Teil II : Benutzerebene eines Rechners

1. Das Betriebssystem UNIX

2. Internet

3. Texteditor

Pierre Bayerl, Klaus Murmann & Heiko Neumann, Fakultät für Informatik, Universität Ulm, 2002/03

1. Das Betriebssystem UNIX

• Kurzeinführung: Was ist UNIX• Rechnersitzungen – An- und Abmeldung• Dateien und Dateisystem• Kommando-Interpreterebene (Shell) und Prozesse

UNIX

Datei

Aufgaben eines Betriebssystems

• Generell: Verwaltung und Zuteilung

der Ressourcen eines Rechners

• Kontrolle und Verwaltung der Betriebsmittel o Ausführen von Benutzerprogrammen (Rechenzeit und Speicher)o Speicherung von Daten (Plattenplatz)o Drucken von Dokumenten (Drucker)

• Bereitstellung einer logischen Sicht auf die Betriebsmittelo Zugriff auf Dokumente, Drucker, periphere Geräte (Dateisystem)o Prozesssteuerung (Prozess-Subsystem, Rechenzeit)

UNIX

Kennzeichen von UNIX

• Mehrbenutzer-Betriebssystem (multi-user)

• Time-sharing Betriebssystem (Verwaltung mehrerer asynchroner Prozesse)

• Geräteunabhängiges, hierarchisches Dateikonzept

• Gute Portabilität (hohe Verfügbarkeit von Software)

• Dialogorientierung (Kommandointerpreter)

• Fließband-Technik (pipelining)

Datei

UNIX

Aktuelle UNIX-Derivate

Erste UNIX Version (AT&T 1969)

Linux BSD/FreeBSD Sun Solaris Darwin/Mac OS X

Im Pool: Sun SolarisZuhause: z.B. Linux

UNIX

Hardware

Strukturierung von UNIX: Schalen-/Schichtenkonzept

• Hardware• Betriebssystem-Kern (kernel) (Prozessverwaltung und –kommunikation,

Speicherverwaltung, Ein-/Ausgabe-Verwaltung, Gerätetreiber, ...)

• Dienst- und Anwenderprogramme

(Bibliothek mit Standardfunktionen (in C), Compiler, Editoren, ...)

• Kommandointerpreter (shell)

shell

UNIX

Was ist eine „Shell“(Kommandointerpreter) ?

• Variable visuelle Darstellung von Shells

• Basisfunktionalität ist in jedem Fall identisch:

Eingabe: Kommando(s)Ausgabe: Ergebnis

UNIX

Prompt

Rechnername + evtl. weitere Informationen

• Textuelle Eingabe von Befehlen• Textuelle Ausgabe von

Befehlsergebnissen

• Dialog/Kommunikation mit dem System• Eingabe von Kommandos am Prompt

BefehlAusgabe

Anmeldung an ein UNIX-System (1)

• Benutzer-Account– Zugang über Benutzername (login) + Passwort– Ermöglicht Zugriff auf Ressourcen (Plattenplatz, Drucker, ...)

• Graphisches Login an einem X-Terminal (im WiMa-Pool)– Eröffnet eine UNIX-Sitzung an einem graphischen UNIX-

Computerarbeitsplatz– Graphische Oberfläche ermöglicht das Öffnen verschiedener Fenster

RECHNERNAME

Login: pierrePassword: *******B

eisp

iel

Anmeldung an ein UNIX-System (2)

• „Remote Login“ von einem anderen Rechner

– Möglich von UNIX-Rechnern und Windows-Rechnern– Die Verwendung von graphischen Programmen hängt davon ab ob der

Verwendete Arbeitplatz dies ermöglicht

• Am besten und am sichersten ist die Verwendung der Secure Shell

• Von einem beliebigen UNIX-Rechner (z.B. im E-Techniker Pool)ssh -l loginname turing.mathematik.uni-ulm.de(Statt des Rechners turing kann auch thales oder theseus verwendet werden)

Anmeldung an ein UNIX-System (3)

• Um sich von einer Windows-Maschine aus einzuwählen ist ein entsprechendes Programm nötig (z.B. PuTTY)

http://ssh.mathematik.uni-ulm.de/install/putty.htmlhttp://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/

4

56

12

3

Arbeiten mit einem UNIX-System (Shell)

• Kommandozeile (Shell) um mit dem Betriebssystem zu kommunizieren– Kommando ausführen: <Befehl> <Parameter>– Vorsicht: Groß/Klein-Schreibung beachten!

