Загрузки системы. В процессе загрузки будет запущена основная управляющая программа ядро



страница5/16
Дата22.11.2016
Размер6.23 Mb.
Просмотров833
Скачиваний0
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Пример 1. Определение типа данных в файле
Мефодий, забыв, что содержится в файле “-filename-with-”, который он создал на прошлой лекции, хотел было уже посмотреть его содержимое при помощи команды cat. Однако его остановил Гуревич, который посоветовал сначала выяснить, что за данные содержатся в этом файле. Не исключено, что это двоичный файл исполняемой программы, в таком файле могут встречаться последовательности, которые случайно совпадут с управляющими последовательностями терминала. Поведение терминала после этого может стать непредсказуемым, а неопытный Мефодий вряд ли сможет с ним справиться. Мефодий получил вполне точный ответ от утилиты file: в его файле — английский текст в кодировке ASCII. file умеет различать очень многие типы данных и почти наверняка выдаст правильную информацию. Эта утилита никогда не «доверяет» расширению файла (если оно присутствует), и анализирует сами данные. file различает не только разные данные, но и разные типы файлов, в частности, сообщит, если исследуемый не является обычным файлом, а, например, каталогом.

Дерево каталогов

Понятие каталога позволяет систематизировать все объекты, размещённые на носителе данных (например, на диске). В большинстве современных файловых систем используется иерархическая модель организации данных: существует один каталог, объединяющий все данные в файловой системе — это «корень» всей файловой системы, корневой каталог. Корневой каталог может содержать любые объекты файловой системы, и в частности, подкаталоги (каталоги первого уровня вложенности). Те, в свою очередь, также могут содержать любые объекты файловой системы и подкаталоги (второго уровня вложенности) и т. д. Таким образом. всё, что записано на диске — файлы, каталоги и специальные файлы — обязательно «принадлежит» корневому каталогу: либо непосредственно (содержится в нём), либо на некотором уровне вложенности.

Иерархию вложенных друг в друга каталогов можно соотнести с иерархией данных в системе: объединить тематически связанные файлы в каталог, тематически связанные каталоги — в один общий каталог и т. д. Если строго следовать иерархическому принципу, то чем глубже будет уровень вложенности каталога, тем более частным признаком должны быть объединены содержащиеся в нём данные. Если этому принципу не следовать, то вскоре окажется гораздо проще складывать все файлы в один каталог и искать нужный среди них, чем проделывать такой поиск по всем подкаталогам системы. Однако в этом случае о какой бы то ни было систематизации файлов говорить не приходится.

Структуру файловой системы можно представить наглядно в виде дерева4, «корнем» которого является корневой каталог, а в вершинах расположены все остальные каталоги. На рис. dir-tree изображено дерево каталогов, курсивом обозначены имена файлов, прямым начертанием — имена каталогов.


Иллюстрация 1. Дерево каталогов в Linux

В любой файловой системе Linux всегда есть только один корневой каталог, который называется “/”. Пользователь Linux всегда работает с единым деревом каталогов, даже если разные данные расположены на разных носителях: нескольких жёстких или сетевых дисках, съёмных дисках, CD-ROM и т. п.5 Для того, чтобы подключать и отключать файловые системы на разных устройствах в одно общее дерево, используются процедуры монтирования и размонтирования, о которых речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами. После того, как файловые системы на разных носителях подключены к общему дереву, содержащиеся на них данные доступны так, как если бы все они составляли единую файловую систему: пользователь может даже не знать, на каком устройстве какие файлы хранятся.

Положение любого каталога в дереве каталогов точно и однозначно описывается при помощи полного пути. Полный путь всегда начинается от корневого каталога и состоит из перечисления всех вершин, встретившихся при движении по рёбрам дерева до искомого каталога включительно. Названия соседних вершин разделяются символом “/” («слэш»). В Linux полный путь, например, до каталога “methody” в файловой системе, приведённой на рис. dir-tree записывается следующим образом: сначала символ “/”, обозначающий корневой каталог, затем к нему добавляется “home”, затем разделитель “/”, за которым следует название искомого каталога “methody”, в результате получается полный путь “/home/methody”6.

