Elmar Buschlinger / Frank Staab UNIX für Software-Entwickler

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1 Elmar Buschlinger / Frank Staab UNIX für Software-Entwickler

2 UNIX für Software-Entwickler Konzepte, Werkzeuge und Ideen Von Dipl.-Wi.-Ing. Elmar Buschlinger nova data Computersysteme AG, Karlsbad-Ittersbach und Prof. Dr. Frank Staab Berufsakademie Villingen-Schwenningen ES B. G. Teubner Stuttgart 1993

3 Elmar Buschlinger 1958 geboren in Esthal in der Pfalz. Studium des Wirtschaftsingenieurwesens an der Universität Fridericiana Karlsruhe (THI, 1984 Diplom-Wirtschaftsingenieur. Ab 1981 Systemanalytiker, Projektleiter und Berater bei der nova data Computersysteme AG, Karlsbad, mit Schwerpunkt bei dezentralen, verteilten Anwendungs- und Kommunikationslösungen. Seit 1986 Mitglied des Vorstandes bei der nova data Computersysteme AG. Prof. Dr. Frank Staab 1958 geboren in Freiburg im Breisgau. Studium des Wirtschaftsingenieurwesens, Fachrichtung Informatik/Operations Research an der Universität Fridericiana Karlsruhe (THI, 1986 Diplom-Wirtschaftsingenieur. Von 1986 bis 1990 tätig als Systemanalytiker und Softwareentwickler in der Industrie, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren der Universität Karlsruhe (THI sowie Lehrbeauftragter der Universität Karlsruhe Promotion bei W. Stucky. Seit 1990 Dozent und seit 1991 Professor für Informatik an der Berufsakademie Villingen-Schwenningen. Die nachstehenden Hardware- und Softwarebezeichnungen sind eingetragene Warenzeichen: Apple-Maclntosh, A/UX: Apple Computer GmbH; HP-UX: Hewlett-Packard Company; IBM-PC, AT, PS/2, PC-DOS, OS/2, AIX, VM/SP, CMS, MVS: IBM Corporation; Informix: Informix Software GmbH; Ingres: Ingres GmbH; Intel: Intel Corporation; MS-DOS, MS Windows, XENIX: Microsoft Corporation; MUNIX: PCS; Oracle: ORACLE GmbH; OSF/1: Open Software Foundation; SCO-UNIX: Santa Cruz Operation Ud.; SINIX: Siemens AG; SunOS, SOLARIS: SUN Microsystems; Ultrix: Digital Equipment; UNIX: AT&T. Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Buschlinger, Elmar: UNIX für Software-Entwickler : Konzepte, Werkzeuge und Ideen / von Elmar Buschlinger und Frank Staab. - Stuttgart : Teubner, 1993 ISBN ISBN (ebook) DOI / NE: Staab, Frank: Das Werk einschließlich aller seinerteile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Z u ~ t i des m m u n g Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt besonders für Vervielfältigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. B. G. Teubner Stuttgart 1993

