승빈 Binnie Shin

승빈 Binnie Shin

GIST EECS + AI

Linux Basics 개념

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LINUX/UNIX

리눅스/유닉스는 multiuser based OS로 많은 유저들이 동시에 접근 가능한 운영체제이다.

둘은 매우 비슷한 운영체제이지만, 그 중에서 리눅스는 유닉스의 장점을 포함하는 운영체제로, 유닉스를 개인 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 하기 위해 개발되었다. 또한 리눅스는 다양한 배포판과 오픈소스가 있고, 무료로 이용이 가능하기 때문에 유닉스보다 더 큰 시장 점유율을 가지고 있다.

  • 장점 : multi-user 환경, 멀티태스킹, 확장성, 유연성 등
  • UNIX variants : MacOS, iOS, Darwin 등

UNIX Architecture

운영체제(OS) : 컴퓨터 하드웨어를 관리하고 프로그램을 실행하는 환경을 제공해주는 소프트웨어로, kernel과 컴퓨터에 다양한 기능들을 제공하는 소프트웨어를 모두 포함하는 개념

UNIX 운영체제 구조

  • kernel : 운영체제의 가장 핵심적인 부분으로, 하드웨어 시스템을 통제하는 역할
  • shell : 커널과 사용자를 연결해주는 인터페이스로, 사용자의 명령어를 해석해서 커널에 전달
  • applications : 여러 가지 응용 프로그램 및 프로그래밍 언어를 지원

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Logging in to UNIX system

UNIX는 로그인할 때 username, password 입력 받는데, 시스템은 사용자들에 대한 정보를 보관하는 /etc/passwd(패스워드) 파일을 열어서 해당 사용자 이름이 있는지 확인한다. 이를 통해 사용자들의 접근을 제한하고 보안을 유지한다.

ex. 학교 서버의 /etc/passwd 파일

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username:password:userid:groupid::homedirectory:shellprogram

  • User ID : 로그인한 유저를 나타내는 아이디(숫자)로, 시스템 관리자에 의해 등록된다. uid가 0인 경우, superuser(root 권한자)를 나타낸다.

  • Group ID : 로그인한 유저가 속한 그룹을 나타내는 아이디(숫자)로, 특정 파일 공유 및 접근이 가능하다.

    -> 유저와 그룹 아이디는 특정 파일에 대한 접근 권한을 확인하는데 사용된다 !


Pipes

프로세스가 나열되는 것, 어떤 프로세스의 표준 출력이 다른 프로세스의 표준 입력으로 들어가는 것을 말한다. 일종의 interprocess communication의 한 방법으로, 파이프를 통해 프로그램을 연속으로 수행 가능하다.

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ex. reverse.c : 파이프로 문자열을 거꾸로 출력하는 코드

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Redirection

프로세스 스트림의 방향을 지정해주는 역할

  • cmd > output : 명령어를 output으로 저장
  • cmd < input : 파일로 부터 입력 받기
  • cmd > > append : 명령어를 output 마지막에 추가

Files and Directories

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  • 루트 디렉토리를 중심으로 tree 구조로 구성

  • 모든 장치 및 디렉토리를 파일(=읽고 쓸 수 있는 것)로 취급

    Regular files(일반 파일), Directory files(디렉토리), Special file(I/O device 장치)

  • 기본적으로 제공되는 디렉토리
    • . : current directory (디렉토리 생성시 자동 포함)
    • .. : parent directory (디렉토리 생성시 자동 포함)
    • / : root directory
    • ~ : home directory

  • 디렉토리 경로 : 절대 경로, 상대 경로
    • absolute path : 루트 디렉토리(/) 기준 →ex. /home/binnie/a.txt
    • relative path : 현재 디렉토리(.) 기준 →ex. usr/bin/xv

  • 디렉토리 파일 목록 보기 : ls -la

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    type+permission / links / owner / group / filesize / date / time


ex. simple-ls.c : ls 명령어를 구현한 코드

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ex. listing files in ascending order : ls를 오름차순으로 구현

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ex. simple-shell with multiple arguments

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Standard I/O

모든 UNIX 프로그램은 3가지의 표준 스트림과 표준 파일 디스크립터를 제공한다.

Standard Stream : 입출력 통로, 리눅스 프로그램을 실행하면 3개의 표준 스트림이 자동으로 열린다.

  • Standard Input (stdin, file descriptor 0) : 터미널에서 받아오는 입력
  • Standard output (stdout, file descriptor 1) : 정상적인 실행 결과를 터미널에 출력
  • Standard error (stderr, file descriptor 2) : 비정상 종료시 터미널로 반환


File Descriptors : 프로세스가 특정 파일에 접근할 때, 파일을 분류하기 위해 제공되는 고유 숫자

  • unbuffered I/O : buffer 지정 필요한 입출력 함수
    open(2), read(2), write(2), lseek(2), close(2)
  • buffered I/O : buffer 따로 지정 없이 사용 가능한 입출력 함수
    getc(2), putc(2), fopen(2), fread(2), fwrite(2)


ex. cat.c : cat명령어를 구현한 코드
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UNIX Time Values

Process : 현재 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램, 프로그램이 메모리에 올라간 상태

Process time : 프로세스 관련한 시간 정보로, clock ticks(clock_t)에 의해 측정

-> clock time(총), user CPU time(user), system CPU time(kernel)


time ls : 명령어의 running time을 확인

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ps : 현재 돌아가는 process 확인
pstree : process tree 출력하는 명령어

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@Advanced Programming in the UNIX environment, Third edition 내용을 참고함


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