オペレーティングシステム　 第14回 1/16

Operating System

はじめに

前回おさらい

• 第12回の課題（ファイルのバックアップ）を解きつつ、 シェルスクリプトを作る際にいくつかの考え方があることを学んだ

落穂ひろい

（ここは読んでおいてください）

• 前回扱えなかった応用練習について前回扱わなかった逆操作（1.txt を 1 に戻すなど）について、ここで解説しておく。

• ファイル名（が変数の値になっている時にその）の後ろに文字列を付加することは簡単だが、その逆は以下のような工夫が必要。

  1. sed で変換する伝統的な方法：

     • sed（変換のための用法）の使い方は右図のとおり。

       echo 1.txt | sed 's/[.]txt//'

     • 正規表現の中でピリオド(.)を特殊な意味（任意の文字にマッチ）でなく使う記法は右図の２通りある。

     • そのパターンを除去する変更なので、変更後、に相当する右２つのスラッシュの間は //のように空でいい。

• これをすべてのファイルに対して行えばいいから、以下のようなコマンドで実現できることになる。

  for i in *.txt ; do
     mv $i $(echo $i|sed 's/[.]txt//')
  done

  2. bashに組み込みの変換機能（パラメータ展開などと呼ばれる）を使う。
     • bashのmanページや、例えばここにある解説も参考にするといい。
     • 変数の値を参照する（省略なしの）記法 ${}を拡張した機能を使う。

  • ${}の中は前述のsedを使う方法に似ている（/ で区切ること）が、

    ブレースの中なので最後の（変更後の文字列の右側の）/ は不要。

    for i in *.txt ; do mv $i ${i/[.]txt/} done

  • パラメータ展開の別の用法として% を使うこともできる。上記の（.txt を取り除く）パラメータは ${i%.txt} とも書ける。

• 12回の９ 練習課題について

  • 別ページで解説します。

ちょっと予定変更

今日は Unix/Linux マニュアルの構成について話しました。 これ以降の内容は次回（最終回）あらためて扱いますが、資料は読んでおいて下さい。

第14回課題

1. 上記の練習については、各自で読んで、また試しておいて下さい。
2. システムコールについて調べてみてください（マニュアルのセクション２はどうすれば入手できるかについても調べてみてください）。 具体的にどんなAPIがあるか、気がついたことなどをご報告ください。
3. 今回は、Unixのインパクト、OSの起動といった話題での話（大筋は下記にまとめてある）が中心であった。今日の話について、気づいたこと、不明だったこと、感想など、感じるところがありましたらご報告ください。

OSの起動について学ぶ(1)

=> 以下は次回あらためて

本章の狙い

• 実はこれまでに扱ってきたUnix/Linuxのコマンドや、 スクリプト作成技術は、VirtualBox上で動作させる以外の もっと手軽な方法でも実習が行える。
  • Windows上でBashおよびUnix系コマンド群が使える環境として、右図のようなソフトウェアがあり、
  • Chocolatey パッケージマネージャでもインストール可能。 （なのでこういった環境も使ってみて下さい）
• しかし本章のような起動プロセスにかかわる実習は、 （たとえ仮想マシン上であっても）１つのOSがまるごと入った環境を作らないと実施できない。
  • 本章を通じて、OSの本質に近い部分の理解も深めていただきたい。
  • なお、Unix/Linux系のOSは、大別すると下図のように、
    • システムの動作を司る中核部分（中、裏、のようにイメージしていい）と、
    • 画面表示（グラフィカルな表示）やユーザとの対話を司る部分（表、のようにイメージできるだろう）
    の２パートで構成されていると考えることができる。本章では主に裏（中核）部分の起動の 過程に注目する。

用語について

• コンピュータの電源投入直後の挙動を理解するための言葉として、 右図のような用語は知っておいて下さい。
  • 特に、BootStrap(元来の意味は長靴の紐）という概念は重要。
  • ブートストラップ問題
  • BootStrapというWeb用ライブラリがあるので、検索の時には干渉を避けるため「BootStrap -CSS」のような検索をするといい。
• なお、いま使われているWindowsパソコンの場合、
  • 基盤上にROMが配置されていて、
  • その中の特定の（回路により固定された）アドレスから、最初のプログラムが読み込まれて実行されることで起動がスタートする。
  • 詳しくは、たとえばこういうページを参照。

システムの起動

• 今日の着目しどころ：

  • シェルスクリプトの書き方として、これまでに学んできたコマンドや 　 構文が使われていることが見てとれるだろう。（例えば以下のような）

    if [ ... then ... fi

    for □□□ in ... do ... done

    

  • これまでに説明を端折った構文として case文（右図）がある。

    • 場合分けの構文として、後の言語にも影響を与えた記法
    • 詳細はbashのマニュアルを確認されたし

  • 右のような || を使った書き方は、条件付き実行の記法として 幅広く使われている

  • 着目すべき場所は：

    • Upstartの場合、.confファイルの後半に

      script ... end script

      という記述がある。ここがシェルスクリプトとして実行される

    • sysvinit で扱うファイルはすべてシェルスクリプト

    • Systemdではスクリプトでの起動はあまり使われていないようだ。

    • （上記のようにさまざまなディストリビューションでの傾向をまとめたが） antix ではほとんどの作業が sysvinit をベースに動いている （systemd-free を謳っているぐらいに徹底している）。 ので、sysvinit の動作を眺めてみる機会にしてください。

• 起動時に内部で何が起きているか、それをスクリプトを通じて観察しよう というのが今回の趣旨。
• 何が起きたかを（結果として）眺めるアプローチとして、ログを読む、 という以下のような方法もある。
  • /var/log/* を読む
  • dmesg コマンド

具体的な探検のストーリは別ページを参照

補足 Unixが与えた影響

1. OSの構造のモデル
   • （有名な話だが）Unixは、当時大きなプロジェクトとして（業界で）注目されていた Multic オペレーティングシステムに対するアンチテーゼ的な意味を込めて設計 されて実現されたもの。
   • そこに、１つの巨大なシステムではなく、小さなサブシステムが寄せ集められ 有機的に結合してシステムを作るという発想があった。
2. プログラミング技術への文化的影響
   • たとえば文字 ‘/’（スラッシュ）という文字は右図のような場面で使われるが、 そのうちの、パターンを表すための使い方（のイメージ）は、 Unixの初期のエディター ed
     • なお、ed は、TTY（一行表示するごとに紙が消費される） での使用を前提とした、ラインエディタなのでビジュアルな表示が一切ない。
     での、検索や置換のサブコマンドの使い方、が出発点となって、その後に継承されている。
3. インターネットの土台
   • Unix は、マルチプロセスで安定して動作するOSで無料（でも入手可）のものとして、 パソコンまたはそれに匹敵するクラスの安価なコンピュータで動作する 最初のOSだった。

• インターネットを形成する各拠点のコンピュータとしてUnixコンピュータ が使われることでインターネットが発展するための土台となった。

5. 技術のあり方についての道標
   • 科学技術やそれを応用する社会システムは、多くの場合、それ自体が肥大化しようという 内発的な原動力を持ってしまっている。
   • それに対する反省として、Unixの成立ちを参考にするという視点は 今後重要になってくるだろう。