Einführung in Linux/UNIX -- Sonderausgabe für Leseprogramme
Wulf Alex, 2008, Karlsruhe

Copyright 2000--2008 by Wulf Alex, Karlsruhe
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version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sec-
tions, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of the license
is included in the section entitled GNU Free Documentation License on page
344.
Ausgabedatum: 18. November 2008.
Email: alex-weingarten@t-online.de
Dies ist ein Skriptum. Es ist unvollständig und enthält Fehler.
Geschützte Namen wie UNIX oder PostScript sind nicht gekennzeichnet.
Geschrieben mit dem Texteditor vi, formatiert mit LaTeX unter Debian
GNU/Linux.
Die Skripten liegen unter folgenden URLs zum Herunterladen bereit:
http://www.alex-weingarten.de/skripten/
http://www.abklex.de/skripten/
Besuchen Sie auch die Seiten zu meinen Büchern:
http://www.alex-weingarten.de/debian/
http://www.abklex.de/debian/
Von dem Skriptum gibt es neben der Normalausgabe eine Ausgabe in kleine-
rer Schrift (9 Punkte), in großer Schrift (14 Punkte) sowie eine Textausgabe
für Leseprogramme (Screenreader).

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Vorwort
Die Skripten richten sich an Leser mit wenigen Vorkenntnissen in der Elek-
tronischen Datenverarbeitung; sie sollen -- wie Fritz Reuters Urgeschicht von
Meckelnborg -- ok för Schaulkinner tau bruken sin. Für die wissenschaftliche
Welt zitiere ich aus dem Vorwort zu einem Buch des Mathematikers Richard
Courant: Das Buch wendet sich an einen weiten Kreis: an Schüler und Lehrer,
an Anfänger und Gelehrte, an Philosophen und Ingenieure. Das Lernziel ist
eine Vertrautheit mit Betriebssystemen der Gattung UNIX einschließlich Li-
nux, der Programmiersprache C/C++ und dem weltumspannenden Internet,
die so weit reicht, dass der Leser mit der Praxis beginnen und sich selbständig
weiterbilden kann. Ausgelernt hat man nie.
Zusammen bildeten die Skripten die Grundlage für das Buch UNIX. C
und Internet, im Jahr 1999 in zweiter Auflage im Springer-Verlag erschienen
(ISBN 3-540-65429-1). Das Buch ist vergriffen und wird auch nicht weiter
gepflegt, da ich mich auf Debian GNU/Linux konzentriere. Meine Debian-
Bücher (ISBN 3-540-43267-1 und 3-540-23786-0) sind ebenfalls bei Springer
erschienen, aber nicht im Netz veröffentlicht. Die Skripten dagegen bleiben
weiterhin im Netz verfügbar und werden bei Gelegenheit immer wieder über-
arbeitet.
Warum ein Linux/UNIX? Die Betriebssysteme der Gattung UNIX laufen
auf einer Vielzahl von Computertypen. Unter den verbreiteten Betriebssys-
temen sind sie die ältesten und ausgereift. Die UNIXe haben sich lange oh-
ne kommerzielle Einflüsse entwickelt und tun das teilweise heute noch, sie-
he Linux, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD und andere. Programmierer, nicht
das Marketing, haben die Ziele gesetzt. Die UNIXe haben von Anfang an ge-
mischte Hardware und die Zusammenarbeit mehrerer Benutzer unterstützt.
In Verbindung mit dem X Window System, einem netzfähigen Fenstersystem,
sind die UNIXe unter den Betriebssystemen mittlerer Größe die leistungs-
fähigsten. Linux/UNIX-Rechner waren von Anbeginn im Internet dabei und
haben seine Entwicklung bestimmt.
Warum C/C++? Die universelle Programmiersprache C mit ihrer mäch-
tigen Erweiterung C++ ist -- im Vergleich zu BASIC etwa -- ziemlich ein-
heitlich. Der Anfang ist leicht, an die Grenzen stoßen wenige Benutzer. Das
Zusammenspiel zwischen C/C++-Programmen und Linux/UNIX funktioniert
reibungslos.
Warum das Internet? Das Internet ist das größte Computernetz dieser
Erde, ein Zusammenschluss vieler regionaler Netze. Ursprünglich auf Hoch-
schulen und Behörden beschränkt, sind mittlerweile auch Industrie, Handel
und Privatpersonen beteiligt. Unser berufliches Leben und zunehmend un-
ser privates Dasein werden vom Internet berührt. Eine Email-Anschrift ist
so wichtig geworden wie ein Telefonanschluss. Als Informationsquelle ist das
Netz unentbehrlich.
Bei der Stoffauswahl habe ich mich von meiner Arbeit als Benutzer, Ver-

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walter und Programmierer leiten lassen. Besonderer Wert wird auf die Er-
läuterung der zahlreichen Fachbegriffe gelegt, die dem Anfänger das Leben
erschweren. Die typische Frage, vor der auch ich immer wieder stehe, lautet:
Was ist XYZ und wozu kann man es gebrauchen? Hinsichtlich vieler Ein-
zelheiten verweise ich auf die Referenz-Handbücher zu den Rechenanlagen
und Programmiersprachen oder auf Monografien, um den Text nicht über die
Maßen aufzublähen; er ist ein Kompromiss aus Breite und Tiefe. Alles über
UNIX, C und das Internet ist kein Buch, sondern ein Bücherschrank.
An einigen Stellen gehe ich außer auf das Wie auch auf das Warum ein.
Von Zeit zu Zeit sollte man den Blick weg von den Wellen auf das Meer rich-
ten, sonst erwirbt man nur kurzlebiges Wissen.
Man kann den Gebrauch eines Betriebssystems, einer Programmierspra-
che oder der Netzdienste nicht allein aus Büchern erlernen -- das ist wie beim
Klavierspielen oder Kuchenbacken. Die Beispiele und Übungen wurden auf
einer Hewlett-Packard 9000/712 unter HP-UX 10.20 und einem PC der Mar-
ke Weingartener Katzenberg Auslese unter Debian GNU/Linux entwickelt.
Als Shell wurden Bourne-Abkömmlinge bevorzugt, als Compiler wurde neben
dem von Hewlett-Packard der GNU gcc verwendet. Die vollständigen Quellen
der Beispiele stehen im Netz.
Dem Text liegen eigene Erfahrungen aus fünf Jahrzehnten zugrunde. Sei-
ne Wurzeln gehen zurück auf eine Erste Hilfe für Benutzer der Hewlett-
Packard 9000 Modell 550 unter HP-UX, im Jahr 1986 aus zwanzig Akten-
ordnern destilliert, die die Maschine begleiteten. Gegenwärtig verschiebt sich
der Schwerpunkt in Richtung Debian GNU/Linux. Ich habe auch fremde Hil-
fe beansprucht und danke Kollegen in den Universitäten Karlsruhe und Lyon
sowie Mitarbeitern der Firmen IBM und Hewlett-Packard für schriftliche Un-
terlagen und mündlichen Rat sowie zahlreichen Studenten für Anregungen
und Diskussionen. Darüber hinaus habe ich fleißig das Internet angezapft
und viele dort umlaufende Guides, Primers, HOWTOs, Tutorials und Samm-
lungen von Frequently Asked Questions (FAQs) verwendet.
Die Ausgabe für Leseprogramme blinder Leser wurde aus der dvi-Datei
mittels des Werkzeugs catdvi erzeugt. Für Verbesserungsvorschläge bin ich
dankbar.
Weingarten (Baden), 15. Februar 2006 Wulf Alex

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Übersicht
1 Über den Umgang mit Computern 16
2 Linux/UNIX 33
A Zahlensysteme 295
B Zeichensätze und Sondertasten 301
C Papier- und Schriftgrößen 320
D Farben 322
E Die wichtigsten Linux/UNIX-Kommandos 324
F Besondere Linux/UNIX-Kommandos 329
G Zugriffsrechte (ls -l) 332
H Linux/UNIX-Signale 334
I Karlsruher Test 336
J GNU Lizenzen 344

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Inhalt
1 Über den Umgang mit Computern 16
1.1 Was macht ein Computer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2 Woraus besteht ein Rechner? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3 Was muss man wissen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4 Wie läuft eine Sitzung ab? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.5 Wo schlägt man nach? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.6 Warum verwendet man Computer (nicht)? . . . . . . . . . . . 29
1.7 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.8 Memo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.9 Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2 Linux/UNIX 33
2.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1.1 Wozu braucht man ein Betriebssystem? . . . . . . . . . . 33
2.1.2 Verwaltung der Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1.3 Verwaltung der Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.4 Einteilung der Betriebssysteme . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.1.5 Laden des Betriebssystems . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 Das Besondere an UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.1 Die präunicische Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.2 Entstehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.3 Vor- und Nachteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2.4 UNIX-Philosophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.2.5 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2.6 GNU is not UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3 Daten in Bewegung: Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.1 Was ist ein Prozess? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.2 Prozesserzeugung (exec, fork) . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.3.3 Selbständige Prozesse (nohup) . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.3.4 Priorität (nice) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3.5 Dämonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3.5.1 Was ist ein Dämon? . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.3.5.2 Dämon mit Uhr (cron) . . . . . . . . . . . . . . 56
2.3.5.3 Line Printer Scheduler (lpsched) . . . . . . . . 57
2.3.5.4 Internet-Dämon (inetd) . . . . . . . . . . . . . 57
2.3.5.5 Mail-Dämon (sendmail) . . . . . . . . . . . . . 57
2.3.6 Interprozess-Kommunikation (IPC) . . . . . . . . . . . . . 58
2.3.6.1 IPC mittels Dateien . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.3.6.2 Pipes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.3.6.3 Named Pipe (FIFO) . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.3.6.4 Signale (kill, trap) . . . . . . . . . . . . . . . . 59

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2.3.6.5 Nachrichtenschlangen . . . . . . . . . . . . . . 61
2.3.6.6 Semaphore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.3.6.7 Gemeinsamer Speicher . . . . . . . . . . . . . . 61
2.3.6.8 Sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.3.6.9 Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.3.7 Begriffe Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.3.8 Memo Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.3.9 Übung Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.3.10 Fragen Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.4 Daten in Ruhe: Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.4.1 Dateiarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.4.2 Datei-System -- Sicht von unten . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.4.3 Datei-System -- Sicht von oben . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.4 Netz-Datei-Systeme (NFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.4.5 Zugriffsrechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.6 Set-User-ID-Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.7 Zeitstempel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.4.8 Inodes und Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.4.9 stdin, stdout, stderr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.4.10 Schreiben und Lesen von Dateien . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.11 Archivierer (tar, gtar) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.12 Packer (compress, gzip) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.4.13 Weitere Kommandos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.4.14 Begriffe Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.4.15 Memo Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.4.16 Übung Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.4.17 Fragen Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.5 Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.5.1 Gesprächspartner im Dialog . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.5.1.1 Kommandointerpreter . . . . . . . . . . . . . . 99
2.5.1.2 Umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.5.1.3 Umlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.5.2 Shellskripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.5.3 Noch eine Skriptsprache: Perl . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.5.4 Begriffe Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.5.5 Memo Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.5.6 Übung Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.5.7 Fragen Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
2.6 Benutzeroberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.6.1 Lokale Benutzeroberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.6.1.1 Kommandozeile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.6.1.2 Menüs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
2.6.1.3 Zeichen-Fenster, curses . . . . . . . . . . . . . 131
2.6.1.4 Grafische Fenster . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2.6.1.5 Multimediale Oberflächen . . . . . . . . . . . . 132
2.6.1.6 Software für Behinderte . . . . . . . . . . . . . 133
2.6.2 X Window System (X11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Seite 8
2.6.2.1 Zweck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2.6.2.2 OSF/Motif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
2.6.3 Begriffe Oberflächen, X Window System . . . . . . . . . . 139
2.6.4 Memo Oberflächen, X Window System . . . . . . . . . . . 139
2.6.5 Übung Oberflächen, X Window System . . . . . . . . . . . 140
2.6.6 Fragen Oberflächen, X Window System . . . . . . . . . . 141
2.7 Writer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.7.1 Zeichensätze und Fonts (oder die Umlaut-Frage) . . . . . 142
2.7.1.1 Zeichensätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.7.1.2 Fonts, Orientierung . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.7.2 Reguläre Ausdrücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
2.7.3 Editoren (ed, ex, vi, elvis, vim) . . . . . . . . . . . . . . . . 152
2.7.4 Universalgenie (emacs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
2.7.4.1 Einrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
2.7.4.2 Benutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.7.5 Einfachst: pico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.7.6 Joe's Own Editor (joe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.7.7 Der Nirwana-Editor (nedit) . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
2.7.8 Binär-Editoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
2.7.9 Stream-Editor (sed) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
2.7.10 Listenbearbeitung (awk) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
2.7.11 Verschlüsseln (crypt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.7.11.1 Aufgaben der Verschlüsselung . . . . . . . . . 164
2.7.11.2 Symmetrische Verfahren . . . . . . . . . . . . . 165
2.7.11.3 Unsymmetrische Verfahren . . . . . . . . . . . 166
2.7.11.4 Angriffe (Kryptanalyse) . . . . . . . . . . . . . 168
2.7.12 Formatierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
2.7.12.1 Inhalt, Struktur und Aufmachung . . . . . . . 168
2.7.12.2 Ein einfacher Formatierer (adjust) . . . . . . . 170
2.7.12.3 UNIX-Formatierer (nroff, troff) . . . . . . . . . 170
2.7.12.4 LaTeX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
2.7.13 Texinfo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
2.7.14 Hypertext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
2.7.14.1 Was ist Hypertext? . . . . . . . . . . . . . . . . 183
2.7.14.2 Hypertext Markup Language (HTML) . . . . . 184
2.7.15 PostScript und PDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
2.7.15.1 PostScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
2.7.15.2 Portable Document Format (PDF) . . . . . . . 186
2.7.16 Computer Aided Writing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
2.7.17 Weitere Werkzeuge (grep, diff, sort usw.) . . . . . . . . . . 188
2.7.18 Textdateien aus anderen Welten (DOS, Mac) . . . . . . . 191
2.7.19 Druckerausgabe (lp, lpr, CUPS) . . . . . . . . . . . . . . . 192
2.7.20 Begriffe Writer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
2.7.21 Memo Writer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
2.7.22 Übung Writer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
2.7.23 Fragen Writer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
2.8 Programmer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Seite 9
2.8.1 Nochmals die Editoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
2.8.2 Compiler und Linker (cc, ccom, ld) . . . . . . . . . . . . . 197
2.8.3 Unentbehrlich (make) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
2.8.4 Debugger (xdb, gdb) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
2.8.5 Profiler (time, gprof) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
2.8.6 Archive, Bibliotheken (ar) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
2.8.7 Weitere Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
2.8.8 Versionsverwaltung mit RCS, SCCS und CVS . . . . . . . 209
2.8.9 Systemaufrufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
2.8.9.1 Was sind Systemaufrufe? . . . . . . . . . . . . 217
2.8.9.2 Beispiel Systemzeit (time) . . . . . . . . . . . . 218
2.8.9.3 Beispiel Datei-Informationen (access, stat,
open, close) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
2.8.9.4 Beispiel Prozesserzeugung (exec, fork) . . . . . 227
2.8.10 Begriffe Programmer's Workbench . . . . . . . . . . . . . 227
2.8.11 Memo Programmer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . 227
2.8.12 Übung Programmer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . 228
2.8.13 Fragen Programmer's Workbench . . . . . . . . . . . . . . 232
2.9 L'atelier graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
2.9.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
2.9.2 Was heißt Grafik? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
2.9.3 Raster- und Vektorgrafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
2.9.4 Koordinatensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
2.9.5 Grafische Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
2.9.5.1 Linien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
2.9.5.2 Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.5.3 Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.6 Transformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.7 Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.8 Farbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.9 Oberfläche und Beleuchtung (Rendering) . . . . . . . . . 237
2.9.10 Nachbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
2.9.11 Grafik-Bibliotheken (GKS, OpenGL, Mesa) . . . . . . . . 238
2.9.12 Datenrepräsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
2.9.13 Zeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
2.9.14 Fotos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
2.9.15 Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
2.9.16 Computer Aided Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
2.9.17 Präsentationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
2.9.18 Begriffe Grafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
2.9.19 Memo Grafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
2.9.20 Übung Grafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
2.9.21 Fragen zur Grafik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
2.10 Das digitale Tonstudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
2.10.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
2.10.2 Datei-Formate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.10.3 Begriffe Tonstudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Seite 10
2.10.4 Memo Tonstudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.10.5 Übung Tonstudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.10.6 Fragen Tonstudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.11 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.11.1 Message (write, talk) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
2.11.2 Mail (mail, mailx, elm, mutt) . . . . . . . . . . . . . . . . 245
2.11.3 Neuigkeiten (news) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
2.11.4 Message of the Day . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
2.11.5 Ehrwürdig: UUCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
2.11.6 Begriffe Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
2.11.7 Memo Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
2.11.8 Übung Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
2.11.9 Fragen Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
2.12 Echtzeit-Erweiterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
2.13 UNIX auf PCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
2.13.1 MINIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
2.13.2 Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
2.13.2.1 Entstehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
2.13.2.2 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
2.13.2.3 Distributionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
2.13.2.4 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
2.13.2.5 GNU und Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
2.13.2.6 XFree - X11 für Linux . . . . . . . . . . . . . . 257
2.13.2.7 K Desktop Environment (KDE) . . . . . . . . . 258
2.13.2.8 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
2.13.2.9 Installations-Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . 260
2.13.3 386BSD, NetBSD, FreeBSD ... . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.14 Systemverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.14.1 Systemgenerierung und -update . . . . . . . . . . . . . . 262
2.14.2 Systemstart und -stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
2.14.3 Benutzerverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
2.14.4 NIS-Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
2.14.5 Geräteverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
2.14.5.1 Gerätedateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
2.14.5.2 Terminals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
2.14.5.3 Platten, Datei-Systeme . . . . . . . . . . . . . 273
2.14.5.4 Drucker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
2.14.6 Einrichten von Dämonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
2.14.7 Überwachung, Systemprotokolle, Accounting System . . 280
2.14.8 Weitere Pflichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
2.14.8.1 Softwarepflege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
2.14.8.2 Konfiguration des Systems . . . . . . . . . . . 286
2.14.8.3 Störungen und Fehler . . . . . . . . . . . . . . 286
2.14.9 Begriffe Systemverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
2.14.10Memo Systemverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
2.14.11Übung Systemverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
2.14.12Fragen zur Systemverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 290

Seite 11
2.15 Exkurs über Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
A Zahlensysteme 295
B Zeichensätze und Sondertasten 301
B.1 EBCDIC, ASCII, Roman8, IBM-PC . . . . . . . . . . . . . . . 301
B.2 German-ASCII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
B.3 ASCII-Steuerzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
B.4 Latin-1 (ISO 8859-1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
B.5 Latin-2 (ISO 8859-2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
B.6 HTML-Entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
B.7 Sondertasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
C Papier- und Schriftgrößen 320
C.1 Papierformate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
C.2 Schriftgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
D Farben 322
D.1 RGB-Farbwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
D.2 X11-Farben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
D.3 HTML-Farben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
E Die wichtigsten Linux/UNIX-Kommandos 324
F Besondere Linux/UNIX-Kommandos 329
F.1 vi(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
F.2 emacs(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
F.3 joe(1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
F.4 Drucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
G Zugriffsrechte (ls -l) 332
H Linux/UNIX-Signale 334
I Karlsruher Test 336
J GNU Lizenzen 344
J.1 GNU General Public License . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
J.2 GNU Free Documentation License . . . . . . . . . . . . . . . 344

Seite 12
Abbildungen

Seite 13
Tabellen
2.1 Zugriffsrechte von Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.2 Zugriffsrechte von Verzeichnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
G.1 Zugriffsrechte von Dateien und Verzeichnissen . . . . . . . . . . 333

Seite 14
Programme und andere Quellen
2.1 Shellskript Signalbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.2 C-Programm Zeitstempel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.3 Shellskript Sicheres Löschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.4 Shellskript Datei-Hierarchie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.5 C-Programm Umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.6 Shellskript Drucken von man-Seiten . . . . . . . . . . . . . . 110
2.7 C-Programm Line-Feed zu CR-LF . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.8 Shellskript Frequenzwörterliste . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.9 Shellskript Positionsparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.10 Shellskript Benutzerliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.11 Shellskript Menü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.12 Shellskript Primzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.13 Shellskript Anzahl Dateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.14 Shellskript Frage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.15 Shellskript Türme von Hanoi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.16 Shellskript /etc/profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.17 Shellskript /etc/.profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.18 Perlskript Primzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
2.19 Perlskript Anzahl Bücher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
2.20 C-Programm Zeichenumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . 146
2.21 Shellskript Textersetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
2.22 awk-Skript Sachregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.23 LaTeX-Datei alex.sty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
2.24 LaTeX-Datei main.tex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.25 LaTeX-Datei dinbrief.tex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
2.26 Makefile makebrief . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
2.27 Shellskript Telefonverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
2.28 Shellskript Stilanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
2.29 Makefile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
2.30 Erweitertes Makefile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
2.31 C-Programm mit Funktionsbibliothek . . . . . . . . . . . . . 207
2.32 C-Funktion Mittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
2.33 C-Funktion Varianz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
2.34 Makefile zum Sortierprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
2.35 Include-Datei zum Sortierprogramm . . . . . . . . . . . . . . 212
2.36 C-Programm Sortieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
2.37 C-Funktion Bubblesort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
2.38 C-Programm Systemzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
2.39 FORTRAN-Programm Systemzeit . . . . . . . . . . . . . . . . 220
2.40 C-Programm Datei-Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . 226
2.41 C-Programm Fork-Bombe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
2.42 C-Programm mit Fehlern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