Расположение файла в файловой системе аналогичным образом определяется при помощи полного пути, только последним элементом в данном случае будет не название каталога, а название файла. Например, полный путь до созданного Мефодием файла “-filename-with-” будет выглядеть так: “/home/methody/-filename-with-”7.

Организация каталогов файловой системы в виде дерева не допускает появления циклов: т. е. каталог не может содержать в себе каталог, в котором содержится сам. Благодаря этому ограничению полный путь до любого каталога или файла в файловой системе всегда будет конечным.

Размещение компонентов системы: Стандарт FHS

Попробуем более подробно разобраться, как устроено дерево каталогов Linux и где что в нём можно найти. Фрагмент дерева каталогов типичной файловой системы Linux (Some Linux, которую использует Мефодий) приведён на рис. dir-tree. Мефодий решил обследовать свою файловую систему, начиная с корневого каталога: Гуревич посоветовал использовать для этого команду ls каталог, где каталог — это полный путь к каталогу: утилита ls выведет список всего, что в этом каталоге содержится.

[methody@localhost methody]$ ls /

bin dev home mnt root tmp var

boot etc lib proc sbin usr

[methody@localhost methody]$
Пример 2. Стандартные каталоги в/
Утилита ls вывела список подкаталогов корневого каталога. Этот список будет таким же или почти таким же в любом дистрибутиве Linux. В корневом каталоге Linux-системы обычно находятся только подкаталоги со стандартными именами. Более того, не только имена, но и тип данных, которые могут попасть в тот или иной каталог, также регламентированы этим стандартом. Этот стандарт называется Filesystem Hierarchy Standard («стандартная структура файловых систем»).

Опишем кратко, что находится в каждом из подкаталогов корневого каталога. Мы не будем приводить полные списки файлов для каждого описываемого каталога, а Мефодий сможет просмотреть их при помощи команды ls имя каталога.

/bin

Название этого каталога происходит от слова «binaries» («двоичные», «исполняемые»). В этом каталоге находятся исполняемые файлы самых необходимых утилит. Сюда попадают такие программы, которые могут понадобиться системному администратору или другим пользователям для устранения неполадок в системе или при восстановлении после сбоя.



/boot

«Boot» — загрузка системы. В этом каталоге находятся файлы, необходимые для самого первого этапа загрузки: загрузки ядра и, обычно, само ядро. Пользователю практически никогда не требуется непосредственно работать с этими файлами.

/dev

В этом каталоге находятся все имеющиеся в системе файлы-дырки: файлы особого типа, предназначенные для обращения к различным системным ресурсам и устройствам (англ. «devices» — «устройство», отсюда и сокращённое название каталога). Например, файлы /dev/ttyN соответствуют виртуальным консолям, где N — номер виртуальной консоли. Данные, введённые пользователем на первой виртуальной консоли, система считывает из файла /dev/tty1, в этот же файл записываются данные, которые нужно вывести пользователю на эту консоль. В файлах-дырках в действительности не хранятся никакие данные, при их помощи данные передаются. Подробнее о принципе работы с файлами-дырками речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.



/etc

Каталог для системных конфигурационных файлов. Здесь хранится информация о специфических настройках данной системы: информация о зарегистрированных пользователях, доступных ресурсах, настройках различных программ. Подробно системные конфигурационные файлы будут рассмотрены в лекции Конфигурационные файлы.

/home

Здесь расположены каталоги, принадлежащие пользователям системы — домашние каталоги, отсюда и название «home». Отделение всех файлов, создаваемых пользователями, от прочих системных файлов даёт очевидное преимущество: серьёзное повреждение системы или необходимость обновления не затронет наиболее ценной информации — пользовательских файлов.



/lib

Название этого каталога — сокращение от «libraries» (англ. «библиотеки»). Библиотеки — это собрания наиболее стандартных функций, необходимых многим программам: операций ввода/вывода, рисования элементов графического интерфейса и проч. Чтобы не включать эти функции в текст каждой программы, используются стандартные функции библиотек — это значительно экономит место на диске и упрощает написание программ. В этом каталоге содержатся библиотеки, необходимые для работы наиболее важных системных утилит (размещённых в /bin и /sbin).

/mnt

Каталог для монтирования (от англ. «mount») — временного подключения файловых систем, например, на съёмных носителях (CD-ROM и др.). Подробно о монтировании файловых систем речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.