• Bei einem X-Terminal muß zuvor eine Shell geöffnet werden:– Mit der rechten

Maustaste auf den Hintergrund klicken

– Es erscheint ein Menü. Wählen Sie:

Hosts - Xterm - thales

• Beim Remote Login (mit ssh) bekommt man automatisch eine Shell

Abmelden von einem UNIX-System

• Abmelden zum Schutz der eigenen Daten (Texte, Mails, Ressourcen!)• Abmelden von der Kommandozeile

– Befehl „exit“ oder „logout“

• Abmelden von X-Terminal– Knopf/Menüpunkt „exit“ oder „logout“ drücken

NIEMALS DIEX-TERMINALS

AUSSCHALTEN!!

Zusammenfassung: Anmelden & Abmelden

• Anmelden (“login”)– Am X-Terminal– Per “ssh” von einem anderen UNIX System– Per “ssh” von einem Windows-Rechner

• Abmelden– “exit” an der Kommandozeile (Shell) eingeben– “exit”-Knopf drücken (X-Terminal)

• Rechner im WiMa-Pool (X-Terminals) nie ausschalten !!

Demonstration

DEMO

Dateien und Dateisystem

• Dateikonzept– Datei: sequentielle Folge von Datenworten (Bytes)

• Dateiarten: – Normale Dateien (files; Texte, Programme, Daten,...)

– Dateiverzeichnisse (directories; auch Kataloge)

– Gerätedateien (special files, für physik. Geräte)

Datei

Ordner

Nahezu alle Ressourcen werden bei UNIX-Systemen auf Dateien abgebildet

Datei-Hierarchie

• UNIX-Dateisystem = Hierarchie von Dateien• Jede Datei besitzt eine eindeutige Adresse• Verzeichnis(-Dateien) können wiederum Dateien enthalten

– Standard-Verzeichnisse gliedern das System auf:• /dev: Physikalische Geräte (Drucker, Festplatte, ...)• /usr: Anwendungen (Programme, Bibliotheken, ...)• /home: Benutzerverzeichnisse

• Heimatverzeichnis: /home/name

enthält alle

persönlichen

Dateien

Datei

z.B. /home/pierre/datei1.txt

/

dev usr

pierre heiko klaus

datei1.txtdatei2.txt

home

Datei Adressierung

• Vollständiger Name (ausgehend von „ / “):– /home/pierre/datei1.txt

• Relativer Name (ausgehen vom aktuellen Verzeichnis)– datei1.txt– ./datei1.txt– ../klaus/datei3.txt

• Besondere Verzeichnisnamen:– . = Aktuelles Verzeichnis

– .. = Verzeichnis eine Ebene höher

– / = Wurzel des Dateisystems („root“)

Datei

AktuellesVerzeichnis

/

dev usr

pierre heiko klaus

datei1.txtdatei2.txt

home

datei3.txt

Verzeichnis Kommandos (1)

pwd Name/Pfad des aktuellen Verzeichnisses anzeigen

(print working directory)

cd Ändern des Arbeitsverzeichnisses (change directory)

cd Wechsel ins Heimatverzeichnis

cd <name> zum angegebenen Unterverzeichnis

mkdir <name> Anlegen eines neuen Unterverzeichnisses

rmdir <name> Löschen eines Unterverzeichnisses

(das angesprochene Verzeichnis muss leer sein)

/

pierre

datei1.txtdatei2.txt

home

/

datei2.txt

home

pierre

datei1.txt

example2example1

Datei

= akt. Verzeichnis)(

Verzeichnis Kommandos (2)

ls Anzeige eines Verzeichnisinhaltesls -l Ausführliche Anzeige des Inhalts (Dateigröße...)