Seite 15
2.43 gnuplot-Skript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
2.44 Shellskript Home-Verzeichnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
2.45 Shellskript Serverüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Seite 16
1 Über den Umgang mit Computern
1.1 Was macht ein Computer?
Eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, ein Computer oder Rechner,
ist ein Werkzeug, mit dessen Hilfe man Informationen
? speichert (Änderung der zeitlichen Verfügbarkeit),
? übermittelt (Änderung der örtlichen Verfügbarkeit),
? erzeugt oder verändert (Änderung des Inhalts).
Für Informationen sagt man auch Nachrichten oder Daten
Fussnote: Schon geht es los mit den Fußnoten: Bei genauem Hin-
sehen gibt es Unterschiede zwischen Information, Nachricht und
Daten, siehe Abschnitt 2.15 Exkurs über Informationen auf Sei-
te 290. Ende Fussnote
. Sie lassen sich durch gesprochene oder geschriebene Wörter, Zahlen, Bil-
der oder im Rechner durch elektrische oder magnetische Zustände darstellen.
Speichern heißt, die Information so zu erfassen und aufzubewahren, dass sie
am selben Ort zu einem späteren Zeitpunkt unverändert zur Verfügung steht.
Übermitteln heißt, eine Information unverändert einem anderen -- in der Re-
gel, aber nicht notwendigerweise an einem anderen Ort -- verfügbar zu ma-
chen, was wegen der endlichen Geschwindigkeit aller irdischen Vorgänge Zeit
kostet. Da sich elektrische Transporte jedoch mit Lichtgeschwindigkeit (na-
hezu 300 000 km/s) fortbewegen, spielt der Zeitbedarf nur in seltenen Fällen
eine Rolle. Juristen denken beim Übermitteln weniger an die Ortsänderung
als an die Änderung der Verfügungsgewalt. Zum Speichern oder Übermit-
teln muss die physikalische Form der Information meist mehrmals verändert
werden, was sich auf den Inhalt auswirken kann, aber nicht soll. Verändern
heißt inhaltlich verändern: eingeben, suchen, auswählen, verknüpfen, sor-
tieren, prüfen, sperren oder löschen. Tätigkeiten, die mit Listen, Karteien,
Rechenschemata zu tun haben oder die mit geringen Abweichungen häufig
wiederholt werden, sind mit Rechnerhilfe schneller und sicherer zu bewäl-
tigen. Rechner finden sich nicht nur in Form grauer Kästen auf oder neben
Schreibtischen, sondern auch versteckt in Fotoapparaten, Waschmaschinen,
Heizungsregelungen, Autos, Motorrädern und Telefonen. Diese versteckten
Rechner werden Embedded Systems (Eingebettete Systeme) genannt.
Das Wort Computer stammt aus dem Englischen, wo es vor hundert Jah-
ren eine Person bezeichnete, die berufsmäßig rechnete, einen Rechenknecht
oder eine Rechenmagd. Heute versteht man nur noch die Maschinen dar-
unter. Das englische Wort wiederum geht auf lateinisch computare zurück,
was berechnen, veranschlagen, erwägen, überlegen bedeutet. Die Franzosen
sprechen vom ordinateur, die Spanier vom ordenador, dessen lateinischer Ur-
sprung ordo Reihe, Ordnung bedeutet. Die Portugiesen -- um sich von den

Seite 17
Spaniern abzuheben -- gebrauchen das Wort computador. Die Schweden nen-
nen die Maschine dator, analog zu Motor, die Finnen tietokone, was Wissens-
maschine bedeutet. Hierzulande sprach man eine Zeit lang von Elektronen-
gehirnen, weniger respektvoll von Blechbregen. Im Deutschen verbreitet ist
das Wort Rechner, wobei heute niemand mehr an eine Person denkt. Rechnen
bedeutete urpsünglich ordnen, richten, gehört in eine vielköpfige indoeuro-
päische Wortfamilie und war nicht auf Zahlen beschränkt.
Die Wissenschaft von der Informationsverarbeitung ist die Informatik,
englisch Computer Science, französisch Informatique. Ihre Wurzeln sind die
Mathematik und die Elektrotechnik; kleinere Wurzelausläufer reichen auch
in Wissenschaften wie Physiologie und Linguistik. Sie zählt zu den Ingenieur-
wissenschaften. Die früheste mir bekannte Erwähnung des Wortes Informa-
tik findet sich in der Firmenzeitschrift SEG-Nachrichten (Technische Mittei-
lungen der Standard Elektrik Gruppe) 1957 Nr. 4, S. 171: Karl Steinbuch, In-
formatik: Automatische Informationsverarbeitung. Steinbuch berichtet in ei-
nem Referat von 1970, dass das Wort Informatik etwa im Jahre 1955 der Fir-
ma Standard Elektrik Lorenz AG geschützt und mit dem Informatik-System
Quelle (Versandhaus Quelle) der Öffentlichkeit vorgestellt worden sei. Damit
war das Wort geboren; die Wissenschaft von der Computerey wußte aber noch
nicht, wie sie sich im deutschsprachigen Raum nennen soll. Es wurde sogar
bezweifelt, dass sie eine eigene Wissenschaft sei.
Am Morgen des 26. Februar 1968 -- nach dem 3. Internationalen Kolloqui-
um über aktuelle Probleme der Rechentechnik an der TU Dresden unter der
Verantwortung von Nikolaus Joachim Lehmann -- einigten sich die dort an-
wesenden Größen der deutschen Computerwissenschaft unter der Führung
von Friedrich L. Bauer nach französischem Beispiel auf die Bezeichnung In-
formatik. Diese Entscheidung war ebenso glücklich wie wichtig für die weite-
re Entwicklung dieser Wissenschaft im deutschen Sprachbereich: gegenüber
Politik, Forschungsträgern, anderen Wissenschaften und in der Öffentlich-
keit konnten nun ihre Vertreter unter einer einheitlichen und einprägsamen
Bezeichnung auftreten. Kurze Zeit später wurden die Gesellschaft für Infor-
matik und in Karlsruhe das Institut für Informatik, Direktor Karl Nickel, ge-
gründet. Mit dem Wintersemester 1969/70 beginnt in Karlsruhe die Informa-
tik als eigener, voller Studiengang. Kurz darauf wird die Karlsruher Fakultät
für Informatik aus der Taufe gehoben.
Der Begriff Informatik ist somit rund fünfzig Jahre alt, Computer gibt es
seit siebzig Jahren, Überlegungen dazu stellten Charles Babbage vor rund
zweihundert und Gottfried Wilhelm Leibniz vor vierhundert Jahren an. Die
Bedeutung der Information war dagegen schon im Altertum bekannt. Der
Läufer von Marathon setzte 490 vor Christus sein Leben daran, eine Infor-
mation so schnell wie möglich in die Heimat zu übermitteln. Neu in unserer
Zeit ist die Möglichkeit, Informationen maschinell zu verarbeiten.
Informationsverarbeitung ist nicht an Computer gebunden. Die Informa-
tik beschränkt sich insbesondere nicht auf das Herstellen von Computer-
programmen. Der Computer hat jedoch die Aufgaben und die Möglichkei-
ten der Informatik ausgeweitet. Unter Technischer Informatik -- im Scherz
Lötkolben-Informatik genannt -- versteht man den elektrotechnischen Teil.

Seite 18
Den Gegenpol bildet die Theoretische Informatik -- nicht zu verwechseln mit
der Informationstheorie -- die sich mit formalen Sprachen, Grammatiken, Se-
mantik, Automaten, Entscheidbarkeit, Vollständigkeit und Komplexität von
Problemen beschäftigt. Computer und Programme sind in der Angewandten
Informatik zu Hause. Die Grenzen innerhalb der Informatik sowie zu den
Nachbarwissenschaften sind jedoch unscharf und durchlässig.
Die heute in Hochschulen und größeren Unternehmen selbstverständli-
chen Rechenzentren waren anfangs umstritten. Abgesehen von den Fachleu-
ten, die deren Daseinsberechtigung grundsätzlich bezweifelten (es ging ja
auch um viel Geld), hatten manche Außenstehende die falsche Vorstellung,
ein Rechenzentrum sei eine Einrichtung, bei der man abends sein Problem
abliefere und am nächsten Morgen die Lösung abhole, ohne sich mit niedri-
gen Künsten wie numerischer Mathematik oder Programmiertechnik Finger
und Hirn zu besudeln. Die Entwicklung -- vor allem das Netz -- hat die Aufga-
ben der Rechenzentren deutlicher hervortreten lassen.
Computer sind Automaten, Maschinen, die auf bestimmte Eingaben mit
bestimmten Tätigkeiten und Ausgaben antworten. Dieselbe Eingabe führt
immer zu derselben Ausgabe; darauf verlassen wir uns. Deshalb ist es im
Grundsatz unmöglich, mit Computern Zufallszahlen zu erzeugen (zu wür-
feln). Zwischen einem Briefmarkenautomaten (Postwertzeichengeber) und ei-
nem Computer besteht jedoch ein wesentlicher Unterschied. Ein Briefmar-
kenautomat nimmt nur Münzen entgegen und gibt nur Briefmarken aus,
mehr nicht. Es hat auch mechanische Rechenautomaten gegeben, die für spe-
zielle Aufgaben wie die Berechnung von Geschossbahnen oder Gezeiten oder
für die harmonische Analyse eingerichtet waren. Das Verhalten von mecha-
nischen Automaten ist durch ihre Mechanik unveränderlich vorgegeben.
Bei einem Computer hingegen wird das Verhalten durch ein Programm be-
stimmt, das im Gerät gespeichert ist und leicht ausgewechselt werden kann.
Derselbe Computer kann sich wie eine Schreibmaschine, eine Rechenmaschi-
ne, eine Zeichenmaschine, ein Telefon-Anrufbeantworter, ein Schachspieler
oder wie ein Lexikon verhalten, je nach Programm. Er ist ein Universal-
Automat. Das Wort Programm ist lateinisch-griechischen Ursprungs und be-
zeichnet ein öffentliches Schriftstück wie ein Theater- oder Parteiprogramm.
Im Zusammenhang mit Computern ist an ein Arbeitsprogramm zu denken.
Die englische Schreibweise ist programme, Computer ziehen jedoch das ame-
rikanische program vor. Die Gallier reden häufiger von einem logiciel als von
einem programme, wobei logiciel das gesamte zu einer Anwendung gehörende
Programmpaket meint -- bestehend aus mehreren Programmen samt Doku-
mentation.
Mit dem Charakter der Computer als Automaten hängt zusammen, dass
sie entsetzlich dumm sind und des gesunden Menschenverstandes erman-
geln. Darüber hinaus sind sie kleinlich bis zum geht nicht mehr. Ein fehlendes
Komma kann sie zum Stillstand bringen. Man muss ihnen ausführlich und in
exakter Sprache sagen, was sie tun sollen. Ein häufiges Problem im Umgang
mit Computern ist, dass sie genau das tun, was ihnen aufgetragen wird, nicht
das, was sich der Benutzer denkt oder wünscht. Andererseits zeigen sie eine

Seite 19
Eselsgeduld. Es macht ihnen gar nichts aus, denselben Fehler millionenmal
zu wiederholen. Insofern ergänzen sich Mensch und Computer hervorragend.
Ebenso wie man die Größe von Massen, Kräften oder Längen misst, wer-
den auch Informationsmengen gemessen. Nun liegen Informationen in unter-
schiedlichen Formen vor. Sie lassen sich jedoch alle auf Folgen von zwei Zei-
chen zurückführen, die mit 0 und 1 oder H (high) und L (low) bezeichnet
werden. Sie dürfen auch Anna und Otto dazu sagen, es müssen nur zwei
verschiedene Zeichen sein. Diese einfache Darstellung wird binär genannt,
zu lateinisch bini = je zwei. Die Binärdarstellung beliebiger Informationen
durch zwei Zeichen darf nicht verwechselt werden mit dem Dualsystem von
Zahlen, bei der die Zahlen auf Summen von Potenzen zur Basis 2 zurückge-
führt werden. Das eine ist eine Darstellung oder Kodierung und gehört in die
Informatik, das andere ist ein Zahlensystem und gehört in die Mathematik.
Warum bevorzugen Computer binäre Darstellungen von Informationen?
Als die Rechenmaschinen noch mechanisch arbeiteten, verwendeten sie das
Dezimalsystem, denn es ist einfach, Zahnräder mit 20 oder 100 Zähnen her-
zustellen. Viele elektronische Bauelemente hingegen kennen -- von Wackel-
kontakten abgesehen -- nur zwei Zustände wie ein Schalter, der entweder
offen oder geschlossen ist. Mit binären Informationen hat es die Elektronik
leichter. In der Anfangszeit hat man aber auch dezimal arbeitende elektro-
nische Rechner gebaut. Hätten wir brauchbare Schaltelemente mit drei oder
vier Zuständen, würden wir auch ternäre oder quaternäre Darstellungen ver-
wenden.
Eine 0 oder 1 stellt eine Binärziffer dar, englisch binary digit, abgekürzt
Bit. Ein Bit ist das Datenatom. Hingegen ist 1 bit (kleingeschrieben) die Maß-
einheit für die Entscheidung zwischen 0 und 1 im Sinne der Informations-
theorie von Claude Elwood Shannon. Kombinationen von acht Bits spielen
eine große Rolle, sie werden daher zu einem Byte oder Oktett zusammenge-
fasst. Die Festlegung des Bytes zu acht Bit stammt von der Firma IBM aus
dem Jahr 1964; davor waren auch andere Werte in Gebrauch. Auf dem Papier
wird ein Byte oft durch ein Paar hexadezimaler Ziffern -- ein Hexpärchen --
wiedergegeben. Das Hexadezimalsystem (Sedezimalsystem) -- das Zahlensys-
tem zur Basis 16 -- wird uns häufig begegnen, in Linux/UNIX auch das Oktal-
system zur Basis 8. Durch ein Byte lassen sich 28 = 256 unterschiedliche Zei-
chen darstellen. Das reicht für unsere europäischen Buchstaben, Ziffern und
Satzzeichen. Ebenso wird mit einem Byte eine Farbe aus 256 unterschied-
lichen Farben ausgewählt. 1024 Byte ergeben 1 Kilobyte, 1024 Kilobyte sind 1
Megabyte, 1024 Megabyte sind 1 Gigabyte, 1024 Gigabyte machen 1 Terabyte
(mit einem r, aus dem Griechischen). Die nächste Stufen heißen Petabyte,
Exabyte und Zettabyte.
Der Computer verarbeitet Informationen in Einheiten eines Maschinen-
wortes, das je nach der Breite der Datenregister des Prozessors 1 bis 16 Bytes
(8 bis 128 Bits) umfasst. Der durchschnittliche Benutzer kommt mit dieser
Einheit selten in Berührung.

Seite 20
1.2 Woraus besteht ein Rechner?
Der Benutzer sieht von einem Rechner vor allem den Bildschirm
Fussnote: Aus der Fernsehtechnik kommend wird der Bildschirm
oft Monitor genannt. Da das Wort hier nicht ganz trifft und auch
ein Programm bezeichnet, vermeide ich es. Ende Fussnote
(E: screen, F: écran) und die Tastatur (E: keyboard, F: clavier), auch Hack-
brett genannt. Die beiden Geräte werden zusammen als Terminal (E: termi-
nal, F: terminal) bezeichnet und stellen die Verbindung zwischen Benutzer
und Rechner dar. Mittels der Tastatur spricht der Benutzer zum Rechner,
auf dem Bildschirm erscheint die Antwort. Eine etwaige Maus oder Rollkugel
zählt zur Tastatur.
Hier steht die Abbildung Aufbau eines Rechners
Der eigentliche Rechner, die Prozessoreinheit (Zentraleinheit, E: central
unit, F: unité centrale) ist in die Tastatur eingebaut wie beim Schneider
CPC 464 oder Commodore C64, in das Bildschirmgehäuse wie beim ersten
Apple Macintosh oder in ein eigenes Gehäuse. Seine wichtigsten Teile sind
der Zentralprozessor (CPU, E: central processing unit, F: processeur central)
und der Arbeitsspeicher (E: memory, F: mémoire centrale, mémoire vive, mé-
moire secondaire).
Um recht in Freuden arbeiten zu können, braucht man noch einen Mas-
senspeicher (E: mass storage, F: mémoire de masse), der seinen Inhalt nicht
vergisst, wenn der Rechner ausgeschaltet wird. Nach dem heutigen Stand
der Technik arbeiten die meisten Massenspeicher mit magnetischen Daten-
trägern ähnlich wie Ton- oder Videobandgeräte. Tatsächlich verwendeten die
ersten Personal Computer Tonbandkassetten. Weit verbreitet sind scheiben-
förmige magnetische Datenträger in Form von Disketten (E: floppy disk, F:
disquette) und Festplatten (E: hard disk, F: disque dur).
Disketten, auch Schlappscheiben genannt, werden nach Gebrauch aus
dem Laufwerk (E: drive, F: dérouleur) des Rechners herausgenommen und
im Schreibtisch vergraben oder mit der Post verschickt. Festplatten verblei-
ben in ihrem Laufwerk. CDs und DVDs sind ebenfalls entfernbare, transpor-
table Datenträger.
Da man gelegentlich etwas schwarz auf weiß besitzen möchte, gehört zu
den meisten Rechnern ein Drucker (E: printer, F: imprimante). Ferner ist ein
Rechner, der etwas auf sich hält, heutzutage durch ein Netz (E: network, F:
réseau) mit anderen Rechnern rund um die Welt verbunden. Damit ist die
Anlage vollständig.
Was um den eigentlichen Rechner (Prozessoreinheit) herumsteht, wird als
Peripherie (E: periphery, F: périphérique) bezeichnet. Die peripheren Geräte
sind über Schnittstellen (Datensteckdosen, E: interface, F: interface) ange-
schlossen.
In Abb. ?? sehen wir das Ganze schematisch dargestellt. In der Mitte die
CPU, untrennbar damit verbunden der Arbeitsspeicher. Um dieses Paar her-
um die Peripherie, bestehend aus Terminal, Massenspeicher, Drucker und
Netzanschluss. Sie können aber immer noch nichts damit anfangen, allen-

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falls heizen. Es fehlt noch die Intelligenz in Form eines Betriebssystems (E:
operating system, F: système d'exploitation) wie Linux oder UNIX.
1.3 Was muss man wissen?
Die ersten Gedanken des Anfängers werden darum kreisen, wie man dem
Rechner vernünftige Reaktionen entlockt. Keine Angst: durch Tastatureinga-
ben (außer Kaffee und ähnlichen Programming Fluids) ist ein Rechner nicht
zu zerstören. Die in ihm gespeicherten Daten sind allerdings empfindlich.
Zum Arbeiten mit einem Rechner muss man drei Dinge lernen:
? den Umgang mit der Hardware
? den Umgang mit dem Betriebssystem,
? den Umgang mit einem Anwendungsprogramm, zum Beispiel einer
Textverarbeitung oder Datenbank.
Darüber hinaus sind Englischkenntnisse und Übung im Maschinenschreiben
nützlich. Das Lernen besteht zunächst darin, sich einige hundert Begriffe an-
zueignen. Das ist in jedem Wissensgebiet so. Man kann nicht über Primzah-
len, Wahrscheinlichkeitsamplituden, Sonette oder Sonaten nachdenken oder
reden, ohne sich vorher über die Begriffe klar geworden zu sein.
Die Hardware (E: hardware, F: matériel) umschließt alles, was aus Kup-
fer, Eisen, Kunststoffen, Glas und dergleichen besteht, was man anfassen
kann. Dichterfürst Friedrich von Schiller hat den Begriff Hardware trefflich
gekennzeichnet:
Leicht beieinander wohnen die Gedanken,
doch hart im Raume stoßen sich die Sachen.
Die Verse stehen in Wallensteins Tod im 2. Aufzug, 2. Auftritt. Was sich hart
im Raume stößt, gehört zur Hardware, was leicht beieinander wohnt, die Ge-
danken, ist Software (E: software, F: logiciel). Die Gedanken stecken in den
Programmen und den Daten.
Die reine Hardware -- ohne Betriebssystem -- tut nichts anderes als elek-
trische Energie in Wärme zu verwandeln. Sie ist ein Ofen, mehr nicht. Das
Betriebssystem ist ein Programm, das diesen Ofen befähigt, Daten einzulesen
und in bestimmter Weise zu antworten. Hardware plus Betriebssystem ma-
chen den Rechner aus. Diese Kombination wird von vielen als System bezeich-
net. Manche sagen auch Plattform dazu. Eine bestimmte Hardware kann mit
verschiedenen Betriebssystemen laufen, umgekehrt kann dasselbe Betriebs-
system auch auf unterschiedlicher Hardware laufen (gerade das ist eine Stär-
ke von Linux/UNIX).
Bekannte Betriebssysteme sind DOS von IBM, Microsoft oder Novell, Win-
dows von Microsoft sowie IBM OS/2 für IBM-PCs und ihre Verwandtschaft,
MacOS für die Macintoshs, VMS für die VAXen der Digital Equipment Corpo-
ration (DEC) sowie die UNIX-Familie einschließlich Linux und FreeBSD für
eine ganze Reihe von mittleren Rechnern verschiedener Hersteller.
Um eine bestimmte Aufgabe zu erledigen -- um einen Text zu schrei-
ben, ein Gleichungssystem zu lösen oder ein Getriebe zu konstruieren --

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braucht man ein Anwendungsprogramm (E: application program, F: logiciel
d'application). Dieses erwirbt man fertig, zum Beispiel ein Programm zur
Textverarbeitung oder zur Tabellenkalkulation, oder schreibt es selbst. In
diesem Fall muss man eine Programmiersprache (E: programming langua-
ge, F: langage de programmation) beherrschen. Die bekanntesten Sprachen
sind BASIC, COBOL, FORTRAN, JAVA, PASCAL und C/C++. Es gibt mehr
als tausend
Fussnote: Zum Vergleich: es gibt etwa 6000 lebende natürliche
Sprachen. Die Bibel -- oder Teile von ihr -- ist in rund 2000 Spra-
chen übersetzt. Ende Fussnote
. Bei der Universität Genf wird eine Liste der Programmiersprachen geführt:
http://cui.unige.ch/langlist
Das nötige Wissen kann man auf mehreren Wegen erwerben und auf dem
laufenden halten:
? Kurse, Vorlesungen
? Lehrbücher, Skripten
? Zeitschriften
? Electronic Information
? Lernprogramme
Gute Kurse oder Vorlesungen verbinden Theorie und Praxis, das heißt Un-
terricht und Übungen am Rechner. Zudem kann man Fragen stellen und be-
kommt Antworten. Nachteilig ist der feste Zeitplan. Die schwierigen Fragen
tauchen immer erst nach Kursende auf. Viele Kurse sind auch teuer.
Seit 1974 gibt es einen Europäischen Computer-Führerschein (European
Computer Driving Licence, ECDL) samt zugehörigem Ausbildungs- und Prü-
fungswesen sowie Webseiten. Der Prüfungsplan (Syllabus) sieht Microsoft-
lastig aus und wendet sich eher an Büroberufe als an technische oder na-
turwissenschaftliche Benutzer. Für diesen Kreis sind vor allem die Themen
Computer-Grafik und -Algebra sowie Programmieren zu ergänzen. Aber der
im Netz zu findende Syllabus ist eine Hilfe beim Abchecken der eigenen Fä-
higkeiten.
Bei Büchern und verwandten Werken sind zu unterscheiden:
? Lehrbücher
-- Einführungen, Primer
-- Einzelwerke, Monografien
? Nachschlagewerke
-- Glossare, Lexika
-- Referenz-Handbücher, Standards, Normen