/proc

В этом каталоге все файлы «виртуальные» — они располагаются не на диске, а в оперативной памяти. В этих файлах содержится информация о программах (процессах), выполняемых в данный момент в системе.

/root

Домашний каталог администратора системы — пользователя root. Смысл размещать его отдельно от домашних каталогов остальных пользователей состоит в том, что /home может располагаться на отдельном устройстве, которое не всегда доступно (например, на сетевом диске), а домашний каталог root должен присутствовать в любой ситуации.

/sbin


Каталог для важнейших системных утилит (название каталога — сокращение от «system binaries»): в дополнение к утилитам /bin здесь находятся программы, необходимые для загрузки, резервного копирования, восстановления системы. Полномочия на исполнение этих программ есть только у системного администратора.

/tmp


Этот каталог предназначен для временных файлов: в таких файлах программы хранят промежуточные данные, необходимые для работы. После завершения работы программы временные файлы теряют смысл и должны быть удалены. Обычно каталог /tmp очищается при каждой загрузке системы.

/usr


Каталог /usr — это «государство в государстве». Здесь можно найти такие же подкаталоги bin, etc, lib, sbin, как и в корневом каталоге. Однако в корневой каталог попадают только утилиты, необходимые для загрузки и восстановления системы в аварийной ситуации, все остальные программы и данные располагаются в подкаталогах /usr. Прикладных программ в современных системах обычно установлено очень много, поэтому этот раздел файловой системы может быть очень большим.

/var


Название этого каталога — сокращение от «variable» («переменные» данные). Здесь размещаются те данные, которые создаются в процессе работы разными программами и предназначены для передачи другим программам и системам (очереди печати и электронной почты и др.) или для сведения системного администратора (системные журналы, содержащие протоколы работы системы). В отличие от каталога /tmp сюда попадают те данные, которые могут понадобиться после того, как создавшая их программа завершила работу.

Стандарт FHS регламентирует не только перечисленные каталоги, но и их подкаталоги, а иногда даже приводит список конкретных файлов, которые должны присутствовать в определённых каталогах8. Этот стандарт последовательно соблюдается во всех Linux-системах, хотя и не без горячих споров между разработчиками при выходе каждой новой его версии.

Стандартное размещение файлов позволяет и человеку, и даже программе предсказать, где находится тот или иной компонент системы. Для человека это означает, что он сможет быстро сориентироваться в любой системе Linux (где файловая система организована в соответствии со стандартом) и найти то, что ему нужно. Для программ стандартное расположение файлов — это возможность организации автоматического взаимодействия между разными компонентами системы.

Мефодий уже успел воспользоваться некоторыми преимуществами, которые даёт использование стандартного расположения файлов: на предыдущих лекциях он запускал утилиты, не указывая полный путь к исполняемому файлу, например, cat вместо /bin/cat. Командная оболочка «знает», что исполняемые файлы располагаются в каталогах /bin, /usr/bin и т. д. — именно в этих каталогах она ищет исполняемый файл cat. Благодаря этому каждая вновь установленная в системе программа немедленно оказывается доступна пользователю из командной строки, для этого не требуется ни перезагружать систему, ни запускать никаких процедур — достаточно просто поместить исполняемый файл в один из соответствующих каталогов.

Рекомендации стандарта по размещению файлов и каталогов основываются на принципе разносить в разные подкаталоги файлы, которые по-разному используются в системе. По типу использования файлов их можно разделить на следующие группы:

пользовательские/системные файлы

Пользовательские файлы — это все файлы, созданные пользователем и не принадлежащие ни одному из компонентов системы. О пользе разграничения пользовательских и системных файлов речь уже шла выше.

изменяющиеся/неизменные файлы

К неизменным файлам относятся все статические компоненты программного обеспечения: библиотеки, исполняемые файлы и др. — всё, что не изменяется само без вмешательства системного администратора. Изменяющиеся — это те, которые изменяются без вмешательства человека в процессе работы системы: системные журналы, очереди печати и пр. Выделение неизменных файлов в отдельную структуру (например, /usr) позволяет использовать соответствующую часть файловой системы в режиме «только чтение», что уменьшает вероятность случайного повреждения данных и позволяет использовать для хранения этой части файловой системы CD-ROM и другие носители, доступные только для чтения.

