русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Работа с потоками ввода, вывода и ошибок в Linux

Любая программа - это "автомат", предназначенный для обработки данных: получая на входе одну информацию, она в результате работы выдает другую. Хотя входящая и/или выходящая информация может быть и нулевой, т. е. попросту отсутствовать. Те данные, которые передаются программе для обработки - это ее ввод, то, что она выдает в результате работы - вывод. Организация ввода и вывода для каждой программы - это задача операционной системы.

Каждая программа работает с данными определенного типа: текстовыми, графическими, звуковыми и т. п. Как, наверное, уже стало понятно, основной интерфейс управления системой в Linux - это терминал, который предназначен для передачи текстовой информации от пользователя системе и обратно. Поскольку ввести с терминала и вывести на терминал можно только текстовую информацию, то ввод и вывод программ, связанных с терминалом, тоже должен быть текстовым. Однако необходимость оперировать с текстовыми данными не ограничивает возможности управления системой, а, наоборот, расширяет их. Человек может прочитать вывод любой программы и разобраться, что происходит в системе, а разные программы оказываются совместимыми между собой, поскольку используют один и тот же вид представления данных - текстовый.

Команды и сценарии могут получать входные данные двумя способами: из стандартного входного потока (связан с клавиатурой) или из файла. Аналогичное разделение существует и при выводе данных: результаты работы команды или сценария по умолчанию направляются на экран терминала, но можно перенаправить их в файл. Если в процессе работы возникают ошибки. сообщения о них гоже отображаются на экране, поток ошибок также можно перенаправить в файл.

Рассмотрим сначала пару команд, с помощью которых можно организовать ввод/вывод.

 

 

Команды вывода на стандартное устройство вывода

Linux предоставляет несколько команд для вывода сообщений в стандартный поток вывода:

  • echo - Вывести строку в стандартный поток вывода.
  • printf - Вывести форматированный текст в стандартный поток вывода.
  • yes - Выводить повторяющийся текст в стандартный поток вывода.
  • seq - Вывести последовательность чисел в стандартный поток вывода
  • clear Очистить экран или окно.

Например, при использовании команды echo если указать управляющий символ \с, то по завершении вывода не будет осуществлен переход в новую строку:

$ echo "Как вас зовут?\c"

Как вас зовут?$

Здесь $ – символ приглашения.

В строке также можно вычислять значения переменных интерпретатора shell и даже других команд. Например, следующая команда сообщает о том, каков начальный каталог текущего пользователя (переменная среды $HOME) и к какому терминалу он подключен (команда tty заключена в обратные кавычки, чтобы интерпретатор поместил в строку результат ее выполнения).

$ echo "Ваш начальный каталог - $HOME, вы подключены к терминалу - `tty` "

Ваш начальный каталог - /home/knoppix, вы подключены к терминалу - /dev/tty1

Так как двойные кавычки в интерпретаторе shell имеют специальное назначение, то для того чтобы в выводимую строку включить двойные кавычки нужно отменить их специальное назначение с помощью обратной косой черты (\). Так отменяется назначение любого специального символа.

Например, чтобы вывести строку “/dev/tty1” необходимо выполнить:

$echo “\”/dev/tty1\””

 

Команды ввода из стандартного устройства ввода

Команда read читает одну строку из стандартного входного потока и записывает ее содержимое в указанные переменные. При указании нескольких переменных в первую из них записывается первое слово, во вторую – второе и т.д. в последнюю – остаток строки.

Следующий сценарий вызывает отдельную команду read для чтения каждой переменной.