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Breit angelegte Lehrbücher führen durch ein Wissensgebiet, treffen eine Aus-
wahl, werten oder diskutieren und verzichten zu Gunsten der Verständlich-
keit auf viele Einzelheiten. Einzelwerke behandeln ein enges Thema ausführ-
lich. Sie gehen in eine Tiefe, die den Anfänger verwirren würde. Zu einer Rei-
he von Linux/UNIX-Kommandos, Programmierfragen und Netzdiensten gibt
es solche vertiefenden Werke, siehe Anhang ?? Zum Weiterlesen ab Seite ??.
Glossare und Lexika sind nach Stichwörtern alphabetisch geordnet und
dienen der schnellen Information, dem Einordnen eines Begriffes in einen
größeren Zusammenhang und dem Erschließen verwandter Stichwörter, ge-
gebenenfalls in weiteren Sprachen. Außer in Buchform erscheinen viele
Glossare im Netz. Die Wikipedia hat sich zu einer allgemeinen Enzyklopä-
die im Netz entwickelt und erläutert auch viele Begriffe aus der Informatik:
? en.wikipedia.org/ mit einer Million Einträgen,
? de.wikipedia.org/ mit 350.000 Einträgen,
? fr.wikipedia.org/ mit 250.000 Einträgen.
Mit einer gewissen Vorsicht genossen -- die man auch einem Skriptum entge-
genbringen sollte -- ist die Wikipedia eine brauchbare Informationsquelle.
Referenzen müssen vollständig und eindeutig sein. Sie beschreiben alle
Einzelheiten und helfen bei allgemeinen Schwierigkeiten gar nicht. Will man
wissen, welche Werkzeuge Linux/UNIX zur Textverarbeitung bereit hält,
braucht man ein Lehrbuch. Will man hingegen wissen, wie man den Editor vi
veranlasst, nach einer Zeichenfolge zu suchen, so schlägt man im Referenz-
Handbuch nach. Auf Linux/UNIX-Systemen ist das Referenz-Handbuch onli-
ne (auf dem Bildschirm) verfügbar.
Die Einträge im Linux/UNIX-Referenz-Handbuch sind knapp gehalten.
Bei einfachen Kommandos wie pwd oder who sind sie dennoch auf den ers-
ten Blick verständlich. Zu Kommandos wie vi, sh oder xdb, die umfangreiche
Aufgaben erledigen, gehören schwer verständliche Einträge, die vorausset-
zen, dass man wesentliche Züge des Kommandos bereits kennt.
Ohne Rechner bleibt das Bücherwissen trocken und abstrakt. Man sollte
daher die Bücher in der Nähe eines Terminals lesen, sodass man sein Wissen
sofort ausprobieren kann
Fussnote: Es hei3t, dass von der Information, die man durch Hören
aufnimmt, nur 30 % im Gedächtnis haften bleiben. Beim Sehen
sollen es 50 % sein, bei Sehen und Hören zusammen 70 %. Vollzieht
man etwas eigenhändig nach -- begreift man es im wörtlichen Sinne
-- ist der Anteil noch höher. Hingegen hat das maschinelle Kopieren
von Informationen keine Wirkungen auf das Gedächtnis und kann
nicht als Ersatz für die klassischen Wege des Lernens gelten. Ende
Fussnote
.
Zeitschriften berichten über Neuigkeiten. Manchmal bringen sie auch
Kurse in Fortsetzungsform. Ein Lehrbuch oder ein Referenz-Handbuch er-
setzen sie nicht. Sie eignen sich zur Ergänzung und Weiterbildung, sobald
man über ein Grundwissen verfügt. Von einer guten Computerzeitschrift darf

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man verlangen, dass sie über Email erreichbar ist und ihre Informationen
im Netz verfügbar macht. Falls sie sehr gut ist, berücksichtigt sie dabei auch
sehschwache Leser.
Electronic Information besteht aus Mitteilungen in den Rechnernetzen.
Das sind Bulletin Boards (Schwarze Bretter), Computerkonferenzen, Electro-
nic Mail, Netnews, Veröffentlichungen per Anonymous FTP, Webseiten und
ähnliche Dinge. Sie sind aktueller als Zeitschriften, die Diskussionsmöglich-
keiten gehen weiter. Neben viel nutzlosem Zeug stehen hochwertige Beiträ-
ge von Fachleuten aus Universitäten und Computerfirmen. Ein guter Tipp
sind die FAQ-Sammlungen (Frequently Asked Questions; Foire Aux Questi-
ons; Fragen, Antworten, Quellen der Erleuchtung) in den Netnews. Haupt-
problem ist das Filtern der Informationsflut. Im Internet erscheinen täglich
(!) mehrere 10.000 Beiträge, die Anzahl der Webseiten hat die Millionengren-
ze weit überschritten.
Es gibt Lernprogramme zu Hardware, Betriebssystemen und Anwen-
dungsprogrammen. Man könnte meinen, dass sich gerade der Umgang mit
dem Rechner mit Hilfe des Rechners lernen lässt. Moderne Rechner mit Hy-
pertext
Fussnote: Hypertext ist ein Text, bei dem Sie erklärungsbedürftige
Wörter anklicken und dann die Erklärung auf den Bildschirm be-
kommen. In Hypertext wäre diese Fußnote eine solche Erklärung.
Der Begriff wurde Anfang der 60er Jahre von Theodor Holme (Ted)
Nelson in den USA geprägt. Siehe Abschnitt 2.7.14 Hypertext auf
Seite 183. Mit dem Xanadu-Projekt hat er auch so etwas wie das
World Wide Web vorweggenommen. Ende Fussnote
, bewegter farbiger Grafik, Dialogfähigkeit und Tonausgabe bieten tatsäch-
lich Möglichkeiten, die dem Buch verwehrt sind. Der Aufwand für ein Lern-
programm, das diese Möglichkeiten ausnutzt, ist allerdings beträchtlich, und
deshalb sind manche Lernprogramme nicht gerade ermunternd. Es gibt zwar
Programme -- sogenannte Autorensysteme (E: authoring system, F: ) -- die
das Schreiben von Lernsoftware erleichtern, aber Arbeit bleibt es trotzdem.
Auch gibt es vorläufig keinen befriedigenden Ersatz für Unterstreichungen
und Randbemerkungen, mit denen eifrige Leser ihren Büchern eine persönli-
che Note geben. Erst recht ersetzt ein Programm nicht die Ausstrahlung eines
guten Pädagogen.
Über den modernen Wegen der Wissensvermittlung hätte ich beinahe
einen jahrzehntausendealten, aber immer noch aktuellen Weg vergessen:
Fragen. Wenn Sie etwas wissen wollen oder nicht verstanden haben, fra-
gen Sie, notfalls per Email. Die meisten Linux/UNIX-Wizards (wizard: person
who effects seeming impossibilities; man skilled in occult arts; person who is
permitted to do things forbidden to ordinary people) sind nette Menschen und
freuen sich über Ihren Wissensdurst. Möglicherweise bekommen Sie verschie-
dene Antworten -- es gibt in der Informatik auch Glaubensfragen -- doch nur
so kommen Sie voran.
Weiß auch Ihr Wizard nicht weiter, können Sie sich an die Öffentlichkeit
wenden, das heißt an die schätzungsweise zehn Millionen Usenet-Teilnehmer.

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Den Weg dazu finden Sie unter dem Stichwort Netnews. Sie sollten allerdings
vorher Ihre Handbücher gelesen haben und diesen Weg nicht bloß aus Be-
quemlichkeit wählen. Sonst erhalten Sie RTFM
Fussnote: Read The Fantastic Manual Ende Fussnote
als Antwort.
1.4 Wie läuft eine Sitzung ab?
Die Arbeit mit dem Rechner vollzieht sich meist im Sitzen vor einem Termi-
nal und wird daher Sitzung (E: session, F: session) genannt. Mittels der Tas-
tatur teilt der Benutzer dem Rechner seine Wünsche mit, auf dem Bildschirm
antwortet die Maschine. Diese Arbeitsweise wird als interaktiv oder als
Terminal-Dialog bezeichnet. Die Tastatur sieht ähnlich aus wie eine Schreib-
maschinentastatur (weshalb Fähigkeiten im Maschinenschreiben nützlich
sind), hat aber ein paar Tasten mehr. Oft gehört auch eine Maus (E: mou-
se, F: souris) oder eine Rollkugel (E: trackball, F: boule de commande) dazu.
Falls Sie mit einem Personal Computer arbeiten, müssen Sie ihn als ers-
tes einschalten. Bei größeren Anlagen, an denen mehrere Leute gleichzeitig
arbeiten, hat dies ein wichtiger und vielgeplagter Mensch für Sie erledigt,
der System-Verwalter, Administrator oder System-Manager. Sie sollten seine
Freundschaft suchen
Fussnote: Laden Sie ihn gelegentlich zu Kaffee und Kuchen oder
einem Viertele Wein ein. Ende Fussnote
.
Nach dem Einschalten lädt der Rechner sein Betriebssystem, er bootet,
wie man so sagt. Booten (E: to boot, F: lancer le système) heißt eigentlich
Bootstrappen und das hinwiederum, sich an den eigenen Stiefelbändern oder
Schnürsenkeln (bootstraps) aus dem Sumpf der Unwissenheit herausziehen
wie weiland der Lügenbaron Karl Friedrich Hieronymus Freiherr von Münch-
hausen an seinem Zopf
Fussnote: Siehe Gottfried August Bürger, Wunderbare Reisen zu
Wasser und zu Lande, Feldzüge und lustige Abenteuer des Frei-
herrn von Münchhausen, wie er dieselben bei der Flasche im Zirkel
seiner Freunde selbst zu erzählen pflegt. Insel Taschenbuch 207,
Insel Verlag Frankfurt (Main) (1976), im 4. Kapitel Ende Fussnote
. Zu Beginn kann der Rechner nämlich noch nicht lesen, muss aber sein Be-
triebssystem vom Massenspeicher lesen, um lesen lernen zu können.
Ist dieser heikle Vorgang erfolgreich abgeschlossen, gibt der Rechner einen
Prompt (E: prompt, F: invite) auf dem Bildschirm aus. Der Prompt ist ein
Zeichen oder eine kurze Zeichengruppe -- beispielsweise ein Pfeil, ein Dollar-
zeichen oder C geteilt durch größer als -- die besagt, dass der Rechner auf
Eingaben wartet. Der Prompt wird auch Systemanfrage, Bereitzeichen oder
Eingabeaufforderung genannt.
Nun dürfen Sie in die Tasten greifen. Bei einem Mehrbenutzersystem er-
wartet der Rechner als erstes Ihre Anmeldung, das heißt die Eingabe des

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Benutzer-Namens (E: user name, F: nom d'utilisateur), unter dem Sie der
Verwalter eingetragen hat. Man sagt auch, er habe Ihnen ein Konto (E: user
account, F: compte d'accès) auf der Maschine eingerichtet. Als nächstes wird
die Eingabe eines Passwortes verlangt. Das Passwort (auch Passphrase ge-
nannt, E: password, F: mot de passe) ist der Schlüssel zum Rechner. Es wird
auf dem Bildschirm nicht angezeigt. Bei der Eingabe von Namen und Pass-
wort sind oft keine Korrekturen zugelassen, Groß- und Kleinschreibung wird
unterschieden. War Ihre Anmeldung in Ordnung, heißt der Rechner Sie herz-
lich willkommen und promptet wieder. Die Arbeit beginnt. Auf einem DOS-
PC geben Sie beispielsweise dir ein, auf einer Linux/UNIX-Anlage ls. Jede
Eingabe wird mit der Eingabe-Taste (auch mit Return, Enter, CR oder einem
geknickten Pfeil nach links bezeichnet; E: return key, F: touche de retour)
abgeschlossen
Fussnote: Manche Systeme unterscheiden zwischen Return- und
Enter-Taste, rien n'est simple. Auf Tastaturen für den kirchlichen
Gebrauch trägt die Taste die Bezeichnung Amen. Ende Fussnote
.
Zum Eingewöhnen führen wir eine kleine Sitzung durch, möglichst im Bei-
sein eines Systemkundigen. Suchen Sie sich ein freies Linux/UNIX-Terminal.
Auf die Aufforderung zur Anmeldung (login:) tippen Sie Ihren Benutzerna-
men ein, Eingabe-Taste nicht vergessen, dann Ihr Passwort. Nach dem Will-
kommensgruß des Systems geben wir folgende Linux/UNIX-Kommandos ein
(Eingabe-Taste!) und versuchen, ihre Bedeutung mithilfe der Online-Referenz
(man-Kommandos) näherungsweise zu verstehen:
who
man who
date
man date
pwd
man pwd
ls
ls -l /bin
man ls
exit
Falls auf dem Bildschirm links unten das Wort more erscheint, betätigen Sie
die Zwischenraum-Taste (E: space bar, F: ). more ist ein Pager, ein Programm,
das einen Text seiten- oder bildschirmweise ausgibt.
Die Grundform eines Linux/UNIX-Kommandos ist:
Kommando -Optionen Argumente
Statt Option findet man auch die Bezeichnung Parameter, Flag oder Schal-
ter. Eine Option modifiziert die Wirkungsweise des Kommandos, beispiels-
weise wird die Ausgabe des Kommandos ls ausführlicher, wenn wir die Op-
tion -l (long) dazuschreiben. Argumente sind Datei-Namen oder andere In-
formationen, die das Kommando benötigt, oben der Verzeichnisname /bin.

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Bei den Namen der Linux/UNIX-Kommandos haben sich ihre Schöpfer et-
was gedacht, nur was, bleibt hin und wieder im Dunkeln. Hinter manchen
Namen steckt auch eine ganze Geschichte, wie man sie in der Newsgruppe
comp.society.folklore im Netz erfährt. Das Kommando exit beendet die Sit-
zung. Es ist ein internes Shell-Kommando und im Handbuch unter der Be-
schreibung der Shell sh zu finden.
Jede Sitzung muss ordnungsgemäß beendet werden. Es reicht nicht, sich
einfach vom Stuhl zu erheben. Laufende Programme -- zum Beispiel ein Edi-
tor -- müssen zu Ende gebracht werden, auf einer Mehrbenutzeranlage meldet
man sich mit einem Kommando ab, das exit, quit, logoff, logout, stop, bye oder
end lautet. Arbeiten Sie mit Fenstern, so findet sich irgendwo am Rand das
Bild eines Knopfes (E: button, F: bouton) namens exit. Ihren eigenen PC dür-
fen Sie selbst herunterfahren und ausschalten, ansonsten erledigt das wieder
der Verwalter. Das Ausschalten des Terminals einer Mehrbenutzeranlage hat
für den Rechner keine Bedeutung, die Sitzung läuft weiter!
Stundenlanges Arbeiten am Bildschirm belastet die Augen, stundenlan-
ges Bücherlesen oder Autofahren genauso. Eine gute Information zu diesem
Thema findet sich in der Universität Gießen unter dem URL:
www.uni-giessen.de/~gkw1/patient/arbeitsplatz.html
1.5 Wo schlägt man nach?
Wenn es um Einzelheiten geht, ist das zu jedem Linux/UNIX-System gehö-
rende und einheitlich aufgebaute Referenz-Handbuch -- auf Papier, CD oder
Bildschirm -- die wichtigste Hilfe
Fussnote: Real programmers don't read manuals, sagt das Netz.
Ende Fussnote
. Es gliedert sich in folgende Sektionen:
? 1 Kommandos und Anwendungsprogramme
? 1M Kommandos zur Systemverwaltung (maintenance)
? 2 Systemaufrufe
? 3C Subroutinen der Standard-C-Bibliothek
? 3M Mathematische Bibliothek
? 3S Subroutinen der Standard-I/O-Bibliothek
? 3X Besondere Bibliotheken
? 4 Datei-Formate oder Geräte-Dateien
? 5 Vermischtes (z. B. Datei-Hierarchie, Zeichensätze) oder Datei-
Formate
? 6 Spiele
? 7 Gerätefiles oder Makros

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? 8 Systemverwaltung
? 9 Glossar oder Kernroutinen
Subroutinen sind in diesem Zusammenhang vorgefertigte Funktionen für ei-
gene Programme, Standardfunktionen oder Unterprogramme mit anderen
Worten. Die erste Seite jeder Sektion ist mit intro betitelt und führt in den In-
halt der Sektion ein. Beim Erwähnen eines Kommandos wird gelegentlich die
Sektion des Handbuchs in Klammern angegeben, da das gleiche Stichwort
in mehreren Sektionen mit unterschiedlicher Bedeutung vorkommen kann,
beispielsweise cpio(1) und cpio(4). Die Einordnung eines Stichwortes in ei-
ne Sektion variiert etwas zwischen verschiedenen Linux/UNIX-Abfüllungen.
Die Eintragungen zu den Kommandos oder Stichwörtern sind wieder gleich
aufgebaut:
? Name (Name des Kommandos)
? Synopsis, Syntax (Gebrauch des Kommandos)
? Remarks (Anmerkungen)
? Description (Beschreibung des Kommandos)
? Return Value (Rückgabewert des Programms)
? Examples (Beispiele)
? Hardware Dependencies (hardwareabhängige Eigenheiten)
? Author (Urheber des Kommandos)
? Files (vom Kommando betroffene Dateien)
? See Also (ähnliche oder verwandte Kommandos)
? Diagnostics (Fehlermeldungen)
? Bugs (Mängel, soweit bekannt)
? Caveats, Warnings (Warnungen)
? International Support (europäische Absonderlichkeiten)
Bei vielen Kommandos finden sich nur Name, Synopsis und Description. Zu
einigen kommt eine Beschreibung mit, die ausgedruckt mehr als hundert Sei-
ten A4 umfasst. Der Zweck des Kommandos wird meist verheimlicht; des-
halb versuche ich, diesen Punkt zu erhellen. Was hilft die Beschreibung eines
Schweißbrenners, wenn Sie nicht wissen, was und warum man schweißt?
Einige Kommandos oder Standardfunktionen haben keinen eigenen Ein-
trag, sondern sind mit anderen zusammengefasst. So findet man das Kom-
mando mv unter der Eintragung für das Kommando cp oder die Standard-
funktion gmtime bei der Standardfunktion ctime. In solchen Fällen muss man
das Sachregister, den Index des Handbuchs befragen. Auf manchen Systemen
findet sich auch ein Kommando apropos, das in den man-Seiten nach Schlüs-
selwörtern sucht.
Mittels des Kommandos man holt man die Einträge aus dem gespeicher-
ten Referenz-Handbuch (On-line-Manual, man-Seiten, man-pages) auf den

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Bildschirm oder Drucker. Das On-line-Manual sollte zu den auf dem System
vorhandenen Kommandos passen, während das papierne Handbuch veraltet
oder verschwunden sein kann. Versuchen Sie folgende Eingaben:
man pwd
man time
man 2 time
man -k time
man man
man man | col -b > manual.txt
man man | col -b | lp
Die Zahlenangabe bei der dritten Eingabe bezieht sich auf die Sektion. Mit
der vierten Zeile erfährt man möglicherweise etwas zum Schlüsselwort time.
Falls nicht, weisen Sie Ihren Verwalter auf das Kommando catman hin. Die
letzten beiden Eingabezeilen geben die Handbuchseiten zum Kommando man
in eine Datei oder auf den Default-Drucker aus (fragen Sie Ihren Arzt oder
Apotheker oder besser Ihren Verwalter, für das Drucken gibt es viele Wege).
Drucken Sie aber nicht das ganze Handbuch aus, die meisten Seiten braucht
man nie.
1.6 Warum verwendet man Computer (nicht)?
Philosophische Interessen sind bei Ingenieuren häufig eine Alterserschei-
nung, meint der Wiener Computerpionier Heinz Zemanek. Ich glaube, das
nötige Alter zu haben, um dann und wann das Wort warum in den Mund
nehmen oder in die Tastatur hacken zu dürfen. Junge Informatiker äußern
diese Frage auch gern. Bei der Umstellung einer hergebrachten Tätigkeit auf
Computer steht oft die Zeitersparnis (= Kostenersparnis) im Vordergrund. Zu-
mindest wird sie als Begründung für die Umstellung herangezogen. Das ist
weitgehend falsch. Während der Umstellung muss doppelgleisig gearbeitet
werden, und hernach erfordert das Rechnersystem eine ständige Pflege. Eini-
ge Arbeiten gehen mit Rechnerhilfe schneller von der Hand, dafür verursacht
der Rechner selbst Arbeit. Auf Dauer sollte ein Gewinn herauskommen, aber
die Erwartungen sind oft überzogen.
Nach drei bis zehn Jahren Betrieb ist ein Rechner veraltet. Die weitere
Benutzung ist unwirtschaftlich, das heißt man könnte mit dem bisherigen
Aufwand an Zeit und Geld eine leistungsfähigere Anlage betreiben oder mit
einer neuen Anlage den Aufwand verringern. Dann stellt sich die Frage, wie
die alten Daten weiterhin verfügbar gehalten werden können. Denken Sie
an die Lochkartenstapel oder Disketten verflossener Jahrzehnte, die heute
nicht mehr lesbar sind, weil es die Maschinen nicht länger gibt. Oft muss
man auch mit der Anlage die Programme wechseln. Der Übergang zu einem
neuen System ist von Zeit zu Zeit unausweichlich, wird aber von Technikern
und Kaufleuten gleichermaßen gefürchtet. Auch dieser Aufwand ist zu be-
rücksichtigen. Mit Papier und Tinte war das einfacher; einen Brief unserer
Urgroßeltern können wir heute noch lesen.