разделяемые/неразделяемые файлы

Это разграничение становится полезным, если речь идёт о сети, в которой работает несколько компьютеров. Значительная часть информации при этом может храниться на одном из компьютеров и использоваться всеми остальными по сети (к такой информации относятся, например, многие программы и домашние каталоги пользователей). Однако часть файлов нельзя разделять между системами (например, файлы для начальной загрузки системы).
1 Символ “-” означает, что следующее слово — ключ, а пробелы и табуляции разделяют параметры в командной строке.

2 Мефодий и сам несколько раз получал электронные письма, начинающиеся словами «бНОПНЯ» или «бМХЛЮМХЕ» — результат представления текста, имеющего кодировку CP-1251, в кодировке KOI8-R.

3 В отличие от старых файловых систем, организованных по принципу «8+3» (DOS, ISO9660 и т. п.), где в имени файла допустимо не более одной точки и расширение может быть не длиннее 3-х символов. Это ограничение определило вид многих из известных сегодня расширений файлов, например, “txt” для текстового файла.

4 Здесь имеется в виду дерево в строгом математическом смысле: ориентированный граф без циклов с одной корневой вершиной, в котором в каждую вершину входит ровно одно ребро.

5 Это отличается от технологии, применяемой в Windows или Amiga, где для каждого устройства, на котором есть файловая система, используется свой корневой каталог, обозначенный литерой, например “a”, “c”, “d” и т. д.

6 Весьма похожий способ записи полного пути используется в системах Windows, с той разницей, что корневой раздел обозначается литерой устройства с последующим двоеточием, а в качестве разделителя используется символ “\” («обратный слэш»).

7 Полный путь к каталогу формально ничем не отличается от пути к файлу, т. е. по полному пути нельзя сказать наверняка, является ли его последний элемент файлом или каталогом. Чтобы отличать путь к каталогу, иногда используют запись с символом “/” в конце пути: “/home/methody/”.

8 Краткое описание стандартной иерархии каталогов Linux можно получить, отдав команду man hier. Полный текст и последнюю редакцию стандарта FHS можно прочесть по адресу http://www.pathname.com/fhs/.



Текущий каталог

Файловая система не только систематизирует данные, но и является основой метафоры «рабочего места» в Linux. Каждая выполняемая программа «работает» в строго определённом каталоге файловой системы. Такой каталог называется текущим каталогом, можно представлять, что программа во время работы «находится» именно в этом каталоге, это её «рабочее место». В зависимости от текущего каталога может меняться поведение программы: зачастую программа будет по умолчанию работать с файлами, расположенными именно в текущем каталоге — до них она «дотянется» в первую очередь. Текущий каталог есть у любой программы, в том числе и у командной оболочки (shell) пользователя. Поскольку взаимодействие пользователя с системой обязательно опосредовано командной оболочкой, можно говорить о том, что пользователь «находится» в том каталоге, который в данный момент является текущим каталогом его командной оболочки.

Все команды, отдаваемые пользователем при помощи shell, наследуют текущий каталог shell, т. е. «работают» в том же каталоге. По этой причине пользователю важно знать текущий каталог shell. Для этого служит утилита pwd:

[methody@localhost methody]$ pwd

/home/methody

[methody@localhost methody]$


Пример 1. Текущий каталог: pwd
pwd (аббревиатура от print working directory) возвращает полный путь текущего каталога командной оболочки, естественно, именно той командной оболочки, при помощи которой была выполнена команда pwd. В данном случае Мефодий узнал, что в этот момент (на этой виртуальной консоли) текущим является каталог “/home/methody”.

Почти все утилиты, с которыми работал Мефодий в предыдущих лекциях, по умолчанию читают и создают файлы в текущем каталоге. Так, Мефодий обращался к файлам, не используя никаких путей, просто по имени. Например, использовал утилиту cat, чтобы вывести на экран содержимое файла “text”.


[methody@localhost methody]$ cat text

File: info.info, Node: Help-Cross, Up: Cross-refs
The node reached by the cross reference in Info

. . .


