнопкой мыши на заголовок окна). В окне свойств (см. рис. 2) будут доступны четыре вкладки с опциями: общие, шрифт, расположение и цвета.

Рис. 2 – окно настройки свойств интерпретатора

1.2.3. Внутренние и внешние команды. Структура команд

Некоторые команды распознаются и выполняются непосредственно самим командным интерпретатором - такие команды называются внутренними (например, COPY или DIR). Другие команды ОС представляют собой отдельные программы, расположенные по умолчанию в том же каталоге, что и Cmd.exe, которые Windows загружает и выполняет аналогично другим программам. Такие команды называются внешними (например, MORE или XCOPY).

Рассмотрим структуру самой командной строки и принцип работы с ней. Для того, чтобы выполнить команду, после приглашения командной строки (например, C:\>) следует ввести имя этой команды (регистр не важен), ее параметры и ключи (если они необходимы) и нажать клавишу . Например:

C:\>COPY C:\myfile.txt A:\ /V

Имя команды здесь - COPY, параметры - C:\myfile.txt и A:\, а ключом является /V. Отметим, что в некоторых командах ключи могут начинаться не с символа /, а с символа – (минус), например, -V.

Многие команды Windows имеют большое количество дополнительных параметров и ключей, запомнить которые зачастую бывает трудно. Большинство команд снабжено встроенной справкой, в которой кратко описываются назначение и синтаксис данной команды. Получить доступ к такой справке можно путем ввода команды с ключом /?. Например, если выполнить команду ATTRIB /?, то в окне MS-DOS мы увидим следующий текст:

Отображение и изменение атрибутов файлов.

ATTRIB [+R|-R] [+A|-A] [+S|-S] [+H|-H] [[диск:][путь]имя_файла]

Установка атрибута.

Снятие атрибута.

R Атрибут "Только чтение".

A Атрибут "Архивный".

S Атрибут "Системный".

H Атрибут "Скрытый".

/S Обработка файлов во всех вложенных папках указанного пути.

Для некоторых команд текст встроенной справки может быть довольно большим и не умещаться на одном экране. В этом случае помощь можно выводить последовательно по одному экрану с помощью команды MORE и символа конвейеризации |, например:

В этом случае после заполнения очередного экрана вывод помощи будет прерываться до нажатия любой клавиши. Кроме того, используя символы перенаправления вывода > и >>, можно текст, выводимый на экран, направить в текстовый файл для дальнейшего просмотра. Например, для вывода текста справки к команде XCOPY в текстовый файл xcopy.txt, используется следующая команда:

XCOPY /? > XCOPY.TXT

Замечание . Вместо имени файла можно указывать обозначения устройств компьютера. В Windows поддерживаются следующие имена устройств : PRN (принтер), CON (терминал: при вводе это клавиатура, при выводе - монитор), NUL (пустое устройство, все операции ввода/вывода для него игнорируются).

Оболочкой (shell) в системеUNIXназывают механизм взаимодействия между пользователями и системой. По сути дела, это интерпретатор команд, который считывает набираемые пользователем строки и запускает выполнение запрошенных системных функций. Полный командный язык, интерпретируемый оболочкой, богат по возможностям и достаточно сложен, однако большинство команд просты в использовании и запомнить их не составляет труда.

Командная строка состоит из имени команды (то есть имени выполняемого файла), за которым следует список аргументов, разделённых пробелами. Оболочка разбивает командную строку на компоненты. Указанный в команде файл загружается, и ему обеспечивается доступ к заданным в команде аргументам.

Любой командный язык семейства shellфактически состоит из трёх частей:

 служебных конструкций, позволяющих манипулировать с текстовыми строками и строить сложные команды на основе простых команд;

 встроенных команд, выполняемых непосредственно интерпретатором командного языка;

 команд, представляемых отдельными выполняемыми файлами.

В свою очередь, набор команд последнего вида включает стандартные команды (системные утилиты, такие как vi,ccи т. д.) и команды, созданные пользователями системы. Для того чтобы выполняемый файл, разработанный пользователем ОСUNIX, можно было запускать как командуshell, достаточно определить в одном из исходных файлов функцию с именемmain(имяmainдолжно быть глобальным, то есть перед ним не должно указываться ключевое словоstatic). Если употребить в качестве имени команды имя такого выполняемого файла, командный интерпретатор создаст новый процесс и запустит в нём указанную выполняемую программу, начиная с вызова функцииmain.