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Deutlicher als der Zeitgewinn ist der Qualitätsgewinn der Arbeitsergeb-
nisse. In einer Buchhaltung sind dank der Unterstützung durch Rechner die
Auswertungen aktueller und differenzierter als früher. Informationen -- zum
Beispiel aus Einkauf und Verkauf -- lassen sich schneller, sicherer und ein-
facher miteinander verknüpfen als auf dem Papierweg. Manuskripte lassen
sich bequemer ändern und besser formatieren als zu Zeiten der mechanischen
Schreibmaschine. Von technischen Zeichnungen lassen sich mit minimalem
Aufwand Varianten herstellen. Mit Simulationsprogrammen können Entwür-
fe getestet werden, ehe man an echte und kostspielige Versuche geht. Litera-
turrecherchen decken heute eine weit größere Menge von Veröffentlichungen
ab als vor vierzig Jahren. Gro'se Datenmengen waren früher gar nicht oder
nur mit Einschränkungen zu bewältigen. Solche Aufgaben kommen beim Su-
chen oder Sortieren sowie bei der numerischen Behandlung von Problemen
aus der Wettervorhersage, der Strömungslehre, der Berechnung von Flug-
bahnen oder Verbrennungsvorgängen vor. Das Durchsuchen umfangreicher
Datensammlungen ist eine Lieblingsbeschäftigung der Rechner.
Noch eine Warnung. Die Arbeit wird durch Rechner nur selten einfacher.
Mit einem Bleistift können die meisten umgehen. Die Benutzung eines Texte-
ditors erfordert eine Einarbeitung, die Ausnutzung aller Möglichkeiten eines
leistungsfähigen Textsystems eine lange Vorbereitung und ständige Weiter-
bildung. Ein Schriftstück wie das vorliegende wäre vor fünfzig Jahren nicht
am Schreibtisch herzustellen gewesen; heute ist das mit Rechnerhilfe kein
Hexenwerk, setzt aber eine eingehende Beschäftigung mit mehreren Pro-
grammen (Editor, LaTeX, RCS, make, dvips, xdvi, xfig und eine Handvoll klei-
nerer Linux/UNIX-Werkzeuge) und Fragen zur Gestaltung von Schriftwerken
voraus.
Man darf nicht vergessen, dass der Rechner ein Werkzeug ist. Er berei-
tet Daten auf, interpretiert sie aber nicht. Er übernimmt keine Verantwor-
tung und handelt nicht nach ethischen Grundsätzen. Er rechnet, aber wertet
nicht. Das ist keine technische Unvollkommenheit, sondern eine grundsätz-
liche Eigenschaft. Die Fähigkeit zur Verantwortung setzt die Willensfreiheit
voraus und diese beinhaltet den eigenen Willen. Ein Rechner, der anfängt,
einen eigenen Willen zu entwickeln, ist ein Fall für die Werkstatt.
Der Rechner soll den Menschen ebensowenig ersetzen wie ein Hammer die
Hand ersetzt, sondern ihn ergänzen. Das hört sich banal an, aber manchmal
ist die Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Rechner schwierig zu erken-
nen. Es ist bequem, die Entscheidung samt der Verantwortung der Maschine
zuzuschieben. Es gibt auch Aufgaben, bei denen der Rechner einen Menschen
ersetzen kann -- wenn nicht heute, dann künftig -- aber dennoch nicht soll.
Nehmen wir zwei Extremfälle. Rufe ich die Telefonnummer 0721/19429 an,
so antwortet ein Automat und teilt mir den Pegelstand des Rheins bei Karls-
ruhe mit. Das ist ok, denn ich will nur die Information bekommen. Ruft man
dagegen die Telefonseelsorge an, erwartet man, dass ein Mensch zuhört, wo-
bei das Zuhören wichtiger ist als das Übermitteln einer Information. So klar
liegen die Verhältnisse nicht immer. Wie sieht es mit dem Rechner als Leh-
rer aus? Darf ein Rechner Studenten prüfen? Soll ein Arzt eine Diagnose vom
Rechner stellen lassen? Ist ein Rechner zuverlässiger als ein Mensch? Ist die

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Künstliche Intelligenz in allen Fällen der Natürlichen Dummheit überlegen?
Soll man die Entscheidung über Krieg und Frieden dem Präsidenten der USA
überlassen oder besser seinem Rechner? Und wenn der Präsident zwar ent-
scheidet, sich aber auf die Auskünfte seines Rechners verlässt? Wer ist dann
wichtiger, der Präsident oder sein Rechner?
Je besser die Rechner funktionieren, desto mehr neigen wir dazu, die Da-
tenwelt für maßgebend zu halten und Abweichungen der realen Welt von der
Datenwelt für Störungen. Hört sich übertrieben an, ist es auch, aber wie lange
noch? Fachliteratur, die nicht in einer Datenbank gespeichert ist, zählt prak-
tisch nicht mehr. Texte, die sich nicht per Rechner in andere Sprachen über-
setzen lassen, gelten als mangelhaft. Bei Meinungsverschiedenheiten über
personenbezogene Daten hat zunächst einmal der Rechner recht, und wenn
er Briefe an Herrn Marianne Meier schreibt. Das lässt sich klären, aber wie
sieht es mit dem Weltbild aus, das die Computerspiele unseren Kindern ver-
mitteln? Welche Welt ist wirklich? Kann man von Spielgeld leben? Haben
die Mitmenschen ein so einfaches Gemüt wie die virtuellen Helden? War Der
längste Tag nur ein Bildschirmspektakel? Brauchten wir 1945 nur neu zu
booten?
Unbehagen bereitet auch manchmal die zunehmende Abhängigkeit vom
Rechner, die bei Störfällen unmittelbar zu spüren ist -- sei es, dass der Rech-
ner streikt oder dass der Strom ausfällt. Da gibt es Augenblicke, in denen sich
die Verwalter fragen, warum sie nicht Minnesänger oder Leuchtturmwärter
geworden sind. Nun, der Mensch war immer abhängig. In der Steinzeit da-
von, dass es genügend viele nicht zu starke Bären gab, später davon, dass das
Wetter die Ernte begünstigte, und heute sind wir auf die Rechner angewie-
sen. Im Unterschied zu früher -- als der erfahrene Bärenjäger die Bärenlage
überblickte -- hat heute der Einzelne nur ein unbestimmtes Gefühl der Ab-
hängigkeit von Dingen, die er nicht kennt und nicht beeinflussen kann.
Mit den Rechnern wird es uns vermutlich ähnlich ergehen wie mit der
Elektrizität: wir werden uns daran gewöhnen. Wie man für Stromausfälle
eine Petroleumlampe und einen Campingkocher bereithält, sollte man für
Rechnerausfälle etwas Papier, einen Bleistift und ein gutes, zum Umblättern
geeignetes Buch zurücklegen.
1.7 Begriffe
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Anwendungsprogramm
? Benutzer, System-Verwalter
? Betriebssystem
? binäre Darstellung
? Bit, Byte, Oktett
? booten
? Dualsystem, Oktalsystem, Hexadezimalsystem

Seite 32
? Hardware, Software
? Informatik
? Kommando, Eingabe-Taste
? Konto, Benutzername, Passwort
? Prompt
? Prozessor, CPU, Arbeitsspeicher, Massenspeicher
? Programmiersprache
? Rechner (Computer)
? Referenz-Handbuch, man-Seiten, man
? Sitzung, anmelden, abmelden
? Speichern, Übermitteln und Verändern von Daten
? Terminal, Bildschirm, Tastatur
? Linux/UNIX-Kommando, Option, Argument
Folgende Linux/UNIX-Kommandos sollten bekannt sein:
? exit
? man
? who
? date
? pwd
? ls
1.8 Memo
(folgt as soon as possible)
1.9 Fragen
(folgen as soon as possible)

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2 Linux/UNIX
2.1 Grundbegriffe
2.1.1 Wozu braucht man ein Betriebssystem?
In der frühen Kindheit der Computer -- schätzungsweise vor 1950 -- hatten die
Maschinen kein Betriebssystem. Die damaligen Computer waren jedoch trotz
ihrer gewaltigen räumlichen Abmessungen logisch sehr übersichtlich, die we-
nigen Benutzer kannten sozusagen jedes Bit persönlich. Beim Programmie-
ren mußte man sich auch um jedes Bit einzeln kümmern. Wollte man etwas
auf der Fernschreibmaschine (so hieß das I/O-Subsystem damals) ausgeben,
so schob man Bit für Bit über die Treiberstufen zu den Elektromagneten. In
heutiger Sprechweise enthielt jedes Anwendungsprogramm sein eigenes Be-
triebssystem.
Die Programmierer waren damals schon so arbeitsscheu (effektivitätsbe-
wußt) wie heute und bemerkten bald, daß dieses Vorgehen nicht zweckmäßig
war. Viele Programmteile wiederholten sich in jeder Anwendung. Man faßte
diese Teile auf einem besonderen Lochkartenstapel oder Lochstreifen zusam-
men, der als Vorspann zu jeder Anwendung eingelesen wurde. Der nächste
Schritt war, den Vorspann nur noch nach dem Einschalten der Maschine ein-
zulesen und im Speicher zu belassen. Damit war das Betriebssystem geboren
und die Trennung von den Anwendungen vollzogen.
Heutige Computer sind räumlich nicht mehr so eindrucksvoll, aber logisch
um Größenordnungen komplexer. Man faßt viele Einzelheiten zu übergeord-
neten Objekten zusammen, man abstrahiert in mehreren Stufen. Der Benut-
zer sieht nur die oberste Schicht der Software, die ihrerseits mit darunter-
liegenden Software-Schichten verkehrt. Zuunterst liegt die Hardware. Ein
solches Schichtenmodell finden wir bei den Netzen wieder. In Wirklichkeit
sind die Schichten nicht sauber getrennt, sondern verzahnt, teils aus histo-
rischen Gründen, teils wegen Effektivität, teils aus Schlamperei. Neben dem
Schichtenmodell werden objektorientierte Ansätze verfolgt, in denen alle har-
ten und weichen Einheiten abgekapselte Objekte sind, die über Nachrichten
miteinander verkehren. Aber auch hier bildet sich eine Hierarchie aus.
Was muß ein Betriebssystem als Minimum enthalten? Nach obigem das,
was alle Anwendungen gleichermaßen benötigen. Das sind die Verbindungen
zur Hardware (CPU, Speicher, I/O) und die Verwaltung von Prozessen und
Daten. Es gibt jedoch Bestrebungen, auch diese Aufgaben in Anwendungs-
programme zu verlagern und dem Betriebssystem nur noch koordinierende
und kontrollierende Tätigkeiten zu überlassen. Vorteile eines solchen Mikro-
Kerns sind Übersichtlichkeit und Anpassungsfähigkeit.
Die Grundfunktionen eines Rechners lassen sich nach dem Gesagten
durch folgende Mittel verwirklichen, wobei sich Geschwindigkeit und Anpas-
sungsfähigkeit widersprechen:

Seite 34
? Hardware (schnell, unflexibel)
? Software
-- Betriebssystem-Kern
-- Systemmodule und Systemaufrufe des Betriebssystems
-- Standardfunktionen einer Programmiersprache, Funktionen höhe-
rer Bibliotheken
Wo die Grenzen gezogen werden, steht dem Entwickler in Grenzen frei.
Wenn ein UNIX-Programmierer heute Daten nach stdout schreibt, setzt
er mehrere Megabyte System-Software in Bewegung, die andere für ihn er-
stellt haben. Als Programmierer dürfte man nur noch im pluralis modestatis
reden.
2.1.2 Verwaltung der Betriebsmittel
Ein Betriebssystem vermittelt zwischen der Hardware und den Benutzern.
Aus Benutzersicht verdeckt es den mühsamen und schwierigen unmittelba-
ren Verkehr mit der Hardware. Der Benutzer braucht sich nicht darum zu sor-
gen, daß zu bestimmten Zeiten bestimmte elektrische Impulse auf bestimm-
ten Leitungen ankommen, er gibt vielmehr nur das Kommando zum Lesen
aus einer Datei namens xyz. Für den Benutzer stellen Hardware plus Be-
triebssystem eine virtuelle Maschine mit einem im Handbuch beschriebenen
Verhalten dar. Was auf der Hardware wirklich abläuft, interessiert nur den
Entwicklungsingenieur. Daraus folgt, daß dieselbe Hardware mit einem an-
deren Betriebssystem eine andere virtuelle Maschine bildet. Ein PC mit PC-
DOS ist ein PC-DOS-Rechner, derselbe PC mit Linux ist ein UNIX-Rechner
mit deutlich anderen Eigenschaften. Im Schichtenmodell stellt jede Schicht
eine virtuelle Maschine für ihren oberen Nachbarn dar, die oberste Schicht
die virtuelle Maschine für den Benutzer.
Aus der Sicht der Hardware sorgt das Betriebssystem dafür, daß die ein-
zelnen Betriebsmittel (Prozessor, Speicher, Ports für Ein- und Ausgabe) den
Benutzern bzw. deren Programmen in einer geordneten Weise zur Verfügung
gestellt werden, so daß sie sich nicht stören. Die Programme dürfen also
nicht selbst auf die Hardware zugreifen, sondern haben ihre Wünsche dem
Betriebssystem mitzuteilen, das sie möglichst sicher und zweckmäßig weiter-
leitet
Fussnote: Ein Nachteil von PC-DOS ist, daß ein Programmierer di-
rekt die Hardware ansprechen kann und sich so um das Betriebs-
system herummogelt. Ende Fussnote
Neben den harten, körperlich vorhandenen Betriebsmitteln kann man
auch Software als Betriebsmittel ansehen. Für den Benutzer macht es un-
ter UNIX keinen Unterschied, ob er einen Text auf einen Massenspeicher
schreibt oder dem Electronic Mail System übergibt, das aus ein paar Dräh-
ten und viel Software besteht. Schließlich gibt es virtuelle Betriebsmittel, die

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für den Benutzer oder seinen Prozess scheinbar vorhanden sind, in Wirklich-
keit aber durch Hard- und Software vorgegaukelt werden. Beipielsweise wird
unter UNIX der immer zu kleine Arbeitsspeicher scheinbar vergrößert, in-
dem man Massenspeicher zu Hilfe nimmt. Dazu gleich mehr. Auch zwischen
harten und virtuellen Druckern sind vielfältige Beziehungen herstellbar. Der
Zweck dieser Scheinwelt
Fussnote: In UNIX kann ein Benutzer, den es nicht gibt (ein Dä-
mon), eine Datei, die es nicht gibt (eine Datenbank-View), auf ei-
nem Drucker, den es nicht gibt (ein logischer Drucker), ausgeben,
und es kommt am Ende ein reales Blatt Papier heraus. Ende Fuss-
note
ist, den Benutzer von den Beschränkungen der harten Welt zu befreien. Die
Kosten dafür sind eine erhöhte Komplexität des Betriebssystems und Zeit.
Reichlich reale Betriebsmittel sind immer noch das Beste.
An fast allen Aktivitäten des Computers ist der zentrale Prozessor betei-
ligt. Ein Prozessor erledigt zu einem Zeitpunkt immer nur einen Auftrag.
Der Verteilung der Prozessorzeit kommt daher eine besondere Bedeutung
zu. Wenn in einem leistungsfähigen Betriebssystem wie UNIX mehrere Pro-
gramme (genauer: Prozesse) gleichzeitig Prozessorzeit verlangen, teilt das
Betriebssystem jedem nacheinander eine kurze Zeitspanne zu, die nicht im-
mer ausreicht, den jeweiligen Prozess zu Ende zu bringen. Ist die Zeitspanne
(im Millisekundenbereich) abgelaufen, beendet das Betriebssystem den Pro-
zess vorläufig und reiht ihn wieder in die Warteschlange ein. Nach Bedienung
aller anstehenden Prozesse beginnt das Betriebssystem wieder beim ersten,
so daß bei den Benutzern der Eindruck mehrerer gleichzeitig laufender Pro-
zesse entsteht. Man spricht von Quasi- oder Pseudo-Parallelität. Dieser Vor-
gang läßt sich durch eine gleichmäßig rotierende Zeitscheibe veranschauli-
chen, von der jeder Prozess einen Sektor bekommt. Die Sektoren brauchen
nicht gleich groß zu sein. Diese Form der Auftragsabwicklung wird präempti-
ves oder verdrängendes Multi-Tasking genannt (lat. praeemere = durch Vor-
kaufsrecht erwerben). Das Betriebssystem hat sozusagen ein Vorkaufsrecht
auf die Prozessorzeit und verdrängt andere Prozesse nach Erreichen eines
Zeitlimits.
Einfachere Betriebssysteme (MacOS bis Version 9, Microsoft Windows bis
Version 98) verwalten zwar auch eine Warteschlange von Prozessen, vollen-
den aber einen Auftrag, ehe der nächste an die Reihe kommt. Die Prozesse
können sich kooperativ zeigen und den Platz an der Sonne freiwillig räumen,
um ihren Mitbewerbern eine Chance zu geben; das Betriebssystem erzwingt
dies jedoch nicht. Versucht ein nicht-kooperativer Prozess, die größte Prim-
zahl zu berechnen, warten die Mitbenutzer lange. Noch einfachere Betriebs-
systeme (PC-DOS) richten nicht einmal eine Warteschlange ein.
Den Algorithmus zur Verteilung der Prozessorzeit (scheduling algorithm)
kann man verfeinern. So gibt es Prozesse, die wenig Zeit beanspruchen, die-
se aber sofort haben möchten (Terminaldialog), andere brauchen mehr Zeit,
aber nicht sofort (Hintergrundprozesse). Ein Prozess, das auf andere Aktio-
nen warten muß, zum Beispiel auf die Eingabe von Daten, sollte vorüberge-

Seite 36
hend aus der Verteilung ausscheiden. Man muß sich vor Augen halten, daß
die Prozessoren heute mit hundert Millionen Takten und mehr pro Sekun-
de arbeiten. Mit einem einzelnen Bildschirmdialog langweilt sich schon ein
Prozessor für zwo fuffzich.
Das Programm, das der Prozessor gerade abarbeitet, muß sich im Arbeits-
speicher befinden. Wenn der Prozessor mehrere Programme gleichzeitig in
Arbeit hat, sollten sie auch gleichzeitig im Arbeitsspeicher liegen, denn ein
ständiges Ein- und Auslagern vom bzw. zum Massenspeicher kostet Zeit. Nun
sind die Arbeitsspeicher selten so groß, daß sie bei starkem Andrang alle Pro-
gramme fassen, also kommt man um das Auslagern doch nicht ganz herum.
Das Auslagern des momentan am wenigsten dringend benötigten Programms
als Ganzes wird als Swapping oder Speicheraustauschverfahren bezeichnet.
Programm samt momentanen Daten kommen auf die Swapping Area (Swap-
Datei) des Massenspeichers (Platte). Dieser sollte möglichst schnell sein,
Swappen auf Band ist der allerletzte Ausweg. Bei Bedarf werden Programm
und Daten in den Arbeitsspeicher zurückgeholt. Ein einzelnes Programm mit
seinen Daten darf nicht größer sein als der verfügbare Arbeitsspeicher.
Bei einer anderen Technik werden Programme und Daten in Seiten (pa-
ges) unterteilt und nur die augenblicklich benötigten Seiten im Arbeitsspei-
cher gehalten. Die übrigen Seiten liegen auf dem Massenspeicher auf Abruf.
Hier darf eine Seite nicht größer sein als der verfügbare Arbeitsspeicher. Da
ein Programm aus vielen Seiten bestehen kann, darf seine Größe die des Ar-
beitsspeichers erheblich übersteigen. Dieses Paging oder Seitensteuerungs-
verfahren hat also Vorteile gegenüber dem Swapping.
Bei starkem Andrang kommt es vor, daß der Prozessor mehr mit Aus- und
Einlagern beschäftigt ist als mit nutzbringender Arbeit. Dieses sogenannte
Seitenflattern (trashing) muß durch eine zweckmäßige Konfiguration (Ver-
längerung der einem Prozess minimal zur Verfügung stehenden Zeit) oder ei-
ne Vergrößerung des Arbeitsspeichers verhindert werden. Auch ein Swapping
oder Paging übers Netz ist durch ausreichend Arbeitsspeicher oder lokalen
Massenspeicher zu vermeiden, da es viel Zeit kostet und das Netz belastet.
2.1.3 Verwaltung der Daten
Die Verwaltung der Daten des Systems und der Benutzer in einem Datei-
System ist die zweite Aufgabe des Betriebssystems. Auch hier schirmt das
Betriebssystem den Benutzer vor dem unmittelbaren Verkehr mit der Hard-
ware ab. Wie die Daten physikalisch auf den Massenspeichern abgelegt sind,
interessiert ihn nicht, sondern nur die logische Organisation, beispielsweise
in einem Baum von Verzeichnissen. Für den Benutzer ist eine Datei eine zu-
sammengehörige Menge von Daten, die er über den Dateinamen anspricht.
Daß die Daten einer Datei physikalisch über mehrere, nicht zusammenhän-
gende Bereiche auf der Festplatte verstreut sein können, geht nur das Be-
triebssystem etwas an. Eine Datei kann sogar über mehrere Platten, unter
Umständen auf mehrere Computer verteilt sein. Im schlimmsten Fall exis-
tiert die Datei, mit dem der Benutzer zu arbeiten wähnt, überhaupt nicht,
sondern wird aus Teilen verschiedener Dateien bei Bedarf zusammengesetzt.

Seite 37
Beim Arbeiten mit Datenbanken kommt das vor. Zum Benutzer hin sehen
alle UNIX-Datei-Systeme gleich aus, zur Hardware hin gibt es jedoch Unter-
schiede. Einzelheiten siehe im Referenz-Handbuch unter fs(4).
2.1.4 Einteilung der Betriebssysteme
Nach ihrem Zeitverhalten werden Betriebssysteme eingeteilt in:
? Batch-Systeme
? Dialog-Systeme
? Echtzeit-Systeme
wobei gemischte Formen die Regel sind.
In einem Stapel- oder Batch-System werden die Aufträge (Jobs) in eine
externe Warteschlange eingereiht und unter Beachtung von Prioritäten und
weiteren, der Effizienz und Gerechtigkeit dienenden Gesichtspunkten abge-
arbeitet, ein Auftrag nach dem anderen. Einige Tage später holt der Benutzer
seine Ergebnisse ab. Diese Arbeitsweise war früher -- vor UNIX -- die einzi-
ge und ist heute noch auf Großrechenanlagen verbreitet. Zur Programment-
wicklung mit wiederholten Testläufen und Fehlerkorrekturen ist sie prak-
tisch nicht zu gebrauchen.
Bei einem Dialog-System arbeitet der Benutzer an einem Terminal in
unmittelbarem Kontakt mit der Maschine. Die Reaktionen auf Tastatur-
Eingaben erfolgen nach menschlichen Maßstäben sofort, nur bei Überlastung
der Anlage kommen sie zäher. Alle in die Maschine eingegebenen Aufträge
sind sofort aktiv und konkurrieren um Prozessorzeit und die weiteren Be-
triebsmittel, die nach ausgeklügelten Gesichtspunkten zugewiesen werden.
Es gibt keine externe Warteschlange für die Aufträge. UNIX ist in erster Li-
nie ein Dialogsystem.
In einem Echtzeit-System bestimmt der Programmierer oder System-
Manager das Zeitverhalten völlig. Für kritische Programmteile wird eine
maximale Ausführungsdauer garantiert. Das Zeitverhalten ist unter allen
Umständen vorhersagbar. UNIX ist infolge der Pufferung der Datenströ-
me zunächst kein Echtzeit-System. Es gibt aber Erweiterungen, die UN-
IX für Echtzeit-Aufgaben geeignet machen, siehe Abschnitt 2.12 Echtzeit-
Erweiterungen auf Seite 249.
Nach der Anzahl der scheinbar gleichzeitig bearbeiteten Aufträge -- wir
haben darüber schon gesprochen -- unterscheidet man:
? Single-Tasking-Systeme
? Multi-Tasking-Systeme
-- kooperative Multi-Tasking-Systeme
-- präemptive Multi-Tasking-Systeme
Nach der Anzahl der gleichzeitig angemeldeten Benutzer findet man eine
Einteilung in:
? Single-User-Systeme

Seite 38
? Multi-User-Systeme
Ein Multi-User-System ist praktisch immer zugleich ein Multi-Tasking-
System, andernfalls könnten sich die Benutzer nur gemeinsam derselben
Aufgabe widmen. Das ist denkbar, uns aber noch nie über den Weg gelaufen
(Teilhaber- oder Transaktionsbetrieb, soll bei Buchungs- oder Auskunftssyz-
temen vorkommen). Ein Multi-User-System enthält vor allem Vorrichtungen,
die verhindern, daß sich die Benutzer in die Quere kommen (Benutzerkonten,
Zugriffsrechte an Dateien).
Schließlich gibt es, bedingt durch den Wunsch nach immer mehr Rechen-
leistung, die Vernetzung und die Entwicklung von Computern mit mehreren
Zentralprozessoren, seit einigen Jahren:
? Einprozessor-Systeme
? Mehrprozessor-Systeme
Ein Sonderfall der Mehrprozessor-Systeme sind Netz-Betriebssysteme, die
mehrere über ein Netz verteilte Prozessoren wie einen einzigen Computer
verwalten, im Gegensatz zu Netzen aus selbständigen Computern mit jeweils
einer eigenen Kopie eines Betriebssystems, das Netzfunktionen unterstützt.
Stellt man die Einteilungen in einem vierdimensionalen Koordinaten-
system dar, so besetzen die wirklichen Systeme längst nicht jeden Schnitt-
punkt, außerdem gibt es Übergangsformen. PC-DOS ist ein Dialogsystem mit
Single-Tasking-Fähigkeiten für einen einzelnen Prozessor und einen einzel-
nen Benutzer. IBM-OS/2 ist ein Dialogsystem mit Multi-Tasking-Fähigkeiten,
ebenfalls für einen einzelnen Prozessor und einen einzelnen Benutzer. UNIX
ist ein Dialogsystem mit Multi-Tasking-Fähigkeiten für mehrere Benutzer
und verschiedene Prozessorentypen, in jüngerer Zeit erweitert um Echtzeit-
Funktionen und Unterstützung mehrerer paralleler Prozessoren. Das Be-
triebssystem Hewlett-Packard RTE VI/VM für die Maschinen der HP 1000-
Reihe war ein echtes Echtzeit-System mit einer einfachen Batch-Verwaltung.
Die IBM 3090 lief unter dem Betriebssystem MVS mit Dialog- und Batch-
Betrieb (TSO bzw. Job Control Language). Novell NetWare ist ein Netz-
Betriebssystem, das auf vernetzten PCs anstelle von PC-DOS oder OS/2 läuft,
wohingegen das Internet aus selbständigen Computern unter verschiedenen
Betriebssystemen besteht.
Um einen Brief zu schreiben oder die Primzahlen bis 100000 auszurech-
nen, reicht PC-DOS. Soll daneben ein Fax-Programm sende- und empfangsbe-
reit sein und vielleicht noch die Mitgliederliste eines Vereins sortiert werden,
braucht man IBM OS/2 oder Microsoft Windows NT. Wollen mehrere Benut-
zer gleichzeitig auf dem System arbeiten, muß es UNIX sein. Arbeitet man
in internationalen Netzen, ist UNIX der Standard. UNIX läuft zur Not auf
einem einfachen PC mit Disketten, aber für das, was man heute von UNIX
verlangt, ist ein PC mit einem Intel 80386, 8 MB Arbeitsspeicher und einer
200-MB-Festplatte die untere Grenze.