• Platzhalter für Dateinamen: „ * “ (beliebig viele Zeichen) „ ? “ (ein Zeichen)– ls d* Alle Dateien deren Namen mit „d“ beginnt– ls *2* Alle Dateien in deren Namen eine „2“ vorkommt

• Alternativ können Dateien auch einzeln aufgeführt werden:– ls d* f* Listet alle Dateien die mit „d“ oder mit „f“ beginnen

/

pierre

datei1.txtdatei2.txt

home

file2.txt

Datei

Dateiausgabe Kommandos (1)

cat Ausgabe oder Konkatenation von Dateien auf Monitormore Seitenweise (formatierte) Ausgabe von Dateien auf Monitor head, tail Ausgabe der ersten/letzen Zeilen von Dateien auf Monitorgrep Suchen einer gegebenen Zeichenfolge in einer Datei Format: grep “<such-string>“ datei1 datei2...

Datei

/

pierre

datei1.txtdatei2.txt

home

file2.txt

Inhalt von “datei1.txt”

Inhalt von “datei2.txt”

Inhalt von “file2.txt”

Suchergebnisse: WelcheDateien enthalten den Text“datei”?

Dateiausgabe Kommandos (2)

a2ps Ausgabe von Textdateien (ASCII-Dateien) auf dem Drucker

lp Ausgabe von Postscript-Dateien auf Drucker(MIT lp NUR POSTSCRIPTDATEIEN DRUCKEN)

/

pierre

datei1.txtdatei2.txt

home

file2.txt

Datei

Druckerausgabe auf bestimmten Druckern:lp -d<Druckername> <Datei>.psa2ps -P<Druckername> <Datei>.txtDrucker: garamond & gutenbergBsp.: a2ps -Pgutenberg datei1.txt

Kopieren / Verschieben von Dateien

cp Kopieren von Dateien (cp quelldatei zieldatei oder cp quelldatei zielordner)

cp datei1.txt example2/kopie1.txtcp datei1.txt example2

mv Verschieben von Dateien mv example2/kopie1.txt datei3.txt

rm Löschen von Dateien (Vorsicht: Was weg ist ist weg!)rm datei3.txt

Datei

/

datei2.txt

home

pierre

datei1.txt

example2example1

/

datei2.txt

home

pierre

datei1.txt

example2example1

datei1.txt

Dateien - Besitzer und Rechte (1)

• Dateien gehören dem Benutzer der sie angelegt hat(Benutzer teilen sich wiederum in verschiedene Gruppen auf)

• Der Besitzer darf sog. Rechte an seinen Dateien vergeben:– Lesen (r): Wer darf diese Datei betrachten

– Schreiben (w): Wer darf diese Datei verändern

– Ausführen (x): Handelt es sich um eine Ausführbare Datei

• Rechte können vergeben werden an:a) Sich selbst

b) Anderen Benutzern aus der selben Gruppe

c) Allen anderen Benutzern

Datei

Befehl zum AnzeigenDes aktuellen Verzeichnisses

Benutzer/Gruppe DateigrößeRechte Dateiname

Dateien - Besitzer und Rechte (2)

chmod Verändern der Zugriffsrechte auf DateienSyntax: chmod <Parameter> <Datei(en)>Parameter: (siehe „man chmod“)– +w oder +r (ermöglicht schreibenden bzw. lesenden Zugriff)– -w oder -r (verhindert schreibenden bzw. lesenden Zugriff)

Datei

Kein Zugriff ohneLese-Recht!