4 Vorwort Es gibt kawn ein Betriebssystem. das wie UNIX über viele Jahre hinweg so kontrovers diskutiert worden ist. Gerade in den letzten Jahren hat es kontinuierlich an Marktbedeutung gewonnen, zunächst im wissenschaftlichen Umfeld, dann in der Anwendung durch Ingenieure im technischen Bereich und in den letzten Jahren auch in betriebswirtschaftlichen-kommerziellen Lösungen als tragendes Element moderner Client-Server-Architekturen. Man kann mit UNIX auf verschiedene Arten Software-Entwicklung betreiben. Neben den eingefleischten UNIX-Verfechtern haben auch viele professionelle Software-Entwickler erkannt, daß UNIX mehr als ein Betriebssystem ist und eine Entwicklungsphilosophie fördert, die zu einer sehr hohen Produktivität führt. Dazu ist es allerdings notwendig, UNIX richtig verstehen zu lernen. Das vorliegende Werk erläutert zunächst die dafür wesentlichen Konzepte, Leistungen und Funktionen von UNIX. Darauf aufbauend werden die Besonderheiten der Software-Entwicklung mit UNIX aus der Blickrichtung des Software Engineering und anband typischer AufgabensteIlungen aus der Praxis des Software-Entwicklers dargestellt. Das Buch wendet sich in erster Linie an Software-Entwickler, die mit UNIX effektiver arbeiten wollen und an Software-Projektleiter, die wichtige Hinweise und Ideen für Planung und Steuerung von UNIX-Projekten suchen. Führungskräfte und Berater aus dem Informatikbereich können ebenfalls eine Fülle von nützlichen Aspekten zwn Thema fmden. Kapitel 1 geht - neben einem kurzen Abriß der historischen Entwicklung von UNIX - auf die aktuelle Bedeutung von UNIX für die Softwareentwicklung ein. Kapitel 2 beschreibt die wichtigsten Konzepte von UNIX, deren Verständnis für den Umgang mit UNIX unerläßlich ist. Die Funktionen und Leistungen des Betriebssystems UNIX werden erläutert, insbesondere die im Rahmen der Software-Entwicklung wesentlichen Kommandos. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf Kapitel 3. Dieses Kapitel befaßt sich mit der Praxis der Software-Entwicklung unter UNIX. Die Bearbeitung typischer AufgabensteIlungen aus der Software-Entwicklung mit UNIX-Werkzeugen wird

5 6 gezeigt und mit Beispielen illustriert. Besondere Leistungen von UNIX werden anhand von Szenarios demonstriert. Das letzte Kapitel stellt eine übersichtliche Zusammenfassung der Ergebnisse - insbesondere der Vor- und Nachteile von UNIX im Rahmen der Software Entwicklung - und den Versuch einer abschließenden Wertung dar. Es kann, gewissermaßen als "Checkliste", dazu dienen, zu ermitteln, welche Softwareprojekte fur die Abwicklung unter UNIX geeignet und welche Voraussetzungen und Rahmenbedingungen hierbei zu beachten bzw. zu schaffen sind. Herrn Dr. H.-G. Stork danken wir für fruchtbare Diskussionen und wertvolle Hinweise, welche zur ersten Auflage dieses Buches führten. Herrn Prof. Dr. W. Stucky danken wir fur die Anregung zu dieser komplett überarbeiteten Neuauflage. Unser besonderer Dank gilt Miriam Peghini fur das sorgfaltige Redigieren des Manuskriptes und die dafur geopferte Zeit. Karlsbad und Villingen-Schwenningen, den Elmar Buschlinger Frank Staab

6 Inhaltsverzeichnis Vorwort... 5 Inhaltsverzeichnis Einleitung Warwn Softwareentwicklung unter UNIX Die Bedeutung von UNIX Charakteristik von UNIX als Betriebssystem Software-Entwicklung Die Praxis der Software-Entwicklung Historische Entwicklung von UNIX Anfange von UNIX Die Entwicklung von UNIX in den 70er Jahren Die Weiterentwicklung von UNIX und UNIX heute Standardisierungsgremien um UNIX Stellung von UNIX auf dem Computermarkt Rechnerkategorien und Leistungsdaten UNIX im Wettbewerb mit anderen Betriebssystemen UNIX Zur Philosophie von UNIX Der Aufbau von UNIX Konzepte und Leistungen von UNIX Dateien und Dateisystem Dateien Inhaltsverzeichnisse (Directories) Die Struktur des Dateisystems Spezielle Dateien ZugrifIsschutz Integrierbare Dateisysteme Implementation des Dateisystems... 44