Seite 39
2.1.5 Laden des Betriebssystems
Ein Betriebssystem wie PC-DOS oder UNIX wird auf Bändern, CD-ROMs,
Disketten oder über das Netz geliefert. Die Installation auf den Massen-
speicher gehört zu den Aufgaben des System-Managers und wird im Ab-
schnitt 2.14 Systemverwaltung auf Seite 261 beschrieben. Es ist mehr als
ein einfacher Kopiervorgang.
Uns beschäftigt hier die Frage, wie beim Starten des Systems die Hardwa-
re, die zunächst noch gar nichts kann, das Betriebssystem vom Massenspei-
cher in den Arbeitsspeicher lädt. Als kaltes Booten oder Kaltstart bezeichnet
man einen Start vom Einschalten des Starkstroms an, als warmes Booten
oder Warmstart einen erneuten Startvorgang einer bereits laufenden und da-
her warmen Maschine. Beim Warmstart entfallen einige der ersten Schritte
(Tests).
Nach dem Einschalten wird ein einfaches Leseprogramm entweder Bit für
Bit über eine besondere Tastatur eingegeben oder von einem permanenten
Speicher (Boot-ROM) im System geholt. Mittels dieses Leseprogramms wird
anschließend das Betriebssystem vom Massenspeicher gelesen, und dann
kann es losgehen.
Beim Booten wird das Betriebssystem zunächst auf einem entfernbaren
Datenträger (Band, CD-ROM, Diskette) gesucht, dann auf der Festplatte. Auf
diese Weise läßt sich in einem bestehenden System auch einmal ein anderes
Betriebssystem laden, zum Beispiel Linux statt PC-DOS, oder bei Beschädi-
gung des Betriebssystems auf der Platte der Start von einer Diskette oder
einem Band durchführen.
2.2 Das Besondere an UNIX
2.2.1 Die präunicische Zeit
Der Gedanke, Rechenvorgänge durch mechanische Systeme darzustellen, ist
alt. Dass wir heute elektronische Systeme bevorzugen -- und vielleicht in Zu-
kunft optische Systeme -- ist ein technologischer Fortschritt, kein grundsätzli-
cher. Umgekehrt hat man Zahlen schon immer dazu benutzt, Gegebenheiten
aus der Welt der Dinge zu vertreten.
Wenn in der Jungsteinzeit ein Hirte -- sein Name sei Ötzi -- sichergehen
wollte, dass er abends genau so viel Stück Vieh heimbrachte, wie er mor-
gens auf die Weide getrieben hatte, stand ihm nicht einmal ein Zahlensys-
tem zur Verfügung, das nennenswert über die Zahl zwei hinausging. Da er
nicht dumm war, wusste er sich zu helfen und bildete die Menge seines Viehs
umkehrbar eindeutig auf eine Menge kleiner Steinchen ab, die er in einem
Beutel bei sich trug. Blieb abends ein Steinchen übrig, fehlte ein Stück Vieh.
Die Erkenntnis, dass Mengen andere Mengen in Bezug auf eine bestimmte
Eigenschaft (hier die Anzahl) vertreten können, war ein gewaltiger Sprung
und der Beginn der Angewandten Mathematik.
Mit Zahlensystemen taten sich die Menschen früher schwer. Die Griechen
-- denen die Mathematik viel verdankt -- hatten zwei zum Rechnen gleicher-

Seite 40
maßen ungeeignete Zahlensysteme. Das milesische System bildete die Zahlen
1 bis 9, 10 bis 90, 100 bis 900 auf das Alphabet ab, die Zahl 222 schrieb sich
also ???. Das attische oder akrophonische System verwendete die Anfangs-
buchstaben der Zahlwörter, die Zehn (deka) wurde als ? geschrieben. Einen
Algorithmus wie das Sieb des Erathostenes konnte nur ein Grieche ersinnen,
dessen Zahlensystem vom Rechnen abschreckte.
Die Römer, deren Zahlenschreibweise wir heute noch allgemein kennen
und für bestimmte Zwecke verwenden -- siehe die Seitennumerierung zu An-
fang des Buches oder das Verkehrszeichen Nr. E.5.3 der BinSchStrO -- hatten
auch nur bessere Strichlisten. Über ihre Rechenweise ist wenig bekannt. Si-
cher ist, dass sie wie Ötzi Steinchen (calculi) gebrauchten.
Erst mit dem Stellenwertsystem der Araber und Inder wurde das Rech-
nen einfacher. Mit dem Einspluseins, dem Einmaleins und ein paar Regeln
löst heute ein Kind arithmetische Aufgaben, deren Bewältigung im Altertum
Bewunderung erregt oder im Mittelalter zu einer thermischen Entsorgung ge-
führt hätte. Versuchen Sie einmal, römische Zahlen zu multiplizieren. Dann
lernen Sie das Stellenwertsystem zu schätzen.
Seither sind Fortschritte erzielt worden, die recht praktisch sind, aber am
Wesen des Umgangs mit Zahlen nichts ändern. Wir schieben keine Steinchen
mehr über Rechentafeln, sondern Bits durch Register. Macht das einen Unter-
schied?
2.2.2 Entstehung
A long time ago in a galaxy far, far away ... so entstand UNIX nicht. Seine Ent-
wicklung ist dennoch ungewöhnlich und auch heute noch für Überraschungen
gut. Ende der sechziger Jahre schrieben sich zwei Mitarbeiter der Bell-Labs
des AT&T-Konzerns, Ken Thompson und Dennis Ritchie, ein Betriebssystem
zu ihrem eigenen Gebrauch
Fussnote: Eine authentische Zusammenfassung findet sich in
The Bell System Technical Journal, Vol. 57, July-August 1978,
Nr.6, Part 2, p. 1897 - 2312. Ähnlich auch im WWW: www.bell-
labs.com/history/unix/. Ende Fussnote
. Vorläufer reichen bis in den Anfang der sechziger Jahre zurück. Ihre Re-
chenanlage war eine ausgediente DEC PDP 7. Im Jahr 1970 prägte ein drit-
ter Mitarbeiter, Brian Kernighan, den Namen UNIX (Plural: UNICES oder
deutsch auch UNIXe) für das Betriebssystem, außerdem wurde die PDP 7
durch eine PDP 11/20
Fussnote: Die PDP 11 hatte einen Adressraum von 64 KByte. Ein
PC/AT hatte einen Adressraum von wenigstens 16 MByte. Wenn
UNIX allmählich zu einem Speicherfresser wird, liegt das nicht
am Konzept, sondern daran, dass immer mehr hineingepackt wird.
Ende Fussnote
ersetzt, um ein firmeninternes Textprojekt durchzuführen.

Seite 41
Der Name UNIX geht auf die indoeuropäische Wurzel *oinos zurück,
karlsruherisch oins, neuhochdeutsch eins, mit Verwandten in allen indoeu-
ropäischen Sprachen, die außer der baren Zahl einzigartig, außerordentlich
bedeuten. UNIX hatte einen Vorgänger namens MULTICS (Multiplexed In-
formation and Computing Service)
Fussnote: www.multicians.org/ Ende Fussnote
, der bereits viele Ideen vorwegnahm, aber für die damaligen Hardware-
und Programmiermöglichkeiten wohl etwas zu anspruchsvoll war und er-
folglos blieb. Ken Thompson magerte MULTICS ab, bis es zuverlässig im
Ein-Benutzer-Betrieb lief, daher UNIX. Inzwischen hat UNIX wieder zuge-
nommen und ist -- im Widerspruch zu seinem Namen -- das Mehr-Benutzer-
System.
Dennis Ritchie entwickelte auch eine neue Programmiersprache, die C ge-
tauft wurde (ein Vorgänger hieß B). Das UNIX-System wurde 1973 weitge-
hend auf diese Sprache umgeschrieben, um es besser erweitern und auf neue
Computer übertragen zu können.
1975 wurde UNIX erstmals -- gegen eine Schutzgebühr -- an andere abge-
geben, hauptsächlich an Universitäten. Vor allem die University of Califor-
nia in Berkeley beschäftigte sich mit UNIX und erweiterte es. Die Berkeley-
Versionen -- mit der Abkürzung BSD (Berkeley Software Distribution) verse-
hen -- leiten sich von der Version 7 von AT&T aus dem Jahr 1979 her. Die
BSD hat einen bedeutenden Einfluss auf das UNIX ausgeübt, wie wir es heu-
te kennen.
Seit 1983 wird UNIX von AT&T als System V vermarktet. Die lange Ent-
wicklungszeit ohne den Einfluss kaufmännischer Interessen ist UNIX gut
bekommen. AT&T vergab Lizenzen für die Nutzung der Programme, nicht
für den Namen. Deshalb musste jeder Nutzer sein UNIX anders nennen:
Hewlett-Packard wählte HP-UX, Siemens SINIX, DEC ULTRIX, Sun SunOS
und Solaris, Apple A/UX, Silicon Graphics wählte Irix, sogar IBM nahm das
ungeliebte, weil fremde Kind unter dem Namen AIX auf. Von den NeXT-
Rechnern ist NeXTstep übriggeblieben, das auf unterschiedlicher Hardware
läuft, unter anderem auf den HP 9000/7*. Openstep ist eine Fortführung in
Form von Open Source im Netz. Im Jahr 2001 erlebte NeXTstep eine Wie-
dergeburt als Mac OS X. Eine frühe Portierung von UNIX auf PCs hieß XE-
NIX und machte seinerzeit die Hälfte aller UNIX-Installationen aus. UNIX
ist heute also zum einen ein geschützter Name, ursprünglich dem AT&T-
Konzern gehörend, und zum anderen ein Gattungsname für miteinander ver-
wandte Betriebssysteme von AIX bis XINU.
Die UNIX-Abfüllung von Hewlett-Packard -- HP-UX -- entstand 1982 und
wurzelt in UNIX System III und Berkeley 4.1 BSD. Hewlett-Packard hat eige-
ne Beiträge zur Grafik, Kommunikation, Datenverwaltung und zu Echtzeit-
funktionen geleistet. In Europa gilt Siemens-Nixdorf mit SINIX als führender
UNIX-Hersteller.
Im Jahr 1991 hat AT&T die UNIX-Geschäfte in eine Tochtergesellschaft
namens Unix System Laboratories (USL) ausgelagert, mit der der ameri-
kanische Netzhersteller Novell 1992 ein gemeinsames Unternehmen Univel

Seite 42
gegründet hat. Anfang 1993 schließlich hat Novell USL übernommen. Ende
1993 hat Novell den Namen UNIX und die Spezifikationen der 1988 gegrün-
deten Open Software Foundation (OSF) vermacht, den Programmcode jedoch
der Firma SCO.
Die Open Software Foundation (OSF) arbeitet ebenfalls an einer neuen,
von AT&T unabhängigen Verwirklichung eines UNIX-Systems unter dem Na-
men OSF/1. Dieses System wird von den Mitgliedern der OSF (IBM, Hewlett-
Packard, DEC, Bull, Siemens u. a.) angeboten werden. Die Open Software
Foundation ist heute nach ihrem Zusmmenschluss mit X/Open im Jahre 1996
unter dem Namen Open Group ein Konsortium mehrerer Firmen mit dem
Ziel, die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Software-Produkten zu
verbessern. Die Open Group gibt die Single UNIX Specification heraus (siehe
unten) und ist Inhaberin des geschützten Namens UNIX.
Die Väter von UNIX in den Bell Labs von AT&T -- vor allem Rob Pike
und Ken Thompson -- haben sich nicht auf ihren Lorbeeren ausgeruht und
ein neues experimentelles Betriebssystem namens Plan9 entwickelt, das in
bewährter Weise seit Herbst 1992 an Universitäten weitergegeben wird. Es
behält die Vorteile von UNIX wie das Klarkommen mit heterogener Hardware
bei, läuft auf vernetzten Prozessoren (verteiltes Betriebssystem), kennt 16-
bit-Zeichensätze und versucht, den Aufwand an Software zu minimieren, was
angesichts der Entwicklung des alten UNIX und des X Window Systems als
besonderer Vorzug zu werten ist.
Seit 1985 läuft an der Carnegie-Mellon-Universität in Pittsburgh ein Pro-
jekt mit dem Ziel, einen von Grund auf neuen UNIX-Kernel unter Berück-
sichtigung moderner Erkenntnisse und Anforderungen zu entwickeln. Das
System namens Mach arbeitet bereits auf einigen Anlagen (zum Beispiel un-
ter dem Namen NeXTstep). Ob es einen eigenen Zweig begründen wird wie
seinerzeit das Berkeley-System und ob dieser im Lauf der Jahre wieder in die
Linie von AT&T einmünden wird, weiß niemand zu sagen.
Das amerikanische Institute of Electrical and Electronics Engineers (IE-
EE) hat seit 1986 einen Standard namens POSIX (IEEE Standard 1003.1-
1988 Portable Operating System Interface for Computer Environments)
geschaffen, der die grundsätzlichen Anforderungen an UNIX-Systeme be-
schreibt, genauer gesagt an POSIX-konforme Betriebssysteme, wie sie auch
immer heißen mögen. Im Jahr 1990 wurde POSIX mit leichten Änderungen
als International Standard ISO/IEC 9945-1:1990 angenommen. Der Stan-
dard ist leider nur gegen Bares vom IEEE zu haben. POSIX wird von der
US-Regierung und der europäischen x/OPEN-Gruppe unterstützt und soll
dazu führen, dass Software ohne Änderungen auf allen POSIX-konformen
Systemen läuft. POSIX beschreibt eine Sammlung von Funktionen, die ein
konformes Betriebssystem mindestens zur Verfügung stellen muss und die
ein konformes Anwendungsprogramm höchstens benötigen darf. In welcher
Form (Systemaufrufe oder Bibliotheksfunktionen) oder Sprache (C, FORT-
RAN, ADA) die Funktionssammlung verwirklicht wird, lässt der Standard
offen. Trotzdem besteht eine enge Verbindung zwischen POSIX und C nach
ISO/IEC 9899. POSIX selbst ist also kein Betriebssystem.

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Die Bemühungen um die Einheit der UNIX-Welt führten 1998 zur Bildung
der Austin-Group aus Vertretern des Open Group-Konsortiums, der IEEE
und der Internationalen Normenorganisation ISO/IEC. Die Gruppe hat die
Single UNIX Specification erarbeitet, die gegenwärtig in Version 3 kostenfrei
zum Lesen oder Herunterladen im Web steht (www.unix-systems.org/) und
gemeinsamer Standard der drei beteiligten Einrichtungen ist. Ob die Spezifi-
kation einmal POSIX ablöst, muss die Zukunft zeigen.
Neben diesen kommerziellen UNIXen gibt es mehr oder weniger freie Ab-
kömmlinge. An einigen Universitäten sind UNIX-Systeme ohne Verwendung
des ursprünglichen UNIX von AT&T entstanden, um sie uneingeschränkt im
Unterricht oder für Experimente einsetzen zu können. Die bekanntesten sind
MINIX, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD und Linux. MINIX war vor allem als
Demonstrationsobjekt für den Unterricht gedacht. FreeBSD ist für den PC
optimiert und hat heute noch eine enge Verbindung zu BSD. NetBSD legt
großen Wert auf klare Strukturen und gute Portierbarkeit. OpenBSD leitet
sich von NetBSD her und betont Sicherheitsaspekte. Linux schließlich ist zum
populärsten UNIX geworden, vielleicht weil sein Schöpfer Linus B. Torvalds
im richtigen Zeitpunkt das Internet in die Entwicklung und Verbreitung ein-
bezogen hat. Der Name Linux ist als Markenname geschützt. Es ist auf dem
Weg, zum Maß aller universellen Betriebssysteme zu werden. Nachdem In-
stallationswerkzeuge und grafische Benutzer-Oberflächen für Linux und die
BSD-Verwandtschaft verfügbar sind, gibt es keinen Grund, für weniger Lei-
stung mehr Geld auszugeben.
Da man zum Arbeiten außer dem Kern des Betriebssystems und der Shell
noch eine Vielzahl von Anwendungen oder Werkzeugen braucht und das Zu-
sammensuchen dieses Bündels mühsam ist, haben Firmen oder Organisatio-
nen die Mühe übernommen und stellen die Bündel als Distribution ins Netz
oder auf CD/DVDs im Handel zur Verfügung. Bekannte Distributionen sind
Debian, SuSE, Red Hat und Mandrake. Global gibt es etwa zweihundert, teil-
weise mit speziellen Zielsetzungen. Näheres siehe Abschnitt 2.13.2.3 Distri-
butionen auf Seite 254. Weil die Distributionen bei allen Vorzügen auch die
Gefahr der Entwicklung in verschiedene Richtungen bergen, hat sich das Li-
nux Standard Base Project (LSB, www.linuxbase.org/) zum Ziel gesetzt, ver-
bindliche Richtlinien und Tests für die Konformität zu entwickeln. Das Pro-
jekt verfolgt ähnliche Ziele wie POSIX, aber auf einem anderen Feld.
Das GNU-Projekt der Free Software Foundation Inc., einer Stiftung, ver-
folgt das Ziel, der UNIX-Welt Software im Quellcode ohne Kosten zur Ver-
fügung zu stellen. Treibende Kraft ist Richard Matthew Stallman, the Last
of the True Hackers. Der Gedanke hinter dem Projekt ist, dass jeder UNIX-
Programmierer Software schreibt und braucht und unter dem Strich besser
fährt, wenn er sich als Geber und Nehmer an GNU beteiligt. Einige große Pro-
gramme (C-Compiler, Gnuplot, Ghostscript) sind bereits veröffentlicht, siehe
Abschnitt 2.2.6 GNU is not UNIX auf Seite 48. Der erste Betriebssystem-
Kernel namens Hurd kam 1996 heraus. Viel aus dem GNU-Projekt findet
sich auch bei Linux
Fussnote: Linux ist das moderne Betriebssystem, das den Zeitgeist
widerspiegelt und den gehobenen Bedürfnissen einer neuen Gene-

Seite 44
ration entspricht: kreativ im Gebrauch, innovativ und zeitgemäß.
Ich arbeite trotzdem damit. Ende Fussnote
wieder, an dem inzwischen ganze Heerscharen freiwilliger Programmierer
unentgeltlich mitarbeiten. Programmieren kann auch ein Steckenpferd sein,
wie Angeln oder Schrauben.
Schließlich gehört heute zu einem UNIX-System die grafische, netzfähige
Benutzeroberfläche X Window System, die zwar vom Kern her gesehen nur
eine Anwendung und daher nicht notwendig ist, für den Benutzer jedoch das
Erscheinungsbild von UNIX bestimmt.
Weiteres zur UNIX-Familie findet man im World Wide Web (WWW) unter
folgenden Uniform Resource Locators (URLs):
? www.pasc.org/abstracts/posix.htm
? www.freebsd.org/
? wwww.netbsd.org/
? www.openbsd.org/
? www.linux.org/
? plan9.bell-labs.com/plan9/
? www.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/
project/mach/public/www/mach.html
? www.cs.utah.edu/projects/flexmach/
mach4/html/Mach4-proj.html
? www.gnu.org/ (Free Software Foundation)
? www.opengroup.org/ (OSF, X Window System)
sowie auf den Seiten der kommerziellen Hersteller.
Alle diese UNIX-Systeme sind in den wesentlichen Zügen gleich. Sie bau-
en aber auf verschiedenen Versionen von UNIX auf -- vor allem unterscheiden
sich der AT&T-Zweig und der Berkeley-Zweig -- und weichen daher in Einzel-
heiten (Dateinamen, Einordnung von Dateien in Verzeichnisse, Kommando-
Optionen) voneinander ab. Dennoch sind die Unterschiede gering im Ver-
gleich zu den Unterschieden zwischen grundsätzlich fremden Systemen.
Trotz aller Verwandschaft der UNIXe ist Vorsicht geboten, wenn es heißt,
irgendeine Hard- oder Software sei für UNIXverfügbar. Das ist bestenfalls die
halbe Wahrheit. Bei Hardware kann die Verbindung zum UNIX-System schon
an mechanischen Problemen scheitern. Eine Modemkarte für einen IBM-PC
passt weder mechanisch noch elektrisch in eine HP 9000/712. Ausführbare
Programme sind für einen bestimmten Prozessor kompiliert und nicht über-
tragbar, sie sind nicht binärkompatibel. Nur der Quellcode von Programmen,
die für UNIX-Systeme geschrieben worden sind, lässt sich zwischen UNIX-
Systemen austauschen, unter Umständen mit leichten Anpassungen.