Kommandozeile (Shell) und UNIX-Kommandos

1. Übersicht über einige UNIX-Befehle

2. Was ist die Standarteingabe bzw. Standartausgabe

3. Kombinieren von UNIX-Kommandos• Umlenken der Eingabe/Ausgabe• Pipes

Nützliche UNIX-Kommandos (1)

Nützliche UNIX-Kommandos (2)

1 4567 8902 TEST ABC3 Xxxx xxx4 4567 8905 4567 8906 ABCD EFG7 4567 8908 Allg Inf9 4567 89010 4567 ABC11 4567 89012 4567 890

Datei: abc.txtBestehen aus 12 Zeilen à 12 Zeichen (11 Zeichen+ Zeilenumbruch) bzw.36 Wörter

theseus$ wc abc.txt 12 36 144 abc.txt

theseus$ head -n 3 abc.txt1 4567 8902 TEST ABC3 Xxxx xxx

theseus$ tail -n 3 abc.txt10 4567 ABC11 4567 89012 4567 890

theseus$ grep ABC abc.txt2 TEST ABC6 ABCD EFG10 4567 ABC

theseus$ sort abc.txt 1 4567 89010 4567 ABC11 4567 89012 4567 8902 TEST ABC3 Xxxx xxx4 4567 8905 4567 8906 ABCD EFG7 4567 8908 Allg Inf9 4567 890

Ausgabe der ersten n Zeilen

Ausgabe der letzten n Zeilen

Zeilen/Wort/Zeichen-Anzahl

Zeilenweise sortieren

Textsuche in Dateien

Standarteingabe und Standartausgabe

• Die Shell stellt Ein- und Ausgabekanäle für Prozesse zur Verfügung• Kommandos können von der Standarteingabe lesen und schreiben

ihre Ergebnisse in die Standartausgabe• Fehlermeldungen werden zu Diagnoseausgabe weitergeleitet

Shell-Kommando

Standard-eingabe

stdin

Diagnoseausgabe (Fehler)

Standard-ausgabe

stdout

stderr

stdin : Eingabe von Tastatur stdout, stderr : Ausgabe auf Bildschirm

UNIX-Kommandos und die Standarteingabe

Bei den meißten UNIX-Befehlen kann man den Dateinamen weglassen.

Statt aus einer Datei zu lesen wird von der Standarteingabe gelesen.(normalerweise Standarteingabe = Tastatureingabe)

Falls nötig kann das „Dateiende“ mit CTRL-D signalisiert werden.

Beispiele: [localhost:~] pi% sortPierre BayerlKlaus Murmann Heiko Neumann^DHeiko NeumannKlaus MurmannPierre Bayerl[localhost:~] pi%

[localhost:~] pi% tail -n 1PierreBayerl^DBayerl[localhost:~] pi%

Umleiten der Ein/Ausgabe in/aus eine(r) Datei

> Umlenken der Standardausgabe in eine angegebene Datei. existiert die Datei nicht, wird diese angelegt.existiert die Datei, so wird deren Inhalt überschrieben!

Bsp.: ls >inhalt.txt

>> hängt neuen Inhalt am Dateiende an! Bsp.: ls order1 >> inhalt.txt

2> Umlenken derDiagnoseausgabe

Bsp: wc –x datei1.txt 2> err.txt(-x als Option ungültig!)

< Umlenken der Eingabe aus einer Datei

[localhost:~] pi% sort >out.txtPierre BayerlKlaus MurmannHeiko Neumann^D[localhost:~] pi% tail -n 1 <out.txt Pierre Bayerl[localhost:~] pi%

Verknüpfen mehrer Kommandos über Pipes

• Direkte Verknüpfung der Ausgabe eines Prozesses mit der Eingabe eines anderen Prozesses– Syntax: Befehl1 | Befehl2 | Befehl3 ...– Bsp.: ls /usr/bin | grep „ail“ (ohne Dateiangabe ließt grep von stdin)

sort tailstdinstdin stdout stdout

“|” = Pipe

[localhost:~] pi% sort | tail -n 1Pierre BayerlKlaus MurmannHeiko Neumann^DPierre Bayerl[localhost:~] pi%

2. Internet

• Prinzip und Organisation• Dienste und Adressen

• WWW (‚World wide web‘) • E-Mail

Prinzip und Organisation: Nachrichten-Übermittlung

• Netze von Rechnern – Vermittlungsrechner (Router)– Zielrechner

• Vermittlung und Betrieb (Paketvermittlung)– Nachricht von A nach B– Zerlegung in Pakete mit Zieladdresse B– Versendung der Pakete über möglicherweise verschiedene Verbindungen

A

B=

Prinzip und Organisation: Protokolle

• Protokolle: Konventionen und Regeln für den Austausch von Informationen zwischen Computern im Internet

• Ziel: vollständige, fehlerfreie und möglichst effektive Datenübertragung

– TCP/IP heute Standard– TCP : Transmission Control Protocol– IP: Internet Protocol

• Internet = Gesamtheit aller Netzwerke und Computer die über TCP/IP- Verbindungen erreichbar sind.