[methody@localhost methody]$ cat /home/methody/text

File: info.info, Node: Help-Cross, Up: Cross-refs


The node reached by the cross reference in Info

. . .
Пример 2. Полный и относительный путь к файлу


В действительности, командная оболочка, прежде чем передавать параметр “text” (имя файла) утилите cat, подставляет значение текущего каталога — получается полный путь к этому файлу в файловой системе: “/home/methody/text”. Содержимое именно этого файла утилита cat выведет на экран1. Набирая только имя файла без пути к текущему каталогу, Мефодий воспользовался относительным путём к этому файлу.
относительный путь

Путь к объекту файловой системы, не начинающийся в корневом каталоге. Для каждого процесса Linux определён текущий каталог, с которого система начинает относительный путь при выполнении файловых операций.
Относительный путь строится точно так же, как и полный — перечислением через “/” всех названий каталогов, встретившихся при движении к искомому каталогу или файлу. Между полным путём и относительным есть только одно существенное различие: относительный путь начинается от текущего каталога, в то время как полный путь всегда начинается от корневого каталога. Относительный путь любого файла или каталога в файловой системе может иметь любую конфигурацию: чтобы добраться до искомого файла можно двигаться как по направлению к корневому каталогу, так и от него (см. раздел Перемещение по дереву каталогов). Linux различает полный и относительный пути очень просто: если имя объекта начинается на “/” — это полный путь, в любом другом случае — относительный.

Пользователь может обращаться к файлу при помощи полного или относительного пути — результат будет совершенно тот же. Так, команды cat text и cat /home/methody/text, отданные Мефодием, дали одинаковый результат, поскольку выводился один и тот же файл. Если в относительном пути встречаются символы “/”, рассматриваются подкаталоги текущего каталога, их подкаталоги и т. д. Короче говоря, относительный путь строится по тем же правилам, что и полный, с той разницей, что относительный путь начинается не с символа “/”. Сам текущий каталог, каков бы ни был полный путь к нему, всегда имеет ещё одно обозначение, “.”, которое можно использовать, если по каким-то причинам требуется, чтобы даже в относительном пути к файлу, находящемуся в текущем каталоге, присутствовал элемент «имя каталога». Так, пути “text” и “./text” тоже приводят к одному и тому же файлу, однако в первом случае в строке пути не содержится ничего, кроме имени файла.

Отделить путь к файлу от его имени можно с помощью команд dirname и basebane соответственно:
[methody@localhost methody]$ basename /home/methody/text

text


[methody@localhost methody]$ basename text

text


[methody@localhost methody]$ dirname /home/methody/text

/home/methody

[methody@localhost methody]$ dirname ./text

.

[methody@localhost methody]$ dirname text



.
Пример 3. Использование dirname и basename

Мефодий заметил, что для “text” и “./text” dirname выдало одинаковый результат: “.”, что понятно: как было сказано выше, эти формы пути совершенно эквивалентны, а при автоматической обработке результатов dirname гораздо лучше получить “.”, чем пустую строку.

Домашний каталог

Мефодий заметил, что на прошлых лекциях и на этой, заходя с разных виртуальных консолей по очереди и одновременно, он всегда оказывался в одном и том же текущем каталоге: он всё время обращался к своим файлам при помощи относительного пути и всегда находил нужные. Это не случайно — в Linux у каждого пользователя обязательно есть свой собственный каталог, который и становится текущим сразу после регистрации в системе — домашний каталог2. Для Мефодия домашним каталогом является “/home/methody”.


домашний каталог

Каталог, предназначенный для хранения собственных данных пользователя Linux. Как правило, является текущим непосредственно после регистрации пользователя в системе. Полный путь к домашнему каталогу хранится в переменной окружения HOME.


Поскольку каждый пользователь располагает своим собственным каталогом и по умолчанию работает в нём, решается задача разделения файлов разных пользователей. Обычно доступ других пользователей к чужому домашнему каталогу ограничен: наиболее типична ситуация, когда пользователи могут читать содержимое файлов друг друга, но не имеют права их изменять или удалять.

Информация о каталоге

Чтобы иметь возможность ориентироваться в файловой системе, нужно знать, что содержится в каждом каталоге. Запомнить всю структуру файловой системы невозможно и не нужно: в любой момент можно просмотреть содержимое любого каталога при помощи утилиты ls (сокращение от англ. «list» — «список»):

[methody@localhost methody]$ ls

-filename-with- text

[methody@localhost methody]$



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал