OS

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1 Operatig Systems OS のインタフェース

2 OS のインタフェース p Iterface= 界面 2 つのもの ( 層 ) の境界 それらの間で情報をやり取りする決まりごとや接続方法 p ユーザインタフェース ユーザが, コンピュータを使うときの操作方法 シェル ユーザインタフェース アプリケーションソフトウェア 基本ライブラリ p プログラミングインタフェース ソフトウェアがOSの機能を利用するときの方法関数ライブラリ, ファイル形式 プログラミングインタフェース カーネル ( 狭義の OS) ハードウェア 2

3 プログラミングインタフェース p API/ システムコール 各ソフトウェアがOSの機能を利用する ( 呼び出す ) ときの方法たとえばC 言語なら, 関数 ( メソッド ) や構造体 ( クラス ) の取り決め API = Applicatio Program Iterface (OS 以外にも使う用語 ) p 実行ファイル形式 実行可能なソフトウェアの内部形式 コンパイラは, ソースコードから OS に対応した実行ファイルを作る 例 ) Widows なら.EXE 形式,Liux なら ELF 形式など p その他の実行環境 プログラムを実行するときに,OS が提供するものすべて メモリの割り当て方法の決まりなど 3

4 API/ システムコール p API/ システムコールで提供される機能 プログラム ( プロセス ) の起動や終了ファイルのオープンやクローズ, データの読み書きフォルダ ( ディレクトリ ) の作成やファイル情報の管理画面表示, キーボード入力の取得, 音の再生プロセス間通信やネットワーク通信ウィンドウシステムの制御 セキュリティ ( ユーザ認証, データ暗号化など ) p API/ システムコールの例 Widows (Wi32) API,.NET Framework API,UWP API UNIX/POSIX システムコール,macOS Cocoa/Core 〇〇 Java API, Adroid API, etc... 4

5 API を調べてみよう p Widows (Wi32) API Widows の伝統的な ( 古い )API p UNIX (POSIX) システムコール UNIX 系 OS の標準規格 (Liux も準拠 ) 例 ) (Liux の内部形式で, 先頭に sys_ がついている ) p µitron API 日本で作られた組み込み OS の規格 uitron4.0.pdf - HOS のサンプルを見てみよう 5

6 ユーザインタフェース p グラフィカルユーザインタフェース (GUI) ウィンドウシステムによるインタフェースなど p WIMP: Widow + Ico + Meu + Poiter 情報を表す画面上の絵や図を, マウスやタッチなどで操作する現実世界をモデルにした 直感的 な初心者向けのインタフェースソフトウェアの作成には手間がかかる macos,widows, スマホ, カーナビ等 p コマンド言語インタフェース 文字による対話文法に従ったコマンド ( 命令 ) を, キーボードから打ち込むプログラミング言語に近いプロ向けのインタフェース UNIXのシェル : sh, csh, ksh, bash... Widowsの コマンドプロンプト (cmd.exe) 起動してみよう 6

7 シェル p シェル オペレーティングシステムの 殻 (shell) Kerel( 核 ) OSへのユーザインタフェースを提供する ユーザの認証, プログラムの起動, ファイルの操作など p コマンドシェル コマンド言語によるCUI( 文字だけのユーザインタフェース ) 旧来の大型機,UNIX Widows コマンドプロンプト / UNIX 仮想端末 (termial) p グラフィカルシェル ウィンドウシステムによるGUI( グラフィカルユーザインタフェース ) PC( 個人用コンピュータ ) Widows Explorer / macos Fider 7

8 実習 Widows のコマンドシェル p Widows のコマンドプロンプト 田メニュー Widows システムツール コマンドプロンプト p プロンプト (prompt) 文字だけの黒い画面に入力を求める合図 ( プロンプト ) が表示されるこれに続けてキーボードから命令 ( コマンド ) を入力できるデフォルトではカレントディレクトリ ( 操作対象のフォルダ ) を表示 例 ) C: Users ユーザ名 > p コマンドの例 下記のそれぞれのコマンドを入力し [Eter] キーを押してみよう dir,cls,cd,tree 内部コマンドの一覧は, help more で見ることができる 8

