Einf ¨Uhrung in UNIX
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@ @@ @@ @ @ @@@@ Einfuhrung¨ in UNIX W. Alex unter Mitarbeit von A. Alex, B. Alex und G. Bernor¨ 2002 Universitat¨ Karlsruhe Copyright 2000, 2002 by Wulf Alex, Karlsruhe Ausgabedatum: 29. November 2002. Email: [email protected] Geschutzte¨ Namen wie UNIX oder Postscript sind nicht gekennzeichnet. Geschrieben mit dem Editor vi(1), formatiert mit LaTeX unter LINUX. Dies ist ein Skriptum. Es ist unvollstandig¨ und enthalt¨ Fehler. Das Skriptum darf vervielfaltigt,¨ gespeichert und verbreitet werden, vorausgesetzt dass • der Verfasser genannt wird, • Anderungen¨ gekennzeichnet werden. Hinweise auf erganzendes¨ Material finden sich auf: http://www.ciw.uni-karlsruhe.de/skriptum/ http://www.ciw.uni-karlsruhe.de/technik.html Von den Skripten gibt es eine Ausgabe in kleinerer Schrift (9 Punkte), in großer Schrift (14 Punkte) sowie eine Textausgabe fur¨ Leseprogramme (Screenreader). Bei Springer, Heidelberg ist ein Buch erschienen, das auf den Skripten und weiteren Texten aufbaut: W. Alex u. a.: UNIX, C und Internet, ISBN 3-540-65429-1. There is an old system called UNIX, suspected by many to do nix, but in fact it does more than all systems before, and comprises astonishing uniques. Vorwort Unser Buch richtet sich an Leser mit wenigen Vorkenntnissen in der Elek- tronischen Datenverarbeitung; es soll – wie FRITZ REUTERs Urgeschicht von Meckelnborg – ok for¨ Schaulkinner tau bruken sin. Fur¨ die wissenschaftliche Welt zitieren wir aus dem Vorwort zu einem Buch des Mathematikers RI- CHARD COURANT: Das Buch wendet sich an einen weiten Kreis: an Sch ¨uler und Lehrer, an Anf¨angerund Gelehrte, an Philosophen und Ingenieure. Wir erganzen,¨ dass uns dieser Satz eine noch nicht erfullte¨ Verpflichtung ist und vermutlich bleibt. Das Nahziel ist eine Vertrautheit mit dem Betriebssystem UNIX, der Programmiersprache C/C++ und dem weltumspannenden Compu- ternetz Internet, die so weit reicht, dass der Leser mit der Praxis beginnen und selbstandig¨ weiterarbeiten kann. Ausgelernt hat man nie. Warum UNIX? UNIX ist das erste und bisher einzige Betriebssystem, das auf einer Vielzahl von Computertypen lauft.¨ Unter den verbreiteten Betriebs- systemen ist es das alteste¨ und daher ausgereift. Es hat sich lange ohne kom- merzielle Einflusse¨ entwickelt und tut das teilweise heute noch. Programmie- rer, nicht das Marketing, haben die Ziele gesetzt. UNIX hat von Anfang an ge- mischte Hardware und die Zusammenarbeit mehrerer Benutzer unterstutzt.¨ In Verbindung mit dem X Window System (X11), einem netzfahigen¨ grafi- schen Fenstersystem, ist UNIX unter den Betriebssystemen mittlerer Große¨ das leistungsfahigste.¨ UNIX-Rechner waren von Anbeginn an im Internet da- bei und haben seine Entwicklung bestimmt. Warum C/C++? Die universelle Programmiersprache C mit ihrer machti-¨ gen Erweiterung C++ ist – im Vergleich zu BASIC etwa – ziemlich einheitlich. Der Anfang ist leicht, an die Grenzen stoßen wenige Benutzer. Das Zusam- menspiel zwischen C/C++-Programmen und UNIX funktioniert reibungslos. Warum Internet? Das Internet ist das großte¨ Computernetz dieser Er- de, ein Zusammenschluß vieler regionaler Netze. Vor allem Hochschulen und Behorden¨ sind eingebunden, mehr und mehr auch Industrie und Handel. Un- ser berufliches Leben und zunehmend unser privates Dasein werden vom In- ternet beruhrt.