Seite 45
2.2.3 Vor- und Nachteile
Niemand behauptet, UNIX sei das beste aller Betriebssysteme. Im Gegenteil,
manche Computerhersteller halten ihre eigenen (proprietären) Betriebssys-
teme für besser
Fussnote: Real programmers use IBM OS/370. Ende Fussnote
. Aber: ein IBM-Betriebssystem läuft nicht auf einem HP-Rechner und umge-
kehrt. UNIX hingegen stammt von einer Firma, die nicht als Computerher-
steller aufgefallen ist, wird von vielen Personen und Firmen weiter entwickelt
und läuft auf den Maschinen zahlreicher Hersteller
Fussnote: Der Linux-Kernel 2.6.0 unterstützt mindestens 15 ver-
schiedene Plattformen Ende Fussnote
. Man braucht also nicht jedesmal umzulernen, wenn man den Computer
wechselt. Bei Autos ist man längst so weit.
Diese gute Portierbarkeit rührt daher, dass UNIX mit Ausnahme der Trei-
ber in einer höheren Programmiersprache -- nämlich C -- geschrieben ist. Zur
Portierung auf eine neue Maschine braucht man also nur einige Treiber und
einen C-Compiler in der maschinennahen und unbequemen Assemblerspra-
che zu schreiben. Der Rest wird fast unverändert übernommen.
Eng mit dem Gesagten hängt zusammen, dass UNIX die Verbindung von
Hardware unterschiedlicher Hersteller unterstützt. Man kann unter UNIX
an einen Rechner von Hewlett-Packard Terminals von Wyse und Drucker von
NEC anschließen. Das ist revolutionär. Eine Folge dieser Flexibilität ist, dass
die Eigenschaften der gesamten Anlage in vielen Konfigurations-Dateien be-
schrieben sind, die Speicherplatz und Prozessorzeit verbrauchen. Stimmen
die Eintragungen in diesen Dateien nicht, gibt es Störungen. Und meist ist an
einer Störung eine Datei mehr beteiligt, als man denkt. Die Konfigurations-
Dateien sind Klartext und lassen sich mit jedem Editor bearbeiten; sie ent-
halten auch erklärenden Kommentar. Die System-Manager hüten sie wie ihre
Augäpfel, es steckt viel Arbeit darin.
Zweitens enthält UNIX einige Gedanken, die wegweisend waren. Es war
von Anbeginn ein System für mehrere Benutzer (Multiuser-System). Andere
Punkte sind die Datei-Hierarchie, die Umlenkung von Ein- und Ausgabe, Pi-
pes, der Kommando-Interpreter, das Ansprechen der Peripherie als Dateien,
leistungs- und erweiterungsfähige Werkzeuge und Dienstprogramme (Pro-
gramme zum Erledigen häufig vorkommender Aufgaben). Bei UNIX hat es
nie eine Unterscheidung zwischen Arbeitsplatzrechnern (Workstations) und
Servern gegeben. Je nachdem welche Programme gestartet werden, arbeitet
jeder UNIX-Rechner als Server für bestimmte Aufgaben. Diese frühe Anlage
wesentlicher Eigenschaften trägt zur Stabilität heutiger UNIX-Systeme bei.
Man muss den Weitblick der Väter von UNIX bewundern.
Die Stärken von UNIX liegen in der Programmierumgebung, in der Kom-
munikation und in der Verarbeitung anspruchsvoller Texte. Auch die Offen-
heit einiger UNIX-Abfüllungen ist ein großes Plus. Wer will, kann genau
nachvollziehen, was ein bestimmtes Programm tut oder lässt. Schwächen von

Seite 46
UNIX sind das Fehlen von standardisierten Grafik- und Datenbankfunktio-
nen sowie eine nur mittlere Sicherheit.
Wenn UNIX nichts sagt, geht es ihm gut, oder es ist mausetot. Wer viel
am Bildschirm arbeitet, ist für die Schweigsamkeit jedoch dankbar. Es gibt
auch technische Gründe für die Zurückhaltung: wohin sollten die Meldungen
eines Kommandos in einer Pipe oder bei einem Hintergrundprozess gehen,
ohne andere Prozesse zu stören? Die Vielzahl und der Einfallsreichtum der
Programmierer, die an UNIX mitgearbeitet haben und noch weiterarbeiten,
haben stellenweise zu einer etwas unübersichtlichen und den Anfänger ver-
wirrenden Fülle von Werkzeugen geführt. Statt einer Shell gibt es gleich ein
Dutzend Geschmacksrichtungen. Nach heutiger Erkenntnis hat UNIX auch
Schwächen theoretischer Art, siehe Andrew S. Tanenbaum.
UNIX gilt als schwierig. Aber komplexe Aufgaben lösen andere Betriebs-
systeme auch nicht einfacher als UNIX. UNIX ist sicherer als PC-DOS oder
ähnliche Betriebssysteme. Den Reset-Knopf brauche ich vielleicht einmal im
Vierteljahr, und das meist im Zusammenhang mit Systemumstellungen, die
heikel sein können. Anwendungsprogramme eines gewöhnlichen Benutzers
haben gar keine Möglichkeit, das System abstürzen zu lassen (sagen wir vor-
sichtshalber fast keine). Nicht ohne Grund arbeiten viele Server im Internet
mit UNIX.
2.2.4 UNIX-Philosophie
Unter UNIX stehen über tausend Dienstprogramme (utility, utilitaire) zur
Verfügung. Dienstprogramme werden mit dem Betriebssystem geliefert, ge-
hören aber nicht zum Kern, sondern haben den Rang von Anwendungen. Sie
erledigen immer wieder und überall vorkommende Arbeiten wie Anzeige von
Dateiverzeichnissen, Kopieren, Löschen, Editieren von Texten, Sortieren und
Suchen. Die Dienstprogramme von UNIX erfüllen jeweils eine überschaubare
Funktion. Komplizierte Aufgaben werden durch Kombinationen von Dienst-
programmen gemeistert. Eierlegende Wollmilchsäue widersprechen der rei-
nen UNIX-Lehre, kommen aber vor, siehe emacs(1).
Der Benutzer wird mit unnötigen Informationen verschont. No news are
good news. Rückfragen, ob man ein Kommando wirklich ernst gemeint hat,
gibt es selten. UNIX-Werkzeuge hindern den Benutzer nicht daran, etwas zu
tun, sondern unterstützen ihn. In früheren Jahrzehnten ging es vor allem dar-
um, auf langsamer Hardware schnell zu arbeiten; der Wunsch kommt auch
heute noch vor. Ob das Tun sinnvoll ist oder nicht, bleibt dem Benutzer über-
lassen, er wird möglichst wenig gegängelt. UNIX rechnet mit dem mündigen
Anwender. Ein gewisser Gegensatz zu anderen Welten ist zu erkennen.
Von Anbeginn hat UNIX Wert auf Portabilität und den Umgang mit hete-
rogener Hardware gelegt, mitunter zu Lasten der Effizienz. Dazu gehört, dass
Konfigurationen und Daten möglichst in einfachen ASCII-Textfiles abgelegt
werden. Um ein UNIX-Subsystem -- sagen wir die Secure Shell oder den inet-
Dämon -- zu konfigurieren, brauche ich nur meinen Lieblingseditor. Ich kann
auch einfach eine fremde Konfiguration oder fremde Skripte abkupfern und
anpassen. Konfigurationswerkzeuge mit grafischer Benutzeroberfläche mö-

Seite 47
gen elegant aussehen, aber wehe, sie funktionieren nicht hundertprozentig.
Dann steht der Benutzer in einem ziemlich dunklen Wald. Und die Kombina-
tion mit anderen Werkzeugen ist nahezu unmöglich.
UNIX geht davon aus, dass alle Benutzer guten Willens sind und fördert
ihre Zusammenarbeit. Es gibt aber Hilfsmittel zur Überwachung. Schwarze
Schafe entdeckt ein gewissenhafter System-Manager bald und sperrt sie ein.
Der US-amerikanische Autor Harley Hahn schreibt Unix is the name of
a culture. Übertrieben, aber ein eigener Stil im Umgang mit Benutzern und
Daten ist in der UNIX-Welt und dem von ihr geprägten Internet zu erkennen.
2.2.5 Aufbau
Hier steht die Abbildung Aufbau UNIX
Man kann sich ein UNIX-System als ein Gebäude mit mehreren Stock-
werken vorstellen (Abbildung ?? auf Seite ??). Im Keller steht die Hardwa-
re. Darüber sitzt im Erdgeschoss der UNIX-Kern (kernel, noyau), der mit
der Hardware über die Treiberprogramme (driver, pilote) und mit den höhe-
ren Etagen über die Systemaufrufe (system call, fonction système) verkehrt.
Außerdem enthält der Kern die Prozessverwaltung und das Datei-System.
Der betriebsfähige Kern ist ein einziges Programm, das im Datei-System fin-
den ist (hpux, vmux, vmlinuz). Hardware und UNIX-Kern bilden die UNIX-
Maschine. Die Grenze des Kerns nach oben (die Systemaufrufe) ist in der
UNIX System V Interface Definition (SVID) beschrieben. Was aus den oberen
Stockwerken kommt, sind für den UNIX-Kern Benutzer- oder Anwendungs-
programme, auch falls sie zum Lieferumfang von UNIX gehören. Die Anwen-
dungsprogramme sind austauschbar, veränderbar, ergänzbar. Für den Benut-
zer im Dachgeschoss ist die Sicht etwas anders. Er verkehrt mit der Maschine
über einen Kommandointerpreter, die Shell. Sie nimmt seine Wünsche entge-
gen und sorgt für die Ausführung. UNIX ist für ihn in erster Linie die Shell.
Allerdings könnte sich ein Benutzer eine eigene Shell schreiben oder Pro-
gramme, die ohne Shell auskommen. Dieses Doppelgesicht des Kommandoin-
terpreters spiegelt seine Mittlerrolle zwischen Benutzer und Betriebssystem-
Kern wider.
Die Verteilung der Aufgaben zwischen Kern und Anwendungen ist in man-
chen Punkten willkürlich. Eigentlich sollte ein Kern nur die unbedingt not-
wendigen Funktionen enthalten. Ein Monolith von Kern, der alles macht,
ist bei den heutigen Anforderungen kaum noch zu organisieren. In MINIX
und OS/2 beispielsweise ist das Datei-System eine Anwendung, also nicht
Bestandteil des Kerns. Auch die Arbeitsspeicherverwaltung -- das Memory
Management -- lässt sich auslagern, so dass nur noch Steuerungs- und Si-
cherheitsfunktionen im Kern verbleiben.
Wer tiefer in den Aufbau von UNIX oder verwandten Betriebssystemen
eindringen möchte, sollte mit den im Anhang ?? Zum Weiterlesen auf Seite ??
genannten Büchern von Andrew S. Tanenbaum beginnen. Der Quellcode zu
dem dort beschriebenen Betriebssystem MINIX ist ebenso wie für Linux auf
Papier, Disketten und im Netz verfügbar, einschließlich Treibern und Sys-
temaufrufen. Weiter ist in der Universität Karlsruhe, Institut für Betriebs-

Seite 48
und Dialogsysteme ein Betriebssystem KBS für einen Kleinrechner (Atari)
entwickelt worden, das in der Zeitschrift c't Nr. 2, 3 und 4/1993 beschrieben
ist und zu dem ausführliche Unterlagen erhältlich sind. Dieses System ist
zwar kein UNIX, sondern etwas kleiner und daher überschaubarer, aber die
meisten Aufgaben und einige Lösungen sind UNIX-ähnlich.
2.2.6 GNU is not UNIX
Die Gnus (Connochaetes) sind eine Antilopenart in Süd- und Ostafrika, von
den Buren Wildebeest genannt. Nach Alfred Brehm sind es höchst abson-
derliche, gesellig lebende Tiere, in deren Wesen etwas Komisches, Feuriges,
Überspanntes steckt.
Im Zusammenhang mit UNIX-Software stößt man oft auf das GNU-
Projekt der Free Software Foundation. Es bezweckt, Benutzern Software ohne
Einschränkungen juristischer oder finanzieller Art zur Verfügung zu stellen.
Die Software ist durch Copyright
Fussnote: Die GNU-Leute bezeichnen ihre besondere Art des Copy-
rights als Copyleft, siehe www.gnu.org/copyleft/copyleft.html. Ende
Fussnote
geschützt, darf aber unentgeltlich benutzt, verändert und weitergegeben wer-
den, jedoch immer nur zusammen mit dem Quellcode, so dass andere Benut-
zer die Programme ebenfalls anpassen und weiterentwickeln können. Ein-
zelheiten siehe die GNU General Public License (GPL). Strenggenommen ist
zwischen Software aus dem GNU-Projekt und Software beliebiger Herkunft,
die unter GNU-Regeln zur Verfügung gestellt wird, zu unterscheiden. Für
den Anwender ist das nebensächlich. Der Original Point of Distribution ist
prep.ai.mit.edu, aber die GNU-Programme werden auch auf vielen anderen
FTP-Servern gehalten. Eine kleine Auswahl aus dem Projekt:
? emacs -- ein mächtiger Editor,
? gnuchess -- ein Schachspiel,
? gcc -- ein ANSI-C-Compiler (auch für PC-DOS, siehe djgpp),
? g++ -- ein C++-Compiler,
? gawk -- eine Alternative zu awk(1),
? flex -- eine Alternative zu lex(1),
? bison -- eine Alternative zu yacc(1),
? ghostscript -- ein PostScript-Interpreter,
? ghostview -- ein PostScript-Pager,
? ispell -- ein Rechtschreibungsprüfer,
? gzip -- ein wirkungsvoller Datei-Kompressor,
? f2c -- ein FORTRAN-zu-C-Konverter,
? gtar -- ein Archivierer wie tar(1),

Seite 49
? bash -- die Bourne-again-Shell,
? gimp -- das GNU Image Manipulation Program,
? recode -- ein Filter zur Umwandlung von Zeichensätzen
Besonders wertvoll ist der Zugang zum Quellcode, so dass man die Program-
me ergänzen und portieren kann. Die Werkzeuge sind nicht nur kosten-
frei, sondern zum Teil auch besser als die entsprechenden originalen UNIX-
Werkzeuge. Die Gedanken hinter dem Projekt, das 1984 von Richard Matt-
hew Stallman begründet wurde, sind im GNU Manifesto im WWW nachzule-
sen (www.gnu.org/gnu/manifesto.html).
Der geneigte Leser kann die nächsten Zeilen überspringen, bis er den Ab-
schnitt 2.8 Programmer's Workbench auf Seite 196 verdaut hat. Die GNU-
Programme sind immer als Quellen verfügbar, oft zusammen mit Makefiles
für verschiedene Systeme, selten als unmittelbar ausführbare Programme.
Man muss also noch etwas Arbeit hineinstecken, bis man sie nutzen kann.
Gute Kenntnisse von make(1) sind hilfreich. Vereinzelt nehmen auch Firmen
die Kompilierung vor und verkaufen die ausführbaren Programme zu einem
gemäßigten Preis. Am Beispiel des oft verwendeten Packers gzip(1) wollen wir
uns ansehen, wie eine Installation auf einer UNIX-Maschine vor sich geht:
? Wir legen ein Unterverzeichnis gzip an, gehen hinein und bauen eine
Anonymous-FTP-Verbindung mit ftp.rus.uni-stuttgart.de auf.
? Dann wechseln wir dort in das Verzeichnis pub/unix/gnu, das ziemlich
viele Einträge enthält.
? Wir stellen den binären Übertragungsmodus (binary oder image) ein
und holen uns mittels mget gzip* die gewünschten Dateien. Angeboten
werden gzip...msdos.exe, gzip...shar, gzip...tar und gzip...tar.gz. Letzte-
res ist zwar in der Regel das beste Format, setzt jedoch voraus, dass man
gzip(1) bereits hat. Wir wählen also das tar-Archiv, rund 200 Kbyte.
? Mittels tar -xf gzip-1.2.4.tar entpacken wir das Archiv. Anschließend fin-
den wir ein Unterverzeichnis gzip-1.2.4 und wechseln hinein. Obige Ver-
sionsnummer durch aktuelle Nummer ersetzen.
? Mindestens die Textfiles README und INSTALL sollte man lesen, be-
vor es weitergeht.
? Mittels ./configure wird ein angepasstes Makefile erzeugt. Man sollte es
sich ansehen, allerdings nur äußerst vorsichtig editieren, falls unver-
meidbar.
? Dann folgt ein schlichtes make. Läuft es ohne Fehlermeldungen durch,
gehört man zu den Glücklichen dieser Erde.
? Hier kann man noch make check aufrufen, gibt es nicht immer.
? Zum Kopieren in die üblichen Verzeichnisse (/usr/local/bin usw.) gibt
man als Superuser make install ein.
? Zu guter Letzt räumt man mittels make clean auf. Nun haben wir gzip(1)
sowie gunzip(1) und können weitere GNU-Werkzeuge in gzippter Form
holen. Zugriffsrechte prüfen.

Seite 50
Die Installation geht nicht immer so glatt über die Bühne. Die häufigsten
Überraschungen beim Einrichten von GNU- oder anderer freier Software
sind:
? Fehlende include-Dateien oder Funktionsbibliotheken (irgendwoher be-
schaffen),
? die Dateien sind zwar vorhanden, liegen aber im falschen Verzeichnis
(in diesem Fall weiche Links anlegen),
? die Dateien sind am richtigen Ort, die Zugriffsrechte reichen nicht aus
(Zugriffsrechte ändern oder als Superuser kompilieren),
? es werden zusätzlich einige Hilfsprogramme wie groff(1), gmake(1) oder
patch(1) aus dem GNU-Projekt benötigt (per FTP holen und hoffen, dass
sie sich problemlos kompilieren lassen),
? es ist zwar alles wie erforderlich eingerichtet, aber die Typen der Ar-
gumente und Rückgabewerte sind anders, als sie die GNU-Software er-
wartet. Dann passen irgendwelche Versionen nicht zueinander, und es
ist Hand- und Hirnarbeit angesagt,
? dem Compiler muss eigens per Option befohlen werden, sich ANSI-
oder POSIX-konform zu verhalten. Ein Hinweis darauf sollte in einer
README-Datei zu finden sein, aber manchmal muss man die Quellen
und die Include-Dateien lesen, um darauf zu kommen.
Ein allgemeines Rezept läßt sich nicht angeben. Gelegentlich hatte ich mit
dem Editieren der Makefiles Erfolg, manchmal auch nicht. Dann kann man
sich noch nach der neuesten Version der GNU-Software umschauen oder eine
Email an den Autor schreiben. Es kommen aber auch angenehme Überra-
schungen vor -- die Kompilierung und Einrichtung von gmake(1) und gzip(1)
gingen bei mir ohne Probleme über die Bühne -- und die GNU-Software ist
den Versuch der Einrichtung allemal wert. Zudem lernt man einiges über das
Programmieren portabler Software und die Struktur von Programmen.
2.3 Daten in Bewegung: Prozesse
2.3.1 Was ist ein Prozess?
Wir müssen -- wenn wir uns präzise ausdrücken wollen -- unterscheiden zwi-
schen einem Programm und einem Prozess, auch Auftrag oder Task genannt.
Ein Programm läuft nicht, sondern ruht als Datei im Datei-System, siehe
Abschnitt Daten in Ruhe: Dateien ab Seite 65. Beim Aufruf wird es in den
Arbeitsspeicher kopiert, mit Daten ergänzt und bildet dann einen Prozess
(process, processus), der Prozessorzeit anfordert und seine Tätigkeit entfal-
tet. Man kann den Prozess als die grundlegende, unteilbare Einheit ansehen,
in der Programme ausgeführt werden. Inzwischen unterteilt man jedoch in
bestimmten Zusammenhängen Prozesse noch feiner (threads), wie auch das
Atom heute nicht mehr unteilbar ist. Ein Prozess ist eine kleine, abgeschlos-
sene Welt für sich, die mit der Außenwelt nur über wenige, genau kontrol-

Seite 51
lierte Wege oder Kanäle Verbindung hält. Prozesse und Dateien sind Grund-
konzepte von UNIX. Alle gängigen Betriebssysteme verwenden diese beiden
Grundkonzepte, in der Ausgestaltung unterscheiden sich die Systeme.
Ein UNIX-Prozess besteht aus drei Teilen:
? einem (virtuellen) Speicher-Adressraum,
? System-Ressourcen, zum Beispiel offene Dateien,
? eine Folge (Sequenz, Thread im allgemeinen Sinn) von Anweisungen,
die nacheinander von der CPU ausgeführt werden.
Diese drei Teile gehören dem Prozess, kein fremder Prozess hat darin etwas
verloren, worüber das Betriebssystem wacht. Der Speicher-Adressraum ist
virtuell, das heißt er steht zunächst nur auf dem Papier und wird bei Bedarf
auf wirklichen Speicher abgebildet. Er gliedert sich seinerseits wieder in drei
Teile oder Segmente:
? ein Code-Segment (auch Text-Segment genannt, obwohl aus unlesbarem
Maschinencode bestehend),
? ein Benutzerdaten-Segment und
? ein Systemdaten-Segment.
Der Prozess bekommt eine eindeutige Nummer, die Prozess-ID (PID). Das
Code-Segment wird bei der Erzeugung des Prozesses mit dem Prozessco-
de gefüllt und bleibt dann vor weiteren schreibenden Zugriffen geschützt.
Das Benutzerdaten-Segment wird vom Prozess beschrieben und gelesen, das
Systemdaten-Segment darf vom Prozess gelesen und vom Betriebssystem be-
schrieben und gelesen werden. Im Benutzerdaten-Segment finden sich unter
anderem die dem Prozess zugeordneten Puffer. Unter die Systemdaten fallen
Statusinformationen über die Hardware und über offene Dateien. Durch die
Verteilung der Rechte wird verhindert, daß ein wildgewordener Prozess das
ganze System lahmlegt
Fussnote: In einfacheren Betriebssystemen ist es möglich, daß ein
Programm während der Ausführung seinen im Arbeitsspeicher
stehenden Code verändert. Man könnte ein Programm schreiben,
daß sich selbst auffrißt. Ende Fussnote
. Ein einzelner Prozess kann hängen bleiben, abstürzen oder aussteigen, das
System ist dadurch noch lange nicht gefährdet. Ein Booten wegen eines Sys-
temabsturzes ist unter UNIX äußerst selten vonnöten.
Die gerade im System aktiven Prozesse listet man mit dem Kommando
ps(1) mit der Option -ef auf. Die Ausgabe sieht ungefähr so aus:
UID PID PPID STIME TTY TIME COMMAND
root 0 0 Jan 22 ? 0:04 swapper
root 1 0 Jan 22 ? 1:13 init
root 2 0 Jan 22 ? 0:00 pagedaemon
root 3 0 Jan 22 ? 0:00 statdaemon
root 31 1 Jan 22 ? 0:18 /etc/cron