9 シェルの文法 p 基本文法 コマンド名引数 1 引数 2 引数 3... コマンド名や引数にスペースが含まれている場合は "" で囲む p 使用できるコマンド シェルに内蔵されているコマンド (dir, cd など ) 記憶装置 ( ストレージ ) にあるプログラムファイル (*.exe) なら何でも例 ) calc [ENTER] と入力してみよ p オプション引数 コマンドの追加機能を指定する引数の一種通例,UNIXでは -,Widowsでは / ( または - ) で始まる 例 ) dir /? 9

10 コマンドの実行 p コマンドを実行してみて 動作から意味を推測する dir dir dir " Program Files" /p taskmgr start C: p GUI( エクスプローラ ) との比較 p コマンド紹介 copy ファイル名 1 ファイル名 2 re 旧ファイル名 新ファイル名 (reameの略) move ファイル名 移動先ファイル名 10

11 ワイルドカード p ワイルドカード どんな文字にも当てはまる文字 のことをいう p 元の意味は, トランプゲームの万能カード ( たいてい ジョーカー ) p ( 注意 ) 正規表現 とは別のものシェルではファイル名の指定のときに使える p? 任意の 1 文字に適合する 例 ) dir a?.c p * 何にでも ( 任意の個数の任意の文字 ) に適合する 例 ) dir *.txt 11

12 リダイレクト p リダイレクト コマンドの入出力を, コンソール ( キーボードや画面 ) から, ユーザが指定したファイルに変えられる機能 p 出力リダイレクト プログラムの出力結果をファイルに保存するのに用いる >: コマンドの ( 画面 ) 出力を, ファイルに書き込む >>: 上と同じだが, ファイルの最後に追記する例 ) dir Widows > wi.txt p 入力リダイレクト <: ファイルの内容を, コマンドへのキーボード入力とみなす 例 ) more < wi.txt 12

13 パイプライン p パイプライン ( パイプ ) コマンドの出力を, 別のコマンドの入力にできる機能 2 つのコマンドを起動して, 両者を パイプ で連結し, 前のコマンドの結果を, 後ろのコマンドへ流し込むイメージ p 形式 コマンド名引数... コマンド名引数... 例 ) dir Widows more 例 ) dir Widows fid "dll" p フィルタ 入力をパイプで受け取るように設計されたコマンドのこと more, sort, (Widows の ) fid, (UNIX の )grep など 13

14 シェルスクリプト p コマンド処理の自動化 コマンドによる一連の手順をテキストファイルに保存しておくと プログラムとして実行できる よく使う手順の自動化 Widowsの場合 : 拡張子を.cmd か.bat にする UNIX 系の場合 : ファイルをchmodコマンドで実行可能に設定する p Widows の例 下記の内容で ow.cmd という名前のテキストファイルを作成 echo off echo 現在の日付と時刻 date /T time /T プロンプトで, ow と入力すると実行される 14

15 環境変数 p 環境変数 OSが用意している 変数 =ユーザ向けの設定を保存しておけるコントロールパネル システム 詳細設定 環境変数 p 環境変数 Path( 実行パス ) コマンドラインで外部コマンド ( プログラム ) を探す場所 Widows の場合, 環境変数 PATHEXT で実行可能なプログラムの拡張子が指定されている p ディレクトリ ( フォルダ ) とパス (Path) ファイルの位置を示す ( 日本では \ の代わりに を使うことが多い ) Widows の例 C: Users taro Documets 文書 1.doc UNIX/Liux の例 /usr/local/bi/bash 15

16 参考 Widows 用のツール p p p p Widows PowerShell コマンドプロンプトよりも強力なコマンドシェル Cygwi WidowsでUNIXの高機能なシェルやコマンドが使えるようになる Sysiterals ウィンドウのシステム状態を調査するツール集 API Moitor / StraceNT ソフトのWidows API 呼び出しを追跡表示する H=Strace.htm 16