LinuxShell的研究与开发文献综述

文献综述 Linux Shell的研究与开发 一、前言部分 相关概念 Shell是一种具备特殊功能的程序，它是介于使用者和UNIX/Linux操作系统之核心 程序kernel间的一个接口。 为了对用户屏蔽内核的复杂性，也为了保护内核以免用户误操作造成损害，在内核的周 围建了一个外壳shell o用户向shell提出请求，shell解释并将请求传给内核。 使用较广的 shell 有标准的 Bourne shell sh Korn Shell ksh C shell csh、 Bourne Again Shell bash等。 shell的另一个重要特性是它自身就是一个解释型的程序设计语言，shell程序设计语 言支持绝大多数在高级语言中能见到的程序元素，如函数、变量和程序控制结构。shell编 程语言简单易学，任何在提示符中能键入的命令都能放到一个可执行的shell程序中。 本质上，shell脚本是命令行命令简单的组合到一个文件里面。Shell基本上是一个命 令解释器，类似于DOS下的command, com,它接收用户命令，然后调用相应的应用程序七 管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点 管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个 管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间具有亲缘关系的进程；单独构成一 种独立的文件系统管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的 文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在 于内存中。一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出，写入的内容每次都 添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。 执行一个shell命令行时通常会自动打开三个标准文件，即标准输入文件stdin,通 常对应终端的键盘；标准输出文件stdout和标准错误输出文件stderr,这两个文件 都对应终端的屏幕。进程将从标准输入文件中得到输入数据，将正常输出数据输出到标准输 出文件，而将错误信息送到标准错误文件中。 输入重定向是指把命令或可执行程序的标准输入重定向到指定的文件中。也 就是说，输入可以不来自键盘，而来自一个指定的文件。输出重定向是指把命令或 可执行程序的标准输出或标准错误输出重新定向到指定文件中。这样，该命令的输 出就不显示在屏幕上，而是写入到指定文件中E。 写作目的 介绍了在Linux系统背景下对Shell相关知识的了解，编写简单的shell命令例如 Is, cp, cat和rm命令等并且介绍了 Shell相关的外部程序命令及管道和输入输出重定向功 能，以加深对Shell这方面知识的理解，为此类程序的开发提供一定的启示性和指导性。 二、主题部分 Unix/linux发展简史 一、Multics 计划 1965年，ATT贝尔电话实验室、通用电气公司、麻省理工学院MAC课题组一起联合开发 一个称为Multics的新操作系统o Multics系统的目标是要向大的用户团体提供对计算机的 同时访问，支持强大的计算数据存储，以及允许用户在需要的时候容易地共享他们的数据。 1969年Multics的原始版本在GE645计算机上运行了，但它既没能提供预定的综合服务， 而且，连它自己也不清楚究竟什么时刻算达到开发目标。在这种情况下，ATT贝尔电话实 验室首先退出了这一项目。 二、UNIX系统的萌芽 Multics项目中止后，ATT贝尔电话实验室中参加开发的主要人员开始寻找其他有趣的 项目。这其中，KenThompson写了一个名叫“太空漫游”的游戏程序。他找到了一台基本无 人使用的DEC PDP-7计算机运行他的程序。然而由于DEC PDP-7缺少开发程序，以致于 Thompson不得不在另一台运行GECOS操作系统的Honeywe 11635上交叉汇编他的程序，然后 再通过纸带加载到DECPDP-7上。为了方便太空漫游的开发，Thompson和Dennis Ritchie 一起着手开发DEC PDP-7上的操作环境 1. 一个简单的文件系统，它后来深化成称之为System V文件系统的早期版； 2. 一个进程子系统和shell （命令解释器）。 这样这个系统就足以满足他们的需要，他们将这个操作环境命名为UNIXo Thompson和Ritchie后来开发了 B语言（后来Ritchie又将其发展为C语言），并扩展了 UNIX 系统，UNIX系统便在ATT贝尔电话实验室流行起来。 1973年11月，他们用C语言彻底重写，这是UNIX操作系统迈向成功之路的关键一步。 完成后，Thompson和Ritchie共同在ACM通信上发表了首篇UNIX论文，The UNIX Time Sharing System⑶。 三、UNIX系统的发展 由于ATT公司受到美国反托拉斯法的诉讼，与联邦政府签署了一份协议，这份协议不 允许ATT公司生产与电话和电报服务无关的设备，也不允许从事除“公用通信服务”外的 任何商业活支。这样，ATT公司就陷入了不能经营计算机产品的尴尬局面。 而自从在ACM通信中发表了关于UNIX的论文后，越来越多的人希望能够获得UNIX 软件和源码。为了不违背与政府签署的协议，ATT公司既不出售UNIX、也不为其作广告、 也不对其提供技术支持。而同时为了满足大家的需要，ATT公司在签署简单协议的前提下， 将UNIX系统无偿地提供给大学，以供教学与研究。由于ATT公司对UNIX的策略，使得UNIX 在全世界范围内快速发展。到1975年底，它已经传播到西至耶路撒冷的Hebrew大学，南至 澳大利亚的新南威尔士大学，北至加拿大多伦多大学的世界各地。1979年1月发行的UNIX 版本是一个真正可移植的UNIX系统，它对其后的UNIX发展有着深远的影响。该版本最初是 运行在PDP-11和Interdata8/32上的，该系统更加健壮，而且提供了比版本6更强大的功 能，但其相当慢。许多领取了许可证的用户针对这一情况从不同方面对系统的性能进行了改 进，ATT又将这些改进中的许多内容加入了其以后的UNIX发行中。这种使用者与开发者之 间的合作精神正是UNIX快速成长和不断发展的关键因素。不幸的是，当UNIX在商业上取得 很大成功之后，这种精神就不存在了。 四、UNIX系统最重要的分支BSD UNIX 1974年12月，加州大学伯克利分校获得了 UNIX许可证。在其后的几年里，包括Bill Joy 和Chuck Haley在内的一组研究生为UNIX开发了几个实用工具，其中包括ex编辑器一-vi 的前身和一个Pascal编译器。他们将这些软件绑定成一个称为“伯克利软件销售（BSD）” 的软件包，并在1978年春以每个许可证50美元出售。最初的BSD发行仅包括应用程序和实 用工具，并没有对操作系统进行修改和再发行。Joy早期的贡献之一就是C Shello 1978年伯克利得到一台VAX-11/780以及由新泽西州Holmdel的BTL小