Тело функции main, вообще говоря, может быть произвольным (для интерпретатора существенно только наличие входной точки в программу с именемmain), но для того, чтобы создать команду, которой можно задавать параметры, нужно придерживаться некоторых стандартных правил. В этом случае каждая функцияmainдолжна определяться с двумя параметрами –argcиargv. После вызова команды параметруargcбудет соответствовать число символьных строк, указанных в качестве аргументов вызова команды, аargv– массив указателей на переменные, содержащие эти строки. При этом имя самой команды составляет первую строку аргументов (то есть после вызова значениеargcвсегда больше или равно 1). Код функцииmainдолжен проанализировать допустимость заданного значенияargcи соответствующим образом обработать заданные текстовые строки.

Например, следующий текст на языке С может быть использован для создания команды, которая выводит на экран текстовую строку, заданную в качестве её аргумента:

#include

main(argc, argv)

printf(“usage: %s your-text\n”, argv);

printf(“%s\n”, argv);

Процессы

Процесс в ОС UNIXпонимается в классическом смысле этого термина, то есть как программа, выполняемая в собственном виртуальном адресном пространстве. Когда пользователь входит в систему, автоматически создается процесс, в котором выполняется программа командного интерпретатора. Если командному интерпретатору встречается команда, соответствующая выполняемому файлу, то он создает новый процесс и запускает в нём соответствующую программу, начиная с функцииmain. Эта запущенная программа, в свою очередь, может создать процесс и запустить в нём другую программу (она тоже должна содержать функциюmain) и т. д.

Для образования нового процесса и запуска в нём программы используются два системных вызова API–fork() и ехес(имя_выполняемого_файла). Системный вызовforkприводит к созданию нового адресного пространства, состояние которого абсолютно идентично состоянию адресного пространства основного процесса (то есть в нём содержатся те же программы и данные). Для дочернего процесса заводятся копии всех сегментов данных.

Другими словами, сразу после выполнения системного вызова forkосновной (родительский) и порожденный процессы являются абсолютными близнецами;

управление и в том и в другом находится в точке, непосредственно следующей за вызовом fork. Чтобы программа могла разобраться, в каком процессе она теперь работает – в основном или порождённом, функцияforkвозвращает разные значения: 0 в порождённом процессе и целое положительное число (идентификатор порождённого процесса – так называемыйPID) в основном процессе.

Теперь, если мы хотим запустить новую программу в порождённом процессе, нужно обратиться к системному вызову ехес, указав в качестве аргументов вызова имя файла, содержащего новую выполняемую программу, и, возможно, одну или несколько текстовых строк, которые будут переданы в качестве аргументов функции mainновой программы. Выполнение системного вызова ехес приводит к тому, что в адресное пространство порожденного процесса загружается новая выполняемая программа и запускается с адреса, соответствующего входу в функциюmain. Другими словами, это приводит к замене текущего программного сегмента и текущего сегмента данных, которые были унаследованы при выполнении вызоваfork, на новые соответствующие сегменты, заданные в файле. Прежние сегменты теряются. Это эффективный метод смены выполняемой процессом программы, но не самого процесса. Файлы, уже открытые до выполнения примитива ехес, остаются открытыми после его выполнения.

В следующем примере пользовательская программа, вызываемая как команда shell, выполняет в отдельном процессе стандартную командуshellls, которая выдаёт на экран содержимое текущего каталога файлов.

if (fork ()==(0) wait(0); /* родительский процесс */

else execl("ls", "Is", 0); /* порождённый процесс */

Таким образом, с практической точки зрения процесс в UNIXявляется объектом, создаваемым в результате выполнения функцииfork(). Каждый процесс, за исключением начального (нулевого), порождается в результате запуска другим процессом операции fork(). Каждый процесс имеет одного родителя, но может породить много процессов. Начальный (нулевой) процесс является особенным процессом, который создается в результате загрузки системы. После порождения нового процесса с идентификатором 1 нулевой процесс становится процессом подкачки и реализует механизм виртуальной памяти. Процесс с идентификатором 1, известный под именемinit, является предком любого другого процесса в системе и связан с каждым процессом особым образом.

В этом разделе описаны команды и символы, имеющие специальное значение, которые позволяют:

- находить с помощью шаблона и манипулировать группами файлов;
- запускать команду в фоновом режиме или в определенное время;
- выполнять последовательно группу команд;
- перенаправлять стандартные ввод и вывод;
- завершать работающие программы.