Seite 52
root 46 1 Jan 22 console 0:00 sleep
root 48 1 Jan 22 console 0:00 sleep
root 59 1 Jan 22 ? 0:00 /etc/delog
wualex1 1279 1 Feb 4 console 0:00 -ksh [ksh]
root 1820 1 00:48:00 tty0p2 0:00 /etc/getty
lp 1879 1 00:51:17 ? 0:00 lpsched
root 2476 1 13:02:40 tty1p0 0:00 /etc/getty
root 2497 1 13:04:31 tty0p1 0:00 /etc/getty
root 2589 1 13:31:34 tty1p1 0:00 /etc/getty
wualex1 2595 1279 13:32:39 console 0:00 -ksh [ksh]
wualex1 2596 2595 13:32:40 console 0:00 ps -ef
wualex1 2597 2595 13:32:40 console 0:00 [sort]
Die Spalten bedeuten folgendes:
? UID User-ID, Besitzer des Prozesses
? PID Prozess-ID, Prozessnummer
? PPID Parent Process ID, Nummer des Elternprozesses
? STIME Start Time des Prozesses
? TTY Kontroll-Terminal des Prozesses (nicht der Terminaltyp!)
? TIME Dauer der Ausführung des Prozesses
? COMMAND zugehöriger Programmaufruf (Kommandozeile)
Im obigen Beispiel ist der jüngste Prozess sort mit der Nr. 2597; er ist zu-
sammen mit ps -ef Teil einer Pipe, um die Ausgabe nach der PID sortiert
auf den Bildschirm zu bekommen. Beide sind Kinder einer Shell ksh mit der
Nr. 2595. Die eckigen Klammern um den Namen weisen darauf hin, daß der
Prozess bei seiner Erzeugung möglicherweise einen anderen Namen hatte,
was meist unwichtig ist. Die Shell ihrerseits ist Kind der Login-Shell mit der
Nr. 1279, die aus einem getty-Prozess mit derselben Nummer entstanden
ist. Elternprozess aller getty-Prozesse ist der Dämon init mit der PID 1,
der Urahne der meisten Prozesse auf dem System. Dieser und noch weni-
ge andere Dämonen wurden vom swapper mit der PID 0 erzeugt, der den
Verkehr zwischen Arbeits- und Massenspeicher regelt. Man bemerkt ferner
die Dämonen cron(1M) und lpsched(1M) sowie zwei schlafende Prozesse
(Nr. 46 und 48), die die Druckerports offen halten. Will man wissen, ob ein
bestimmter Prozess (im Beispiel tar(1) noch am Leben ist, filtert man die um-
fangreiche Ausgabe von ps(1) -ef durch das Kommando grep(1):
ps -ef | grep tar
Eine Erklärung der hier vorkommenden Begriffe folgt auf den nächsten Sei-
ten.
Da jeder Benutzer sich mittels obigem Kommando alle Prozesse ansehen
kann und in der letzten Spalte die jeweiligen Kommandozeilen mit allen Op-
tionen und Argumenten zu lesen sind, ist anzuraten, niemals sensible Daten
wie geheime Schlüssel in der Kommandozeile mit einzugeben. Kommandos

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wie crypt(1) erfragen den Schlüssel im Dialog, so dass er nicht in der Pro-
zessauflistung erscheint.
Alle Prozesse, die von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen, gehö-
ren zu einer Prozessgruppe. Sie verkehren mit der Außenwelt über dassel-
be Kontroll-Terminal und empfangen bestimmte Signale als Gruppe. Der
gemeinsame Vorfahre ist der Prozessgruppenleiter. Über den Systemaufruf
setpgrp(2) ernennt sich ein Prozess zum Leiter einer neuen Gruppe. Ohne
diese Möglichkeit gäbe es im System nur eine Prozessgruppe, da alle Prozesse
auf init zurückgehen.
2.3.2 Prozesserzeugung (exec, fork)
Hier steht die Abbildung Prozesse
Nehmen wir an, wir hätten bereits einen Prozess. Dieser kopiert sich,
dann haben wir zwei gleiche Prozesse, einen Elternprozess und einen Kind-
prozess. Das Codesegment des Kindprozesses wird nun mit dem Code des
neuen Kommandos oder Programmes überlagert. Dann wird der Kindprozess
ausgeführt, während der Elternprozess wartet. Ist der Kindprozess fertig,
wird er im Speicher gelöscht und sein Ende dem Elternprozess mitgeteilt,
der nun weitermacht. Der Kindprozess kann seinerseits -- solange er lebt --
wieder Kinder bekommen, so daß einem lebhaften Familienleben nichts im
Wege steht (Abbildung ?? auf Seite ??). Durch das Kopieren erbt der Kindpro-
zess beide Datensegmente des Elternprozesses und kann damit arbeiten. Ei-
ne Rückvererbung von den Kindern auf die Eltern gibt es im Gegensatz zum
bürgerlichen Recht (BGB, 5. Buch) nicht, die Vererbung ist eher biologisch
aufzufassen. Programmiertechnisch bedeutet die Prozesserzeugung den Auf-
ruf eines selbständigen Programmes (Hauptprogrammes) mittels der System-
aufrufe exec(2) und fork(2) aus einem anderen Programm heraus. Diese
Art der Prozesserzeugung ist flexibel, aber nicht gerade effektiv. Wenn es auf
Geschwindigkeit ankommt, versucht man daher, die Anzahl der zu erzeugen-
den Prozesse niedrig zu halten. Beispielsweise werden auf hoch belasteten
WWW-Servern einige httpd-Prozesse auf Vorrat erzeugt (preforking server),
die beim Eintreffen von Anfragen nur aufzuwachen brauchen.
Wie gelangen wir nun zu dem ersten Prozess im System, der zwangsläufig
als Vollwaise auf die Welt kommen muß? Beim Einschalten des Computers
läuft ein besonderer Vorgang ab, der den Prozess Nr. 0 mit Namen swapper
erzeugt. Der ruft sogleich einige zum Betrieb erforderliche Prozesse ins Le-
ben, darunter der init-Prozess mit der Nr. 1. init erzeugt für jedes Termi-
nal einen getty-Prozess, ist also unter Umständen Elternteil einer zahlrei-
chen Nachkommenschaft. Die getty-Prozesse nehmen die Anmeldungen der
Benutzer entgegen und ersetzen sich ohne Erzeugung eines Kindprozesses
durch den login-Prozess, der die Anmeldung prüft. Bei Erfolg ersetzt sich
der login-Prozess durch den Kommandointerpreter, die Shell. Der Eltern-
prozess dieser ersten Shell ist also init, ihre Prozess-ID und ihre Startzeit
ist die des zugehörigen getty-Prozesses. Alle weiteren Prozesse der Sitzung
sind Kinder, Enkel, Urenkel usw. der Sitzungsshell. Am Ende einer Sitzung
stirbt die Sitzungsshell ersatzlos. Der init-Prozess -- der Urahne -- erfährt

Seite 54
dies und erzeugt aufgrund eines respawn-Eintrages in /etc/inittab(4)
wieder einen neuen getty-Prozess.
Wenn der Eltern-Prozess mit seiner Arbeit wartet, bis sein Abkömmling
fertig ist, spricht man beim Kind von einem synchronen oder Vordergrund-
Prozess. Das ist der Regelfall. Man kann aber auch als letztes Zeichen der
Kommandozeile das et-Zeichen & geben, dann ist der Elternprozess sofort zu
neuen Taten bereit:
myprogram &
Der Kind-Prozess läuft asynchron oder im Hintergrund. Sinnvoll ist das nur,
falls der Elternprozess nicht die Ergebnisse seines Kindes benötigt. Ein im
Vordergrund gestarteter Prozess läßt sich auf einigen UNIX-Systemen -- ab-
hängig von Kernel und Shell -- mit der Tastenkombination control-z unter-
brechen und dann mit dem Kommando bg pid in den Hintergrund schicken.
Umgekehrt holt ihn fg pid wieder in den Vordergrund.
Der Benutzer, der einen Prozess aus seiner Sitzung gestartet hat, ist der
Besitzer des Prozesses und verfügt über ihn, insbesondere darf er ihn gewalt-
sam beenden. Das Terminal, von dem der Prozess aus gestartet wurde, ist
sein Kontroll-Terminal /dev/tty, über das er seinen Dialog abwickelt.
Das System führt eine Prozesstabelle, in der für jeden Prozess alle zugehö-
rigen Informationen von der Prozess-ID bis zu den Zeigern auf die Speicher-
segmente liegen. Das Kommando ps(1) greift auf diese Tabelle zu.
2.3.3 Selbständige Prozesse (nohup)
Stirbt ein Elternprozess, so sterben automatisch alle etwa noch lebenden
Kindprozesse; traurig, aber wahr. Mit dem Ende einer Sitzungsshell ist auch
das Ende aller in der Sitzung erzeugten Prozesse gekommen. Man möchte ge-
legentlich jedoch Rechenprogramme zum Beispiel über Nacht laufen lassen,
ohne die Sitzung während der ganzen Zeit fortzusetzen.
Mit dem Vorkommando nohup(1) (no hang up) vor dem Programmaufruf
erreicht man, daß das Programm bei Beendigung der Sitzung weiterläuft, es
ist von der Sitzung abgekoppelt. Gleichzeitig muß man es natürlich im Hin-
tergrund (&) laufen lassen, sonst läßt sich die Sitzung nicht vom Terminal
aus beenden. Tatsächlich bewirkt das Vorkommando nohup(1), daß das Si-
gnal Nr. 1 (SIGHUP, hangup) ignoriert wird. Der Aufruf sieht so aus:
nohup program &
Für program ist der Name des Programmes einzusetzen, das von der Sitzung
abgekoppelt werden soll. Will man nohup auf Kommandofolgen oder Pipes
anwenden, sind sie in ein Shellskript zu verpacken. Die Ausgabe eines no-
gehuppten Programmes geht automatisch in eine Datei namens nohup.out,
falls sie nicht umgelenkt wird.
Starten wir das Shellskript traptest mit nohup traptest & und be-
enden unsere Sitzung (zweimal exit geben), so können wir in einer neuen
Sitzung mit ps -ef feststellen, daß traptest in Form einer Shell und eines
sleep-Prozesses weiterlebt. Besitzer und ursprüngliches Kontroll-Terminal
werden angezeigt. Wir sollten die Shell möglichst bald mit kill(1) beenden.

Seite 55
2.3.4 Priorität (nice)
Ein Dialog-Prozess sollte unverzüglich antworten, sonst nervt er. Bei einem
Rechenprozess, der nächtelang im Hintergrund läuft, kommt es dagegen auf
eine Stunde mehr oder weniger nicht an. Deshalb werden den Prozessen
unterschiedliche Prioritäten eingeräumt. In der Schlange der auf Prozessor-
zeit wartenden Prozesse kommt ein Prozess hoher Priorität vor einem Pro-
zess niedriger Priorität, das heißt er kommt früher an die Reihe. Es bedeutet
nicht, daß ihm mehr Prozessorzeit zugeteilt wird.
Die Priorität eines Prozesses, die man sich mit ps -elf oder ps -al an-
zeigen läßt, setzt sich aus zwei Teilen zusammen. Der Benutzer kann einem
Prozess beim Aufruf einen nice-Faktor mitgeben. Ein hoher Wert des Faktors
führt zu einer niedrigen Priorität. Den zweiten Teil berechnet das System un-
ter dem Gesichtspunkt möglichst hoher Systemeffizienz. In einem Echtzeit-
System wäre eine solche eigenmächtige Veränderung der Priorität untragbar.
Die nice-Faktoren haben Werte von 0 bis +39, unter Debian GNU/Linux
von -20 bis +19. Der Standardwert eines Vordergrundprozesses ist 20, unter
Debian GNU/Linux 0. Mit dem Aufruf:
nice myprocess
setzt man den nice-Faktor des Prozesses myprocess um 10 herauf, seine
Priorität im System wird schlechter. Negative Werte als Argumente von ni-
ce verbessern den nice-Faktor über den Standardwert hinaus und sind dem
System-Manager für Notfälle vorbehalten. Der nice-Faktor kann nur beim
Prozessstart verändert werden, die Priorität eines bereits laufenden Prozes-
ses läßt sich nicht mehr beeinflussen, es sei denn, Ihr System kenne das Kom-
mando renice. In Verbindung mit nohup ist nice gebräuchlich:
nohup nice program &
nohup time nice program &
nohup nice time program &
Im letzten Fall wird auch die Priorität des time-Oberprogrammes herabge-
setzt, was aber nicht viel bringt, da es ohnehin die meiste Zeit schläft.
Im GNU-Projekt findet sich ein Kommando renice(1), das die Priorität
eines laufenden Prozesses zu ändern ermöglicht. Weitere Überlegungen zur
Priorität stehen im Abschnitt 2.12 Echtzeit-Erweiterungen auf Seite 249.
2.3.5 Dämonen
2.3.5.1 Was ist ein Dämon?
Das griechische Wort ?????? (daimon) bezeichnet alles zwischen Gott und
Teufel, Holde wie Unholde; die UNIX-Dämonen sind in der Mitte angesie-
delt, nicht immer zu durchschauen und vorwiegend nützlich. Es sind Pro-
zesse, die nicht an einen Benutzer und ein Kontroll-Terminal gebunden
sind. Das System erzeugt sie auf Veranlassung des System-Managers, meist
beim Starten des Systems. Wie Heinzelmännchen erledigen sie im stillen

Seite 56
Verwaltungsaufgaben und stellen Dienstleistungen zur Verfügung. Beispie-
le sind der Druckerspooler lpsched(1M), Netzdienste wie inetd(1M) oder
sendmail(1M) und der Zeitdämon cron(1M). Dämonen, die beim System-
start von dem Shellskript /etc/rc ins Leben gerufen worden sind, weisen in
der Prozessliste als Kontroll-Terminal ein Fragezeichen auf. Mittlerweile ist
der Start der Dämonen beim Booten etwas komplizierter geworden und auf
eine Kette von Shellskripts in den Verzeichnissen /etc und /sbin verteilt.
2.3.5.2 Dämon mit Uhr (cron)
Im System waltet ein Dämon namens cron(1M). Der schaut jede Minute
Fussnote: Die UNIX-Uhr zählt Sekunden seit dem 1. Januar 1970,
00:00 Uhr UTC und läuft bis 2038. Ende Fussnote
in /var/spool/cron/crontabs und /var/spool/cron/atjobs nach, ob
zu dem jeweiligen Zeitpunkt etwas für ihn zu tun ist. Die Dateien in den bei-
den Verzeichnissen sind den Benutzern zugeordnet. In den crontabs stehen
periodisch wiederkehrende Aufgaben, in den atjobs einmalige.
In die periodische Tabelle trägt man Aufräumungsarbeiten oder Daten-
übertragungen ein, die regelmäßig wiederkehrend vorgenommen werden sol-
len. In unserer Anlage werden beispielsweise jede Nacht zwischen 4 und 5
Uhr sämtliche Sitzungen abgebrochen, Dateien mit dem Namen core ge-
löscht, die tmp-Verzeichnisse geputzt und der Druckerspooler neu installiert.
Das dient zum Sparen von Plattenplatz und dazu, daß morgens auch bei Ab-
wesenheit der System-Manager die Anlage möglichst störungsfrei arbeitet.
Für das Ziehen von Backup-Kopien wichtiger Dateien auf eine zweite Platte
ist die Tabelle ebenfalls gut.
Jeder Benutzer, dem der System-Manager dies erlaubt hat, kann sich eine
solche Tabelle anlegen, Einzelheiten siehe im Handbuch unter crontab(1).
Die Eintragungen haben folgende Form:
50 0 * * * exec /usr/bin/calendar
Das bedeutet: um 0 Uhr 50 an jedem Tag in jedem Monat an jedem Wochen-
tag führe das Kommando exec /usr/bin/calendar aus. Für den Benut-
zer wichtiger ist die Tabelle der einmaligen Tätigkeiten. Mit dem Komman-
do at(1), wieder die Erlaubnis des System-Managers vorausgesetzt, startet
man ein Programm zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt durch den Dämon
cron(1M). Der Aufruf (mehrzeilig!) sieht so aus:
at 2215 Aug 29
$HOME/program
control-d
In diesem Fall wird am 29. August um 22 Uhr 15 Systemzeit (also mittel-
europäische Sommerzeit) das Programm program aus dem Homeverzeichnis
gestartet. Weitere Zeitformate sind möglich, siehe Handbuch unter at(1).
Mittels at -l erhält man Auskunft über seine at-Jobs.

Seite 57
Weiterhin kann man dem cron seinen Terminkalender anvertrauen. Je-
den Morgen beim Anmelden erfährt man dann die Termine des laufenden
und des kommenden Tages, wobei das Wochenende berücksichtigt wird. Um
die Eingabe der Termine kommt man allerdings nicht herum, de nihilo ni-
hil oder Input ist aller Output Anfang. Einzelheiten im Handbuch unter
calendar(1). Ein solcher Reminder Service kann im Netz zur Koordina-
tion von Terminen mehrerer Benutzer eingesetzt werden, calendar(1) ist
jedoch zu schlicht dafür.
Das Kommando leave(1) ist ein Wecker. Mit leave hh:mm kann man
sich 5 Minuten vor hh:mm Uhr aus seiner Bildschirmarbeit reißen lassen.
2.3.5.3 Line Printer Scheduler (lpsched)
Der Line-Printer-Scheduler-Dämon oder Druckerspooler lpsched(1M) ver-
waltet die Druckerwarteschlangen im System. Er nimmt Druckaufträge (re-
quest) entgegen, ordnet sie in die jeweilige Warteschlange ein und schickt sie
zur rechten Zeit an die Drucker. Ohne seine ordnende Hand käme aus den
Druckern viel Makulatur heraus. Es darf immer nur ein Druckerspooler lau-
fen; zeigt die Prozessliste mehrere an, ist etwas schiefgegangen. Weiteres im
Abschnitt 2.7.19 Druckerausgabe auf Seite 192. Netzfähige Drucker, die eine
eigene IP-Adresse haben, sind nicht auf den lpsched(1M) angewiesen. Statt-
dessen laufen andere Dämonen wie die des HP Distributed Printing Systems
(HPDPS) zur Verwaltung der Drucker und Warteschlangen.
2.3.5.4 Internet-Dämon (inetd)
Der Internet-Dämon inetd(1M) ist ein Türsteher, der ständig am Netz
lauscht. Kommt von außerhalb eine Anfrage mittels ftp(1), lpr(1),
telnet(1), rlogin(1) oder ein Remote Procedure Call, wird er aktiv und
ruft einen auf den jeweiligen Netzdienst zugeschnittenen Unterdämon auf,
der die Anfrage bedient. Er ist ein Super-Server, der die eigentlichen Server-
Prozesse nach Bedarf startet. Es darf immer nur ein Internet-Dämon laufen.
Nicht jeder Netzdienst geht über den inetd(1M), Email (SMTP) beispielsweise
nicht.
2.3.5.5 Mail-Dämon (sendmail)
Email ist ein wichtiger Netzdienst. Ständig kommt Post herein oder wird
verschickt. Die Verbindung des lokalen Mailsystems zum Netz stellt der
sendmail(1M)-Dämon (Mail Transfer Agent) her, der wegen seiner Bedeu-
tung unabhängig vom inetd(1M)-Dämon läuft. sendmail(1M) ist für sei-
ne nicht ganz triviale Konfiguration berüchtigt, die vor allem daher rührt,
daß die Email-Welt sehr bunt ist. Es gibt eben nicht nur das Internet
mit seinen einheitlichen Protokollen. Obwohl ein Benutzer unmittelbar mit
sendmail(1M) arbeiten könnte, ist fast immer ein Dienstprogramm wie
mail(1) oder elm(1) (Mail User Agent) vorgeschaltet.

Seite 58
2.3.6 Interprozess-Kommunikation (IPC)
2.3.6.1 IPC mittels Dateien
Mehrere Prozesse können auf dieselbe Datei auf dem Massenspeicher lesend
und schreibend zugreifen, wobei es am Benutzer liegt, das Durcheinander
in Grenzen zu halten. Dabei wird oft von sogenannten Lock-Dateien (engl.
to lock = zuschließen, versperren) Gebrauch gemacht. Beipielsweise darf nur
ein elm(1)-Prozess zum Verarbeiten der Email pro Benutzer existieren. Also
schaut elm(1) beim Aufruf nach, ob eine Lock-Datei /tmp/mbox.username
existiert. Falls nein, legt elm(1) eine solche Datei an und macht weiter.
Falls ja, muß bereits ein elm(1)-Prozess laufen, und die weiteren Startver-
suche enden mit einer Fehlermeldung. Bei Beendigung des Prozesses wird
die Lock-Datei gelöscht. Wird der Prozess gewaltsam abgebrochen, bleibt die
Lock-Datei erhalten und täuscht einen elm(1)-Prozess vor. Die Lock-Datei
ist dann von Hand zu löschen.
Die Kommunikation über Dateien erfordert Zugriffe auf den Massenspei-
cher und ist daher langsam. In obigem Fall spielt das keine Rolle, aber wenn
laufend Daten ausgetauscht werden sollen, sind andere Mechanismen vorzu-
ziehen.
2.3.6.2 Pipes
Man kann stdout eines Prozesses mit stdin eines weiteren Prozesses ver-
binden und das sogar mehrmals hintereinander. Eine solche Konstruktion
wird Pipe
Fussnote: Auf Vektorrechnern gibt es ebenfalls eine Pipe, die mit
der hier beschriebenen Pipe nichts zu tun hat. Ende Fussnote
, Pipeline oder Fließband genannt und durch den senkrechten Strich (ASCII-
Nr. 124) bezeichnet:
cat filename | more
cat(1) schreibt die Datei filename in einem Stück nach stdout, more(1)
sorgt dafür, daß die Ausgabe nach jeweils einem Bildschirm angehalten wird.
more(1) könnte auf cat(1) verzichten und selbst die Datei einlesen (anders
als in PC-DOS):
more filename
aber in Verbindung mit anderen Kommandos wie ls(1) ist die Pipe mit
more(1) als letztem Glied zweckmäßig. Physikalisch ist eine Pipe ein Puf-
ferspeicher im System, in den das erste Programm schreibt und aus dem das
folgende Programm liest. Die Pipe ist eine Einbahnstraße. Das Piping in ei-
ner Sitzung wird von der Shell geleistet; will man es aus einem eigenen Pro-
gramm heraus erzeugen, braucht man den Systemaufruf pipe(2).