…0010110101….

…0010110101….

.

Prinzip und Organisation: Client-Server-Prinzip

• Client-Server Prinzip– Server (Diener, Anbieter)

Programm auf einem Rechner A, das einen bestimmten Dienst anbietet und der von einem anderen Nutzer abgerufen werden kann.

– Client (Klient, Kunde)

(Anwender-)Programm auf einem Rechner B, das den Dienst anfordert.

Serverz.B. allgemeine.informatik.uni-ulm.de

Clients

Anfrage

Anfrage

Antwort

Antwort

Beispiel: Der WWW-Server der Vorlesung bieten einen speziellen Dienst zur Verwaltung der Übungspunkte an.

Dienste

• TELNET oder SSH Zugriff auf andere Rechner (Dialogzugriff).

• FTP Übertragen (Kopieren) von Dateien zwischen verschieden Rechnern.

• E-MAIL Austausch von Nachrichten.

• NEWS Diskussion- und Informationsmedium zu vielen verschiedenen Themen.

• HTTP Multimediales hyperlink-basiertes Informationssystem und Schnittstelle den anderen Internet-Diensten.

• DNS Domain Name Service, spezieller Dienst um Internetadressen korrekt zu handhaben

Internet Adressen

• Jeder Rechner im Internet besitzt eine aus vier Bytes (Zahlen) bestehenden eindeutigen Adresse (IP-Adresse), z.B. 134.60.74.81

• Symbolische Adressen werden von einem speziellen Dienst (DNS, Domain Name Service) in IP-Adressen umwandelt,

z.B. allgemeine.informatik.uni-ulm.de 134.60.74.81.

Ziel-Rechner (Server)z.B. allgemeine.informatik.uni-ulm.de

DNS-Server

Client

allgemeine.informatik.uni-ulm.de ?

“134.60.74.81” !

Anfrage an 134.60.74.81

Antwort

A

B

Rechner A möchte mit Rechner B in Kontakt treten

Internetadressen: IP-Adressen

Länge: 32 Bit = 4 Byte à 8 Bit

Format von IP-Adressen: a.b.c.d a,b,c,d [1,254] 0 und 255 haben Sonderrolle

Beispiele gültiger Internet-Adressen:

141.41.49.2194.163.245.145

Mit 127.0.0.1 oder localhost kann stets der Rechner auf dem gerade gerabeitet wird angesprochen werden.

Internetadressen: Symbolische Adressen (1)

• Jede an das Internet angeschlossene Einrichtung betreibt einen eigenen Namens-Server (DNS, Domain Name Server)

• In jedem Land gibt es einen Haupt-Domain-Name-Server (verteilte Rechnerdatenbank mit Namen/Adresseinträgern)

• Aufbau der Domain-Namen

host.[subdomain.[subdomain.[...]]]domain.topleveldomain

Rechnername Institute, Abteilungen, etc Einrichtungen Hauptdomain

Beispiel:axon.informatik.uni-ulm.de

Internetadressen: Symbolische Adressen (2)

Adressierungsschema URL (Uniform Resource Locator)• Beispiel:

– http://www.informatik.uni-ulm.de– http://allgemeine.informatik.uni-ulm.de

Vor dem Doppelpunkt steht das zu verwendende Protokoll (z.B. ftp, http,..).

Email

• Einsatz: Verschicken von Nachrichten an verschiedene Benutzer des (UNIX)-Systems.

• verschickte Nachrichten landen in einem Briefkasten. (MAIL-BOX)

• Der Inhalt ist vom jeweiligen Adressaten abrufbar.