$ cat test
#!/bin/bash
echo “Имя: \с”
read name
echo “Фамилия: \c”
read surname
echo “Имя=” $name “Фамилия=” $surname

Тогда для выполнения этого сценария необходимо файлу test дать право выполнения: chmod 0755 test и запустить его ./test.
Результат выполнения:
Имя: Иван
Фамилия: Петров
Имя=Иван Фамилия=Петров

 

СТАНДАРТНЫЕ ПОТОКИ ВВОДА, ВЫВОДА И ОШИБОК

Каждая запущенная из командного интерпретатора программа получает три открытых потока ввода/вывода:

- стандартный ввод (sldin)
- стандартный вывод( sldout)
- стандартный вывод ошибок (stderr)

По умолчанию эти потоки ассоциированы с терминалом. Т.е. любая программа, не использующая потоки, кроме стандартных, будет ожидать ввода с клавиатуры терминала, весь вывод этой программы, включая сообщения об ошибках, будет происходить на экран терминала.

При этом с каждым процессом (командой, сценарием и т.п.), выполняемым в интерпретаторе shell, связан рад открытых файлов, из которых процесс может читать свои данные: и в которые он может записывать их. Каждый из этих файлов идентифицируется числом, называемым дескриптором файла, но первые три файла являются потоками ввода/вывода по умолчанию:


Файл Дескриптор
Стандартный поток ввода 0
Стандартный поток вывода 1
Стандартный поток ошибок 2

В действительности создается 12 открытых файлов, но файлы с дескрипторами 0, 1 и 2 резервируются для стандартных потоков ввода, вывода и ошибок. Пользователи могут также работать с файлами, имеющими дескрипторы от 3 до 9 (зарезервированы).

Файл стандартного потока ввода (sldin) имеет дескриптор 0. Из этого файла процессы извлекают свои входные данные. По умолчанию входной поток ассоциирован с клавиатурой (устройство /dev/tty), но чаше всего он поступает по каналу от других процессов или из обычного файла.

Файл стандартного потока вывода (stdout) имеет дескриптор 1. В этот файл записываются все выходные данные процесса. По умолчанию данные выводятся на экран терминала (устройство/dev/tty), но их можно также перенаправить в файл или послать по каналу другому процессу.

Файл стандартного потока ошибок (siderr) имеет дескриптор 2. В этот файл записываются сообщения об ошибках, возникающих в ходе выполнения команды. По умолчанию сообщения об ошибках выводятся на экран терминала (устройство /dev/tty), но их также можно перенаправить в файл. Зачем же для регистрации ошибок выделять специальный файл? Дело в том, что это очень удобный способ выделения из результатов работы команды собственно выходных данных, а также хорошая возможность эффективно организовать ведение различного рода журнальных файлов.

Большое число утилит используют только стандартные потоки. Для таких программ оболочка позволяет независимо перенаправлять потоки ввода/вывода. Например, можно подавить вывод сообщений об ошибках, установить ввод или вывод из файла.

Т.е. при вызове команд можно указывать, откуда следует принимать входные данные и куда необходимо направлять выходные данные, а также сообщения об ошибках. По умолчанию, если не указано иное, подразумевается работа с терминалом: данные вводятся с клавиатуры и выводятся на экран. Но интерпретатор shell располагает механизмом переадресации, позволяющим ассоциировать стандартные потоки с различными файлами. При этом во время перенаправления стандартного потока ошибок следует указывать дескриптор файла (2). Для потоков ввода и вывода делать это не обязательно.

Полезный частный случай использования механизма перенаправления потоков - перенаправление в /dev/null, что позволяет избавиться от ненужных сообщений на экран. С помощью того же механизма можно создавать пустые файлы:

% cat < /dev/null > myfile - создаст в текущей директории пустой файл myfile.

/dev/null — специальный файл, представляющий собой т. н. «пустое устройство». Запись в него происходит успешно, независимо от объёма «записанной» информации. Чтение из /dev/null эквивалентно считыванию конца файла EOF.