Интерпретатор SHELL является оболочкой всей операционной системой и выполняет интерфейсные функции между пользователем и ОС. Он перехватывает и интерпретирует все команды пользователя, формирует и выводит ответные сообщения.

Помимо запуска на выполнение стандартных команд UNIX и исполняемых файлов, интерпретатор включает собственный язык, который по своим возможностям приближается к высокоуровневым языкам программирования. Этот язык позволяет создавать программы (shell-файлы, скрипты), которые могут включать операторы языка и команды UNIX. Такие файлы не требуют компиляции и выполняются в режиме интерпретации, но они должны обладать правом на исполнение (устанавливается с помощью команды chmod ).

Общение пользователя с командным интерпретатором осуществляется вводом команд с клавиатуры после появления промпта (приглашения), обычно, символа "$". Введенную последовательность символов интерпретатор будет рассматривать либо как имя внутренней команды, либо как имя исполняемого файла.

Процедуре (скрипту) shell могут быть переданы аргументы при запуске. Каждому из первых девяти аргументов ставится в соответствие позиционный параметр от $1 до $9 ($0 - имя самой процедуры), и по этим именам к ним можно обращаться из текста процедуры.

Прежде, чем начать рассмотрение некоторых операторов shell, следует обратить внимание на использование в командах некоторых символов.

Ниже приведены метасимволы, используемые shell :

* ? - позволяют указывать сокращенные имена файлов при поиске по шаблону;

& - означает, что команда будет выполняться в фоновом режиме;

; - разделяет команды в командной строке;

Отменяет специальное значение символов, таких как *, ?, [, ], &, ;, <,

"..." - отменяют значение пробела как разделителя и специальное значение

всех символов;

"..." - отменяют значение пробела как разделителя и специальное значение всех символов, за исключением $ и;

> - перенаправляет вывод команды в файл;

< - перенаправляет ввод команды из файла;

>> - перенаправляет вывод команды, который должен быть добавлен в

конец существующего файла;

| - создает канал, направляющий вывод одной команды во ввод другой

`...` - используется в паре; позволяет использовать вывод команды как

аргументы в командной строке;

$ - используется с позиционными параметрами и определенными поль-

зователем переменными, также используется по умолчанию в

качестве подсказки shell .

Кроме того, для удобства работы с файлами почти все командные интерпретаторы интерпретируют символы "?" и "*", используя их как шаблоны имен файлов (т.н. метасимволы ):

? - один любой символ;
* - произвольное количество любых символов.

Например: *.c - задает все файлы с расширением "c";

pr???.* - задает файлы, имена которых начинаются с "pr", содержат пять символов и имеют любое расширение.

Переменные языка shell

Язык shell позволяет работать с переменными (без предварительного объявления). Имена переменных начинаются с буквы и могут включать буквы и цифры. Обращение к переменным начинается со знака "$".

Пример. Переход к начальному каталогу пользователя: cd $HOME

Оператор присваивания . Присвоение значений переменным осуществляется с помощью оператора `=" без пробелов.

Чтобы обеспечить взаимодействие пользователя с операционной системой и с прикладными программами необходим интерфейс: система передачи команд пользователя операционной системе и ответов системы обратно пользователю. Такое взаимодействие представляет собой «диалог» пользователя с компьютером на специальном языке, будь то язык, использующий знаки, похожие на слова и высказывания естественного языка, или язык изображений. На сегодня известны две принципиальные возможности организации интерфейса: графический интерфейс и командная строка.

Командная строка - приглашение оболочки, обозначающее готовность системы принимать команду пользователя, - в наиболее явной форме демонстрирует идею диалога. На каждую введенную команду пользователь получает ответ от системы: либо очередное приглашение, обозначающее, что команда выполнена и можно вводить следующую, либо сообщение об ошибке, представляющее собой высказывание системы о произошедших в ней событиях, адресованное пользователю. При работе в операционной среде с графическим интерфейсом происходящий диалог пользователя с системой не столь очевиден, хотя с точки зрения системы клик мышью в определенной области на экране аналогичен команде, введенной с клавиатуры, а ответ системы пользователю может быть представлен в виде диалогового окна.