¨ Eine Email-Anschrift ist so wichtig wie ein Telefonanschluss geworden. Als Informationsquelle ist das Netz heute unentbehrlich. Wenn Ihnen diese drei Themen – UNIX, C/C++ und Internet – vertraut geworden sind, verfugen¨ Sie uber¨ eine solide Grundlage fur¨ den Umgang mit Computern. Unser Text besteht aus sieben Teilen. Nach ersten Schritten zur Ein- gewohnung¨ in den Umgang mit dem Computer beschreibt der zweite Teil kurz die Hardware, der dritte das Betriebssystem UNIX, der vierte die Pro- grammiersprache C/C++, der funfte¨ das Internet samt seinen Diensten und v vi der sechste Rechtsfragen. Ein Anhang enthalt¨ Fakten, die man immer wieder braucht. Bei der Stoffauswahl haben wir uns von unserer Arbeit als Benutzer und Verwalter vernetzter UNIX-Systeme sowie als Programmierer in C/C++ und FORTRAN leiten lassen. Besonderen Wert legen wir auf die Erlauterung¨ der zahlreichen Fachbe- griffe, die dem Anfanger¨ das Leben erschweren. Die typische Frage, vor der auch wir immer wieder stehen, lautet: Was ist XY und wozu kann man es gebrauchen? Wo es um Begriffe aus der Informatik geht, halten wir uns an das Werk von GERHARD GOOS im Springer-Verlag. Hinsichtlich vieler Ein- zelheiten mussen¨ wir auf die Referenz-Handbucher¨ zu den Rechenanlagen und Programmiersprachen oder auf Monographien verweisen, um den Text nicht uber¨ die Maßen aufzublahen.¨ Unser Buch ist ein Kompromiss aus Brei- te und Tiefe. Alles ¨uberUNIX, C und das Internet ist kein Buch, sondern ein Bucherschrank.¨ An einigen Stellen gehen wir außer auf das Wie auch auf das Warum ein. Von Zeit zu Zeit sollte man den Blick weg von den Wellen auf das Meer rich- ten, sonst hauft¨ man nur kurzlebiges Wissen an. Man kann den Gebrauch eines Betriebssystems, einer Programmierspra- che oder der Netzdienste nicht allein aus Buchern¨ erlernen – das ist wie beim Klavierspielen oder Kuchenbacken. Die Beispiele und Ubungen¨ wurden auf einer Hewlett-Packard 9000/712 unter HP-UX 10.2 und einem PC der Marke Weingartener Katzenberg Auslese unter LINUX entwickelt. Als Shell wur- den Bourne-Abkommlinge¨ bevorzugt, als Compiler wurden neben dem von Hewlett-Packard der GNU gcc 2.6.3 und der Watcom 10.6 verwendet. Die vollstandigen¨ Quellen der Beispiele stehen im Netz. Dem Text liegen eigene Erfahrungen aus uber¨ vier Jahrzehnten zugrunde. Seine Wurzeln gehen zuruck¨ auf eine Erste Hilfe f ¨urBenutzer der Hewlett- Packard 9000 Modell 550 unter HP-UX, im Jahr 1986 aus zwanzig Aktenord- nern destilliert, die die Maschine begleiteten. Wir haben auch fremde Hilfe beansprucht und danken Kollegen in den Universitaten¨ Karlsruhe und Ly- on sowie Mitarbeitern der Firmen IBM und Hewlett-Packard fur¨ schriftliche Unterlagen und mundlichen¨ Rat sowie zahlreichen Studenten fur¨ Anregun- gen und Diskussionen. OLAF KOGLIN, Berlin bearbeitet das Kapitel Com- puterrecht seit der zweiten Auflage. Daruber¨ hinaus haben wir nach Kraften¨ das Internet angezapft und viele dort umlaufende Guides, Primers, Tutorials und Sammlungen von Frequently Asked Questions (FAQs) verwendet. Dem Springer-Verlag danken wir, dass er uns geholfen hat, aus drei lockeren Skrip- ten ein ernsthaftes Buch zu machen. So eine Arbeit wird eigentlich nie fertig, man muß sie fur¨ fertig erklaren,¨ wenn man nach Zeit und Umstanden¨ das Moglichste¨ getan hat, um es mit JOHANN WOLFGANG VON GOETHE zu sagen (Italienische Reise; Caserta, den 16. Marz¨ 1787). Wir erklaren¨ unsere Arbeit fur¨ unfertig und bitten, uns Mangel¨ mitzuteilen. Weingarten (Baden), 02. Januar 2002 Wulf Alex Inhalt auf einen Blick 1 Uber¨ den Umgang mit Computern 1 2 UNIX 19 A Zahlensysteme 277 B Zeichensatze¨ und Sondertasten 280 C Papier- und Schriftgroßen¨ 298 D Farben 300 E Die wichtigsten UNIX-Kommandos 301 F Vergleich UNIX – DOS-Kommandos 307 G Besondere UNIX-Kommandos 309 H UNIX-Filesystem 312 I UNIX-Systemaufrufe 321 J UNIX-Signale 323 K Beispiele LaTeX 325 L Frequently Asked Questions (FAQs) 339 M Karlsruher Test 341 N Zeittafel 349 O Zum Weiterlesen 358 Sach- und Namensverzeichnis 375 vii Zum Gebrauch • Hervorhebungen im Text werden kursiv dargestellt. • Titel von Veroffentlichungen¨ oder Abschnitten, kurze Zitate oder wortli-¨ che Rede werden im Text kursiv markiert. • In Aussagen uber¨ Worter¨ werden diese kursiv abgesetzt. • Stichworter¨ fur¨ einen Vortrag oder eine Vorlesung erscheinen fett. • Namen von Personen stehen in KAPITALCHEN¨ . • Eingaben von der Tastatur und Ausgaben auf den Bildschirm werden in Schreibmaschinenschrift wiedergegeben. • Hinsichtlich der deutschen Rechtschreibung befindet sich das Manu- skript in einem Ubergangsstadium.¨ • Hinter UNIX-Kommandos folgt oft in Klammern die Nummer der be- troffenen Sektion des Referenz-Handbuchs, z. B. vi(1). Diese Nummer samt Klammern ist beim Aufruf des Kommandos nicht einzugeben. • Suchen Sie die englische oder franzosische¨ Ubersetzung¨ eines deutschen Fachwortes, so finden Sie diese bei der erstmaligen Erlauterung¨ des deutschen Wortes. • Suchen Sie die deutsche Ubersetzung¨ eines englischen oder franzosi-¨ schen Fachwortes, so finden Sie einen Verweis im Sach- und Namens- verzeichnis. • UNIX verstehen wir immer im weiteren Sinn als die Gattung der aus dem bei AT&T um 1970 entwickelten Unix abgeleiteten Betriebssys- teme, nicht als geschutzten¨ Namen eines bestimmten Produktes. • Wir geben moglichst¨ genaue Hinweise auf weiterfuhrende¨ Dokumente im Netz. Der Leser sei sich aber bewußt, dass sich sowohl Inhalte wie Adressen (URLs) andern.¨ • Unter Benutzer, Programmierer, System-Manager usw. verstehen wir so- wohl mannliche¨ wie weibliche Erscheinungsformen. • An einigen Stellen wird auf andere Skripten verwiesen. Dies ruhrt¨ daher, dass die Skripten gemeinsam die Grundlage fur¨ ein Buch im Springer-Verlag (ISBN 3-540-65429-1) bilden. • Wir reden den Leser mit Sie an, obwohl unter Studenten und im Netz das Du ublich¨ ist. Gegenwartig¨ erscheint uns diese Wahl passender. viii Inhaltsverzeichnis 1 Uber¨ den Umgang mit Computern 1 1.1 Was macht ein Computer? . 1 1.2 Woraus besteht ein Computer? . 4 1.3 Was muß man wissen? . 5 1.4 Wie lauft¨ eine Sitzung ab? . 10 1.5 Wo schlagt¨ man nach? . 12 1.6 Warum verwendet man Computer (nicht)? . 14 1.7 Terminologie . 16 2 UNIX 19 2.1 Grundbegriffe . 19 2.1.1 Wozu braucht man ein Betriebssystem? . 19 2.1.2 Verwaltung der Betriebsmittel . 20 2.1.3 Verwaltung der Daten . 22 2.1.4 Einteilung der Betriebssysteme . 23 2.1.5 Laden des Betriebssystems . 25 2.2 Das Besondere an UNIX . 25 2.2.1 Die praunicische¨ Zeit . 25 2.2.2 Entstehung . 26 2.2.3 Vor- und Nachteile . 30 2.2.4 UNIX-Philosophie . 32 2.2.5 Aufbau . 33 2.3 Daten in Bewegung: Prozesse . 34 2.3.1 Was ist ein Prozess? . 34 2.3.2 Prozesserzeugung (exec, fork) . 37 2.3.3 Selbstandige¨ Prozesse (nohup) . 38 2.3.4 Prioritat¨ (nice) . 39 2.3.5 Damonen¨ . 40 2.3.5.1 Was ist ein Damon?¨ . 40 2.3.5.2 Damon¨ mit Uhr (cron) . 40 2.3.5.3 Line Printer Scheduler (lpsched) . 41 2.3.5.4 Internet-Damon¨ (inetd) .