Перенаправление потоков ввода-вывода осуществляется, подобно DOS (Точнее, синтаксис перенаправления потоков ОС DOS восприняла от UNIX) с помощью символов:

  


> - перенаправление стандартного потока вывода
>> - перенаправление стандартного потока вывода в режиме дозаписи
< - перенаправление стандартного потока ввода
<< - получение данные из стандартного потока ввода до тех пор, пока не встретится разделитель

Однако, в отличие от DOS при создании программного канала между двумя процессами ОС UNIX/Linux запускает оба процесса одновременно и осуществляет передачу информации через системный буфер (без промежуточной записи на жесткий диск). Таким образом, программные каналы в ОС UNIX/Linux являются весьма эффективным способом обмена. В случае переполнения системного буфера (например если ``передающая'' программа выдает информацию в канал быстрее чем ее может обработать ``принимающая'' программа) ОС автоматически приостанавливает тот процесс, который осуществляет запись в канал до освобождения буфера.

 

Наиболее распространенные операторы переадресации


№п/п Синтаксис Описание
1 команда > файл Направляет стандартный поток вывода в новый файл

2 команда 1> файл Направляет стандартный поток вывода в указанный файл

3 команда >> файл Направляет стандартный поток вывода в указанный файл (режим присоединения)

4 команда > файл 2>&1 Направляет стандартные потоки вывода и ошибок в указанный файл

5 команда 2> файл Направляет стандартный поток ошибок в указанный файл

6 команда 2>> файл Направляет стандартный поток ошибок в указанный файл (режим присоединения)

7 команда >> файл 2>&1 Направляет стандартные потоки вывода и ошибок в указанный файл (режим присоединения)

8 команда < файл1 > файл2 Получает входные данные из первого файла и направляет выходные данные во второй файл

9 команда < файл в качестве стандартного входного потока получает данные из указанного файла

10 команда << разделитель Получает данные из стандартного потока ввода до тех пор, пока не встретится разделитель

11 команда <&m В качестве стандартного входного потока получает дан­ные из файла с дескриптором m

12 команда >&m Направляет стандартный поток вывода в файл с дескриптором m

Оператор n>&m позволяет перенаправить файл с дескриптором n туда, куда направлен файл с дескриптором m. Подобных операторов в командной строке может быть несколько, в этом случае они вычисляются слева направо.

 

Команда exec и применение дескрипторов файлов

Команда exec заменяет текущий интерпретатор shell указанной командой. Обычно она используется для того, чтобы закрыть текущий интерпретатор и запустить другой. Но у нее есть и другое применение.

Например, команда вида


exec < файл делает указанный файл стандартным входным потоком всех команд. Выполнять ее в
интерактивном режиме нет смысла — она предназначена для использования в сценариях,
чтобы все идущие после нее команды читали свои входные данные из файла. В этом случае
в конце сценария обязательно должна стоять команда

exec <&– которая закрывает стандартный входной поток (в данном случае файл). Подобный прием применяется
преимущественно в сценариях, выполняющихся при выходе из системы.

Команда exec < файл не только назначает файл стандартным входным потоком всех команд сценария, но и перезаписывает
указатель на файл с дескриптором 0 (stdin). Восстановить этот указатель можно будет только по завершении работы сценария.
Если же в сценарии предполагается продолжить чтение данных с клавиатуры, то необходимо сохранить
указатель на прежний входной поток. Ниже приведен небольшой сценарий, в котором демонстрируется, как это сделать.

$ cat f_desc
#!/bin/bash
exec 3<&0 0<file
read linel
read line2
exec 0<&3
echo $1inel
echo $line2

Первая команда exec сохраняет указатель на стандартный входной поток (stdin) в файле с дескриптором 3
(допускается любое целое число в диапазоне от 3 до 9), а затем открывает файл file для чтения. Следующие две команды read
читают из файла две строки текста. Вторая команда exec восстанавливает указатель на стандартный входной поток: теперь
он связан с файлом stdin, а не file. Завершающие команды echo отображают на экране содержимое прочитанных строк,
которые были сохранены в переменных linel и Iine2.

Результат работы сценария:
$ ./ f_desc
Привет!
Пока!

Синтаксис команд см. в Избранные команды и свойства Unix. или в консоли с помощью man.

Просмотров: 16020

Вернуться в оглавление:ОС Linux




Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.