При работе с командной строкой для организации интерфейса используются специальные программы - командные интерпретаторы. Они принимают от пользователя выдаваемые им команды в виде строк текста, содержащих имена программы и параметры, с которыми эти программы следует выполнить, производят разбор полученных строк, запускают необходимые программы и передают пользователю их вывод - также строки текста. Всё взаимодействие пользователя с системой происходит через командный интерпретатор, поэтому его часто называют оболочкой (shell). Для выполнения типовых действий последовательности команд оказываются одинаковыми. Такие последовательности команд можно записать в текстовый файл и далее передать этот текстовый файл командному интерпретатору для выполнения. Такие текстовые файлы называются скриптами. Для запуска они должны иметь соответствующие права (флаг "x"). Командные интерпретаторы поддерживают условное выполнение команд (структуры if-then-else), циклы, создание и вызовы подпрограмм и т.п. Язык командного интерпретатора исключительно мощный и позволяет автоматизировать практически любую задачу в системе. Например, действия при загрузке системы осуществляются скриптами командного интерпретатора - начиная от /etc/rc.d/rc.sysinit, который, в свою очередь, вызывает большое количество других скриптов.

В системах *nix, в соответствии с их модульным построением, доступны несколько командных интерпретаторов. В-основном сейчас используется интерпретатор bash (/bin/bash).

Команды операционной системы представляют из себя небольшие программы, расположенные в каталогах /bin, /usr/bin, /sbin, /usr/sbin. В дальнейшем, говоря о командах, мы будем понимать под этим именно указанные программы.

Общий формат вызова команды выглядит следующим образом:

$ command -f --flag --key=parameter argument1 agrument2 ...

Здесь "$" - это приглашение операционной системы к вводу команды. Для обычных пользователей оно имеет вид "$", для суперпользователя (root) - "#". В дальнейшем для команд, которые требуют привилегий root, будет использоваться запись вида "# command".

command - имя команды. Для часто использующихся команд имена короткие, состоящие из 2-3 букв.

После имени команды, при необходимости, указываются ключи. Ключ - параметр команды, который влияет на результат её выполнения. Часто использующиеся ключи - короткие, односимвольные; для требующихся реже длинных ключей используются слова или сокращения. Короткие ключи начинаются с символа "-", длинные - с двух символов "-". Короткие ключи часто дублируются длинными - для повышения читабельности скриптов. После ключей может допускаться указание дополнительных параметров, для длинных ключей такие параметры принято записывать через знак "=". Несколько односимвольных ключей разрешается объединять вместе: например, вместо "$ ls -l -a" можно записать "$ ls -la".

Порядок ключей, как правило, не важен.

После всех ключей следуют аргументы команды. Аргументы чаще всего представляют из себя пути к файлам или каталогам. Возможно использовать аргументы, начинающиеся со знака "-". В этом случае от ключей они отделяются двумя символами "-":

$ touch -- -file-with-

Команды могут использовать различные ключи и параметры. Запоминать все возможные комбинации формата вызова каждой программы невозможно и бессмысленно. Поэтому в системе доступны описания и подсказки по использованию практически каждой утилиты и программы.

Обычно программы поддерживают несколько стандартных ключей. По ключу "-h" или "--help" выдаётся краткая справка о программе. По ключу "-v" или "--version" - её версия. Если краткой справки не достаточно, то можно вызвать описание программы в справочной системе. Для работы со справкой используется команда man (сокращение от "manual" - руководство). Команда man в качестве аргумента принимает имя команды или файла конфигурации, ищет и выводит на экран страницу справочного руководства. В справке, выдаваемой командой man, содержится информация о формате вызова программы, поддерживаемых ей ключах и параметрах, информация об авторах и лицензии программы, в ряде случаев - примеры использования, ссылки на сайты разработчиков с дополнительной документацией.

Для просмотра страниц руководства, не помещающихся на экране, следует использовать прокрутку клавишами перемещения курсором, "Page Up" и "Page Down". Пробел перемещает руководство на страницу вперёд. Для выхода из man и продолжения работы с системой следует нажать клавишу "q" (quit).

Часть программ, помимо руководств в формате "man", также имеют и более пространную документацию в формате "info" - с вызовом её через одноимённую утилиту.

В отличии от встроенной системы подсказки программ в операционной системе Windows, руководства man и info содержат полную подробную техническую информацию о работе команд.

BAT Расширение файла: .bat, .cmd (только Windows NT) Тип формата: Скриптовый язык программирования Пакетный файл (англ. batch file) текстовый файл в OS/2 или Windows, содержащий последовательность команд, предназначенных для исполнения командным … Википедия

- (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с… … Википедия

Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) семейство переносимых, многозадачных и многопользовательских … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT T. С тех пор было создано … Википедия