7 8 Inhaltsverzeichnis Prozesse l. Prozesse versus Programme Entstehung von Prozessen Kommunikation zwischen Prozessen Prozesse des Betriebssystems Benutzer unter UNIX l. Anzahl und Typen von Benutzern Die Benutzerumgebung Die Shell l. Die Shell als Standard-Benutzerschnittstelle von UNIX Aufruf und Abarbeitung von Programmen Hintergrund-Verarbeitung Umleitung von Standard-Eingabe und Standard-Ausgabe Pipes und Filter Shell Variablen Kommandozeilen Die Shell als Programmiersprache Kontrollstrukturen Variablen in Shell-Prozeduren Daten in Shell-Prozeduren Shell-Kommandos fiir Shell-Prozeduren Gruppierung von Kommandos in Shell- Prozeduren Programmieren von Shell-Prozeduren Beispiel fiir eine Shell-Prozedur Die Kommandos l. Operationen im Dateisystem Analyse und Manipulation von Daten Überwachen und Steuern von Prozessen System-Abfragen Allgemeine Verwaltung und System Administration Software-Entwicklung Kommunikation Textbe- und -verarbeitung Sonstige Einige weitere Aspekte Die Programmiersprache C System-Aufrufe Programm-Bibliotheken Konfiguration von UNIX Dokumentation Sicherheit und Zuverlässigkeit Sicherheit... % Zuverlässigkeit

8 Inhaltsverzeichnis UNIX und Benutzerfreundlichkeit Grafische Benutzeroberflächen fiir UNIX und UNIX-Anwendungen Zusammenfassung: Stärken und Schwächen von UNIX Software-Entwicklung mit UNIX Werkzeuge für die Software-Entwicklung aus dem UNIX- Baukasten Das Editieren von Dateien Editoren unter UNIX Der Editor "vi" Weitere vi-befehle und Optionen: Das Auffmden von Textmustem mit grep, fgrep oder egrep Das Anwendungsgebiet von grep, fgrep, egrep Die Arbeitsweise von grep, egrep, fgrep Anwendungsbeispiele Einsatz in der Software-Entwicklung Verwaltung und Generierung von Programmen mit make Das Anwendungsgebiet von make Die Arbeitsweise von make "Makefiles" Anwendungsbeispiele Einsatz in der Software-Entwicklung Das Verwalten verschiedener Versionen mit dem Source Code Control System (SCCS) Das Anwendungsgebiet des SCCS Die Konzeption des SCCS Erzeugung und Verwaltung der Dokumente Die Verwendung vorhandener Versionen und die Erzeugung neuer Versionen SCCS-Kommandos Anwendungsbeispiel Einsatz in der Software-Entwicklung Die Analyse und Manipulation von Daten mit awk Das Anwendungsgebiet von awk Die Arbeitsweise von awk Bedingimgen in awk-prozeduren Variablen und Kontrollstrukturen Anwendungsbeispiele Einsatz in der Software-Entwicklung Zusammenfassung

9 10 Inhaltsverzeichnis 3.2. UNIX und Software Engineering Phasenkonzepte Grundtechniken Spezielle Methoden und Techniken Standards Projekt-Management Rapid Prototyping Folgerungen UNIX und typische AufgabensteIlungen aus der Praxis der Software-Entwicklung Ausarbeitung von Dokumenten Herstellung von Beziehungen zwischen Dokumenten Erhaltung der Konsistenz der Dokumentation Durchführung von Änderungen und Erweiterungen Lokalisierung und Behebung von Programm- Fehlern Portierung von Software Erweiterungen und Entwicklung von Zusätzen Konfigurierung der Entwicklungsumgebung Verwaltung von verschiedenen Versionen Produktion von Software-Produkten Kommunikation zwischen Software-Entwicklern Folgerungen (Zusammenfassung) Szenarios Szenario: Schaffung einer Entwicklungsumgebung Überblick Datenorganisation Werkzeuge Szenario: Rapid Prototyping Die Aufgabe Analyse und Grob-Entwurf Vorbereitung der Realisierung Realisierung Weitere Aspekte Zusammenfassung Zusammenfassung, Versuch einer Wertung und Ausblick Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse Versuch einer Wertung Bestimmungsfaktoren Software-Entwicklung unter UNIX Software-Entwicklung abgestimmt mit UNIX

10 Inhaltsverzeichnis Erweiterungen zu UNIX Schlußfolgerungen... '" Ausblick Appendix A: Anbieterverzeichnis Appendix B: Literaturverzeichnis Appendix C: UNIX-Glossar Index