• Das Vorhandensein von (neuen) Nachrichten wird nach dem Anmelden (login) angezeigt: You have mail oder You have new mail.

• Zum lesen der Mails wird ein spezielles Programm benötigt (z.B. pine, netscape, ...)

Pine (1)

• ASCII-orientiertes Programm zum lesen und schreiben von Mails • Wichtigste Menüpunkte: - Compose Message (neue Mail schreiben) - Folder List (zeigt Mailverzeichnisse) => INBOX (hier sind die neuen Mails drin) => sent-mail (die Mails die man selber verschickt hat)

• im unteren Teil des Fensters sieht man welche Tasten für welchen Befehl gedrückt werden müssen ( ^ bedeutet die ctrl-Taste)

• wichtige Befehle: m zum Hauptmenue q Beenden (mit y(es) bestätigen) Control + X versenden der Mail (in Compose Message)

Pine (2)Hauptmenü

Mögliche Befehle

Pine (3)

“Compose Message”(Mail schreiben & senden)

“Folder List/INBOX”(Mails lesen)

DEMOPine (4)

2. Editoren

• Übersicht• vi• pico• nedit• emacs

Übersicht

• Editoren dienen zum Erzeugen und Modifizieren von Dateien

– Textdateien / Dokumente (z.B. ein Reisebericht)

– Programm-Dateien (z.B. Modula-2 Quellcode)

– ...

• Verbreitete UNIX-Editoren

– vi (sehr spartanisch, aber immer verfügbar und sehr mächtig)

– pico (wird von pine verwendet um mails zu editieren)

– nedit (graphischer Editor à la „Windows“. Start: nedit &)

– emacs (sehr mächtiger Editor, graphische Version: xemacs)

Editor: “vi”

Auf allen UNIX-Systemen verfügbar, jedoch sehr spartanisch Sehr mächtig Auch verfügbar für Windows-Systeme

Wichtige Funktionen Editor aufrufen: vi Datei Text speichern: <ESC> : w Text speichern & Editor verlassen : <ESC> : wq Editor verlassen ohne zu speichern: <ESC> : q!

Alternative: vim (vi-improved)

Lernen den vi oder vim zu bedienenShell-Kommando: vimtutor

Editor “pico”

Bedienung ähnlich „pine“

Wichtige Funktionen Editor aufrufen: pico Datei Text speichern: ctrl-o Text speichern & Editor verlassen : ctrl-x + „y“ („y“ = „yes“ für Speichern) Editor verlassen ohne zu speichern: ctrl-x + „n“ („n“ = „no“ für Speichern)

• Ähnlich wie bei pine werden in der untersten Zeile stets mögliche Tastenkombinationen angezeigt.

Editor: “nedit”

Graphischer Editor, benötigt einen graphischen Arbeitsplatz(per ssh von einem Windowsrechner steht dieser Editor unter Umständen nicht

zur Verfügung)

Bedienung ähnlich wie Windows-Applikationen

Sehr leicht zu bedienen

Alle Funktionen sind per Menü-Zeile mit der Maus erreichbar Wichtige Funktionen:

Editor aufrufen: nedit Datei & („&“ startet das Programm und kehrt zur Kommandozeile zurück)

Text speichern: ctrl-s Editor verlassen: ctrl-q

Editor: “emacs” / “xemacs”

Sehr verbreitet, auf nahezu allen UNIX-Systemen verfügbar Sehr mächtig Auch verfügbar für Windows-Systeme

Wichtige Funktionen Editor aufrufen: emacs Datei oder xemacs Datei & Text speichern: ctrl-x ctrl-s (nacheinander ctrl+x und ctrl+s drücken) Editor verlassen: ctrl-x ctrl-c Editor-Befehl abbrechen: ctrl-g Zeile n anspringen: <ESC> g n Undo (Rückgänig): ctrl-x u (nacheinander ctrl+x und „u“ drücken)

Lernen den emacs oder xemacs zu bedienenEditor-Kommando: ctrl-h t (nacheinander ctrl+x und „u“ drücken)