Серверы могут реализовывать различные сервисы, например:
• предоставление доступа к базе данных или другому совместно используемому информационному ресурсу;
• предоставление доступа к удаленному файлу по сети;
• инкапсуляция какой-нибудь бизнес-логики;
• предоставление доступа к совместно используемым аппаратным ресурсам (например, к принтеру);
• обслуживание веб-страниц.
Инкапсуляция сервиса на отдельном сервере имеет смысл по нескольким причинам, в числе которых следующие.
• Рентабельность. Предоставление одного экземпляра ресурса (например, принтера), управляемого сервером, может быть проще предоставления того же самого ресурса локально каждому компьютеру.
Управление, координация и безопасность. При содержании ресурса (особенно информационного) в одном месте сервер может координировать доступ к ресурсу (например, так, чтобы два клиента не могли одновременно обновлять один и тот же блок информации) или обеспечить его безопасность таким образом, чтобы он был доступен только избранным клиентам.
Работа в разнородной среде. В сети различные клиенты и сервер могут быть запущены на различном оборудовании и на разных платформах операционных систем.
Приложения, работающие в реальном масштабе времени, должны своевременно откликаться на ввод. Зачастую такой ввод поступает от внешнего датчика или специализированного устройства ввода, и вывод принимает форму управления каким-нибудь внешним оборудованием. Примерами приложений, требующих реакции в реальном масштабе времени, могут служить автоматизированные сборочные линии, банкоматы, авиационные навигационные системы.
Хотя многие приложения реального масштаба времени требуют быстрых откликов на ввод, определяющим фактором является то, что ответ гарантированно должен быть предоставлен к конкретному конечному сроку после возникновения запускающего события.
Обеспечение быстроты реагирования в реальном масштабе времени, особенно когда важно сохранить короткое время отклика, требует поддержки от базовой операционной системы. Большинство операционных систем в силу присущих им особенностей не в состоянии предоставить такую поддержку, поскольку требования быстроты реагирования в реальном масштабе времени могут конфликтовать с требованиями, предъявляемыми к многопользовательским операционным системам с разделением времени. Традиционные реализации UNIX не являются операционными системами реального масштаба времени, хотя и были разработаны их версии с подобными характеристиками. Кроме того, были созданы варианты Linux, отвечающие требованиям, предъявляемым к системам реального масштаба времени, и самые новые ядра Linux разрабатываются так, чтобы полноценно поддерживать приложения реального масштаба времени.
В POSIX.1b определено несколько расширений к POSIX.1 для поддержки приложений реального масштаба времени. В их числе асинхронный ввод/вывод, совместно используемая память, отображаемые в памяти файлы, блокировка памяти, часы и таймеры реального масштаба времени, альтернативные политики диспетчеризации, сигналы, очереди сообщений и семафоры реального масштаба времени. Но даже притом, что большинство современных реализаций UNIX еще не могут называться системами реального масштаба времени, они поддерживают некоторые или даже все эти расширения. (По ходу повествования вам еще встретятся описания этих особенностей POSIX.1b, поддерживаемых Linux.)
Понятие реального времени используется в данной книге при обращении к концепции календарного или прошедшего времени, а понятие реального масштаба времени используется для обозначения операционной системы или приложения, предоставляющего тот тип реагирования в реальном масштабе времени, который рассмотрен в текущем разделе.
Как и в некоторых других реализациях UNIX, в Linux предоставляется файловая система /proc, состоящая из набора каталогов и файлов, смонтированных в каталоге /proc.
/proc — виртуальная файловая система, предоставляющая интерфейс структуре данных ядра в форме, похожей на файлы и каталоги файловой системы. Тем самым предоставляется простой механизм для просмотра и изменения различных системных атрибутов. Кроме того, набор каталогов с именами в форме /proc/PID, где PID является идентификатором процесса, позволяет нам просматривать информацию о каждом процессе, запущенном в системе.