Seite 59
2.3.6.3 Named Pipe (FIFO)
Während die eben beschriebene Pipe keinen Namen hat und mit den beteilig-
ten Prozessen lebt und stirbt, ist die Named Pipe eine selbständige Einrich-
tung. Ihr zweiter Name FIFO bedeutet First In First Out und kennzeichnet
einen Speichertyp, bei dem die zuerst eingelagerten Daten auch als erste wie-
der herauskommen (im Gegensatz zum Stack, Stapel oder Keller, bei dem die
zuletzt eingelagerten Daten als erste wieder herauskommen). Wir erzeugen
im aktuellen Verzeichnis eine Named Pipe:
mknod mypipe p
(mknod(1M) liegt in /bin, /sbin oder /etc) und überzeugen uns mit ls -l
von ihrer Existenz. Dann können wir mit:
who > mypipe &
cat < mypipe &
unsere Pipe zum Datentransport vom ersten zum zweiten Prozess einsetzen.
Die Reihenfolge der Daten ist durch die Eingabe festgelegt, beim Auslesen
verschwinden die Daten aus der Pipe (kein Kopieren). Die Pipe existiert vor
und nach den beiden Prozessen und ist beliebig weiter verwendbar. Man wird
sie mit rm mypipe wieder los.
2.3.6.4 Signale (kill, trap)
Ein Prozess kann niemals von außen beendet werden außer durch Abschalten
der Stromversorgung. Er verkehrt mit seiner Umwelt einzig über rund drei-
ßig Signale. Ihre Bedeutung ist im Anhang H UNIX-Signale auf Seite 334
nachzulesen oder im Handbuch unter signal(2). Ein Prozess reagiert in
dreierlei Weise auf ein Signal:
? er beendet sich (Default
Fussnote: Für viele Größen im System sind Werte vorgege-
ben, die solange gelten, wie man nichts anderes eingibt. Auch
in Anwenderprogrammen werden solche Vorgaben verwendet.
Sie heißen Defaultwerte, wörtlich Werte, die für eine fehlende
Eingabe einspringen. Ende Fussnote
) oder
? ignoriert das Signal oder
? verzweigt zu einem anderen Prozess.
Mit dem Kommando kill(1) (unglücklich gewählter Name) wird ein Signal
an einen Prozess gesendet. Jedes der Kommandos
kill -s 15 4711
kill -s SIGTERM 4711

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schickt das Signal Nr. 15 (SIGTERM) an den Prozess Nr. 4711 und fordert
ihn damit höflich auf, seine Arbeit zu beenden und aufzuräumen. Das Signal
Nr. 9 (SIGKILL) führt zum sofortigen Selbstmord des jeweiligen Prozesses.
Mit der Prozess-ID 0 erreicht man alle Prozesse der Sitzung. Die Eingabe
kill -s 9 0
ist also eine etwas brutale Art, sich abzumelden. Mit kill -l erhält man
eine Übersicht über die Signale mit Nummern und Namen, jedoch ohne Er-
klärungen.
Wie ein Programm bzw. Shellskript (was das ist, folgt in Abschnitt ??
Shellskripte auf Seite ??) auf ein Signal reagiert, legt man in Shellskripten
mit dem internen Shell-Kommando trap und in Programmen mit dem Sys-
temaufruf signal(2) fest. Einige wichtige Signale wie Nr. 9 können nicht
ignoriert oder umfunktioniert werden. Das trap-Kommando hat die Form
trap "Kommandoliste" Signalnummer
Empfängt die das Skript ausführende Shell das Signal mit der jeweiligen
Nummer, wird die Kommandoliste ausgeführt. Das exit-Kommando der
Shell wird als Signal Nr. 0 angesehen, so daß man mit
trap "echo Arrivederci; exit" 0
in der Datei /etc/profile die Sitzungsshell zu einem freundlichen Ab-
schied veranlassen kann. Das nackte trap-Kommando zeigt die gesetzten
Traps an. Ein Beispiel für den Gebrauch von Signalen in einem Shellskript
namens traptest:
trap "print Abbruch durch Signal; exit" 15
trap "print Lass den Unfug!" 16
while :
do
sleep 1
done
Quelle 2.1 : Shellskript traptest mit Signalbehandlung
Setzen Sie die Zugriffsrechte mit chmod 750 traptest. Wenn Sie das
Shellskript mit traptest im Vordergrund starten, verschwindet der Prompt
der Sitzungsshell, und Sie können nichts mehr eingeben, weil traptest un-
begrenzt läuft und die Sitzungsshell auf das Ende von traptest wartet. Al-
lein mit der Break-Taste (Signal 2) werden Sie traptest wieder los. Starten
wir das Shellskript mit traptest & im Hintergrund, kommt der Prompt der
Sitzungsshell sofort wieder, außerdem erfahren wir die PID der Shell, die
traptest abarbeitet, die PID merken! Mit ps -f sehen wir uns unsere Pro-
zesse an und finden den sleep-Prozess aus dem Shellskript. Schicken wir
nun mit kill -16 PID das Signal Nr. 16 an die zweite Shell, antwortet sie
mit der Ausführung von print Lass den Unfug!. Da das Shellskript im
Hintergrund läuft, kommt möglicherweise vorher schon der Prompt der Sit-
zungsshell wieder. Schicken wir mit kill -15 PID das Signal Nr. 15, führt

Seite 61
die zweite Shell die Kommandos print Abbruch durch Signal; exit
aus, das heißt sie verabschiedet sich. Auch hier kann der Sitzungsprompt
schneller sein.
Wenn ein Prozess gestorben ist, seine Leiche aber noch in der Prozessta-
belle herumliegt, wird er Zombie genannt. Zombies sollen nicht auf Dauer in
der Prozesstabelle auftauchen. Notfalls booten.
Die weiteren Mittel zur Kommunikation zwischen Prozessen gehören in
die System- und Netzprogrammierung, sie gehen über den Rahmen dieses
Buches hinaus. Wir erwähnen sie kurz, um Ihnen Stichwörter für die Suche
in der Literatur an die Hand zu geben.
2.3.6.5 Nachrichtenschlangen
Nachrichtenschlangen (message queue) sind keine erdgebundene Konkur-
renz der Brieftauben, sondern im Systemkern gehaltene verkettete Listen mit
jeweils einem Identifier, deren Elemente kurze Nachrichten sind, die durch
Typ, Länge und Inhalt gekennzeichnet sind. Auf die Listenelemente kann in
beliebiger Folge zugegriffen werden.
2.3.6.6 Semaphore
Semaphore
Fussnote: In Cuxhaven steht ein großer Semaphor, der den auslau-
fenden Schiffen die Windverhältnisse bei Borkum und Helgoland
übermittelt. Ende Fussnote
sind Zählvariablen im System, die entweder nur die Werte 0 und 1 oder Werte
von 0 bis zu einem systemabhängigen n annehmen. Mit ihrer Hilfe lassen sich
Prozesse synchronisieren. Beispielsweise kann man Schreib- und Lesezugrif-
fe auf dieselbe Datei mit Hilfe eines Semaphores in eine geordnete Abfolge
bringen (wenn ein Prozess schreibt, darf kein anderer lesen oder schreiben).
2.3.6.7 Gemeinsamer Speicher
Verwenden mehrere Prozesse denselben Bereich des Arbeitsspeichers zur Ab-
lage ihrer gemeinsamen Daten, so ist das der schnellste Weg zur Kommuni-
kation, da jeder Kopiervorgang entfällt. Natürlich muß auch hierbei für Ord-
nung gesorgt werden.
Shared Memory ist nicht auf allen UNIX-Systemen verfügbar. Man pro-
biere folgende Eingabe, die die Manualseite zu dem Kommando ipcs(1) (In-
terprocess Communication Status) erzeugt:
man ipcs
Bei Erfolg dürften Nachrichtenschlangen, Semaphore und Shared Memory
eingerichtet sein.

Seite 62
2.3.6.8 Sockets
Sockets sind ein Mechanismus zur Kommunikation zwischen zwei Prozes-
sen auf derselben oder auf vernetzten Maschinen in beiden Richtungen. Die
Socket-Schnittstelle besteht aus einer Handvoll Systemaufrufe, die von Be-
nutzerprozessen in einheitlicher Weise verwendet werden. Dem Programmie-
rer stellen sich Sockets wie Dateien dar: Er öffnet mittels eines Systemauf-
rufes einen Socket, erhält einen Socket-Deskriptor zurück und schreibt nach
dort oder liest von dort. Ist er fertig, schließt er den Socket. Unter den Sockets
liegen die Protokollstapel, das heißt die Programmmodule, die die Daten ent-
sprechend den Schichten eines Netzprotokolls aufbereiten, und schließlich die
Gerätetreiber für die Netzkarten oder sonstige Verbindungen.
2.3.6.9 Streams
Ein Stream ist eine Verbindung zwischen einem Prozess und einem Gerä-
tetreiber zum Austausch von Daten in beiden Richtungen (vollduplex). Der
Gerätetreiber braucht nicht zu einem physikalischen Gerät (Hardware) zu
führen, sondern kann auch ein Pseudotreiber sein, der nur bestimmte Funk-
tionen zur Verfügung stellt. In den Stream lassen sich nach Bedarf dyna-
misch Programmmodule zur Bearbeitung der Daten einfügen, beispielsweise
um sie einem Netzprotokoll anzupassen (was bei Sockets nicht möglich ist).
Das Streams-Konzept erhöht die Flexibilität der Gerätetreiber und erlaubt
die mehrfache Verwendung einzelner Module auf Grund genau spezifizierter
Schnittstellen.
Die Terminalein- und -ausgabe wird in neueren UNIXen mittels Streams
verwirklicht. Auch Sockets können durch Streams nachgebildet (emuliert)
werden ebenso wie die Kommunikation zwischen Prozessen auf derselben
Maschine oder auf Maschinen im Netz.
2.3.7 Begriffe Prozesse
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Dämon
? Elternprozess, Kindprozess, Vererbung
? Interprozess-Kommunikation
? Priorität
? Prozess
? Signal
? Vordergrund, Hintergrund
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? ps
? kill
? nice
? nohup ...&

Seite 63
2.3.8 Memo Prozesse
? Ein Prozess ist die Form, in der ein Programm ausgeführt wird. Er liegt
im Arbeitsspeicher und verlangt Prozessorzeit.
? Ein Prozess wird erzeugt durch den manuellen oder automatischen Auf-
ruf eines Programmes (Ausnahme Prozess Nr. 0).
? Ein Prozess endet entweder auf eigenen Wunsch (wenn seine Arbeit fer-
tig ist) oder infolge eines von außen kommenden Signals.
? Prozesse können untereinander Daten austauschen. Der einfachste Weg
ist eine Pipe (Einbahnstraße).
? Das Kommando ps(1) mit verschiedenen Optionen zeigt die Prozesslis-
te an.
? Mit dem Kommando kill wird ein Signal an einen Prozess geschickt.
Das braucht nicht unbedingt zur Beendigung des Prozesses zu führen.
2.3.9 Übung Prozesse
Suchen Sie sich ein freies Terminal. Melden Sie sich als gast oder guest an.
Ein Passwort sollte dazu nicht erforderlich sein. Falls Sie schon als Benutzer
auf der Anlage eingetragen sind, verwenden Sie besser Ihren Benutzernamen
samt Passwort. Bei Schwierigkeiten wenden Sie sich an den System-Manager.
Groß- und Kleinbuchstaben sind in UNIX verschiedene Zeichen. Auch die
Leertaste (space) ist ein Zeichen. Bei rechtzeitig (vor dem Tippen von RE-
TURN oder ENTER) bemerkten Tippfehlern geht man mit der Taste BS oder
BACKSPACE zurück -- nur nicht beim Anmelden, da muß alles stimmen.
Nach der Eingabe eines Kommandos ist immer die RETURN- oder
ENTER-Taste zu betätigen. Hierauf wird im folgenden nicht mehr hingewie-
sen. Erst mit dieser Taste wird das Kommando wirksam. Man kann aller-
dings Programme so schreiben, daß sie auf die Eingabe eines Zeichens ohne
RETURN antworten (siehe curses(3)).
Lesen Sie während der Sitzung im Referenz-Handbuch die Bedeutung der
Kommandos nach. Die Optionen unterscheiden sich gelegentlich bei den ver-
schiedenen UNIXen. Wenn der Prompt (Dollarzeichen) kommt, ist der Com-
puter bereit zum Empfangen neuer Kommandos. Geben Sie nacheinander fol-
gende Kommandos ein, warten Sie die Antwort des Systems ab:
who (wer arbeitet zur Zeit?)
who -H (wer arbeitet zur Zeit?)
who -a (wer arbeitet zur Zeit?)
who -x (falsche Option)
id (wer bin ich?)
whoami (wer bin ich?)
date (Datum und Uhrzeit?)
zeit (lokales Kommando)

Seite 64
leave hhmm (hhmm 10 min nach jetzt eingeben)
cal (Kalender)
cal 12 2000 (die letzten Tage des Jahrtausends)
cal 9 1752 (Geschichte sollte man können)
tty (mein Terminal?)
pwd (Arbeitsverzeichnis?)
ls (Inhalt des Arbeitsverzeichnisses?)
man ls (Handbucheintrag zu ls)
ps -ef (verfolgen Sie die Ahnenreihe vom
Prozess Nr.1 -- init -- bis zu Ihrem
neuesten Prozess ps -ef)
ps -elf (noch mehr Informationen)
sh
sh
ps -f (wieviele Shells haben Sie nun?)
date
ps
exec date
ps
exec date
ps
exec date (Damit ist Ihre erste Shell weg, warum?)
wieder anmelden
ps (PID Ihrer Shell merken)
kill PID (Das reicht nicht)
kill -9 PID (Shell wieder weg)
erneut anmelden
sh
PS1="XXX " (neuer Prompt)
set
exec date
set (Erbfolge beachten)
nice -19 date (falls Betrieb herrscht,
warten Sie lange auf die Zeit)
ls -l & (Prompt kommt sofort wieder,
samt PID von ls)
exit (abmelden)

Seite 65
2.3.10 Fragen Prozesse
? Was ist ein Prozess?
? Was bedeutet die Ausgabe des Kommandos ps?
? Was macht das Kontrollterminal?
? Wie wird ein Prozess erzeugt? (Eltern-/Kind-Prozess)
? Was ist ein synchroner (asynchroner) Prozess?
? Wie kann man einen Prozess von der Sitzung abkoppeln?
? Wie läßt sich die Priorität eines Prozesses beeinflussen? Was bedeutet
sie?
? Was ist ein Dämon? Nennen Sie einige Dämonen.
? Was ist eine Pipe?
? Was macht das Kommando kill?
2.4 Daten in Ruhe: Dateien
2.4.1 Dateiarten
Eine Datei (E: file, F: fichier) ist eine Menge zusammengehöriger Daten, auf
die mittels eines Dateinamens zugegriffen wird. Ein treffender Vergleich ist
ein Buch, das unter einem Titel in einem Einband eine Menge zusammen-
gehörender Sätze und Abbildungen vereint. Genau wie ein Buch lässt sich
auch eine Datei transportieren, kopieren, katalogisieren, verlieren oder ver-
nichten. Das englische Wort file geht auf lateinisch filum = Draht zurück und
bezeichnete früher eine auf einem Draht aufgereihte Sammlung von Schrift-
stücken. Heute sind Bytes in einer Datei aufgereiht. Man kann eine Datei
als einen Datentyp höherer Ordnung auffassen. Die Struktur ist in der Datei
enthalten oder wird durch das schreibende bzw. lesende Programm einem an
sich strukturlosen Zeichenstrom (byte stream) aufgeprägt. In UNIX ist das
letztere der Fall.
Selbst auf einer kleinen Anlage kommen schnell einige tausend Dateien
zusammen. Ohne ein Ordnungssystem findet man nichts wieder. Drei Sys-
teme zur Strukturierung umfangreicher Datenmengen sind verbreitet:
? hierarchische Datei-Systeme,
? relationale Systeme (Tabellen),
? objektorientierte Systeme.
UNIX-Datei-Systeme sind hierarchisch in Form eines Baumes -- Wurzel oben
-- organisiert; alle drei Möglichkeiten werden in Datenbanken verwendet. Wie
diese logische, dem Benutzer sichtbare Struktur physikalisch auf dem Mas-
senspeicher (Platte, Band, CD) verwirklicht wird, ist eine zweite Frage.
In einem UNIX-Datei-System kommen im wesentlichen drei Arten von
Dateien vor:

Seite 66
? gewöhnliche Dateien (normale Datei, regular file, fichier regulair),
? Verzeichnisse (Katalog, directory, data set, folder, répertoire),
? Geräte-Dateien (special device file, fichier spécial).
Gewöhnliche Dateien enthalten Meßdaten, Texte, Programme, Grafiken,
Sound. Verzeichnisse sind Listen von Dateien, die wiederum allen drei Grup-
pen angehören können. Gerätefiles sind eine Besonderheit von UNIX, das pe-
riphere Geräte (Laufwerke, Terminals, Drucker, mittlerweile auch Prozesse
und Netzverbindungen) formal als Dateien ansieht. Die gesamte Datenein-
und -ausgabe (E/A, englisch I/O für Input/Output, französisch entrée/sortie)
erfolgt über einheitliche Schnittstellen. Alle Gerätefiles finden sich im Geräte-
verzeichnis /dev, das insofern eine Sonderstellung einnimmt (device = Gerät).
Darüber hinaus unterscheidet man bei gewöhnlichen Dateien noch zwi-
schen lesbaren und binären Dateien. Lesbare Dateien (text file) enthalten
nur lesbare ASCII-Zeichen und können auf Bildschirm oder Drucker ausge-
geben werden. Binäre Dateien (binary) enthalten ausführbaren (kompilier-
ten) Programmcode, Grafiken oder gepackte Daten und sind nicht lesbar. Der
Versuch, sie auf dem Bildschirm darzustellen oder sie auszudrucken, führt
zu sinnlosen Ergebnissen und oft zu einem Blockieren des Terminals oder
erheblichem Papierverbrauch. Dem Betriebssystem ist das wurscht; intelli-
gente Lese- oder Druckprogramme unterscheiden beide Arten und weigern
sich, binäre Dateien zu verarbeiten. Auch bei Übertragungen im Netz wird
zwischen ASCII-Dateien und binären Dateien unterschieden.
2.4.2 Datei-System -- Sicht von unten
Alle Daten sind auf dem Massenspeicher in einem Datei-System abgelegt,
wobei auf einer Platte ein oder mehrere Datei-Systeme eingerichtet sind. In
modernen Anlagen kann ein Datei-System auch über mehrere Platten gehen
(spanning, logical volumes, RAID). Jedes UNIX-Datei-System besteht aus ei-
nem Boot-Block am Beginn der Platte (Block 0), einem Super-Block, einer
Inode-Liste und dann einer Vielzahl von Datenblöcken, siehe Abbildung ??
auf Seite ??.
Hier steht die Abbildung Datei-System
Der Boot-Block enthält Software zum Booten des Systems und muss der
erste Block im Datei-System sein. Er wird nur im root-System gebraucht --
also einmal auf der ganzen Anlage -- ist aber in jedem Datei-System vor-
handen. Er wird beim Einrichten des Datei-Systems mittels der Kommandos
mkfs(1M) oder newfs(1M) angelegt.
Der Super-Block wird ebenfalls bei der Einrichtung des Datei-Systems ge-
schrieben und enthält Informationen zu dem Datei-System als Ganzem wie
die Anzahl der Datenblöcke, die Anzahl der freien Datenblöcke und die An-
zahl der Inodes. Die Anzahl der Inodes im Datei-System ist begrenzt; die
Grenze wird bei der Einrichtung festgelegt und lässt sich nachträglich kaum
noch verschieben. Deshalb gut überlegen, falls man mit ungewöhnlich vie-
len, kleinen Dateien rechnen muss. Etwas anderes ist die Größe des Datei-

Seite 67
Systems in Mega- oder Gigabytes. Hier kann man nachträglich erweitern,
solange noch Luft auf der Platte ist, ausgenommen beim root-Datei-System.
Die Inode-Liste enthält alle Informationen zu den einzelnen Dateien au-
ßer den Datei-Namen. Zu jeder Datei gehört eine Inode mit einer im Datei-
System eindeutigen Nummer, die vom System vergeben wird. Einzelheiten
siehe Abschnitt 2.4.8 Inodes und Links auf Seite 84. Der Name wird einer
Datei sprich einer Inode-Nummer durch den Benutzer zugeordnet und steht
im zuständigen Verzeichnis. Die Dateien selbst bestehen nur aus den Daten.
Der Daten-Block ist die kleinste Einheit, in der blockorientierte Gerä-
te -- vor allem Platten -- Daten schreiben oder lesen. In den Daten-Blöcken
sind die Dateien einschließlich der Verzeichnisse untergebracht. Die Block-
größe beträgt 512 Bytes oder ein Vielfaches davon. Große Blöcke erhöhen die
Schreib- und Lesegeschwindigkeit, weil mit einem Plattenzugriff viele By-
tes geschrieben oder gelesen werden, verschwenden aber bei kleinen Dateien
Speicherplatz, weil jeder Datei mindestens ein Block zugeordnet wird. Bei
den heutigen Preisen für Festplatten kann man es sich aber erlauben, von
der Default-Blockgrösse (Linux: 1024 Bytes) nach oben abzuweichen. Typi-
sche Kandidaten für große Blöcke sind die Partitionen für temporäre Dateien
oder Webseiten.
Ein Datei-System kann logisch beschädigt werden, weil ein logischer
Schreibvorgang physikalisch auf mehrere, zeitlich auseinander liegende Plat-
tenzugriffe verteilt sein kann. Wird während des logischen Schreibens der
Strom abgeschaltet, ist das Datei-System nicht mehr konsistent. Zur Repara-
tur eines logisch beschädigten Datei-Systems stellt UNIX Werkzeuge bereit,
vor allem fsck(1M). Dieses Werkzeug geht das gesamte Datei-System durch
und beseitigt Inkonsistenzen. Unter Umständen gehen dabei Daten verloren,
aber das Datei-System arbeitet wenigstens wieder. Bei den heutigen großen
Platten und Datei-Systemen dauert der File System Check mittels fsck(1M)
lange. Eine bessere Lösung sind Journaled File Systems, die Techniken ver-
wenden, wie sie Datenbanken einsetzen. Die haben nämlich die gleichen Kon-
sistenzprobleme.
Hierzu wird jeder Schreibvorgang protokolliert. Erst wenn der erfolgreiche
Abschluss eines Schreibvorgangs zurückgemeldet wird, wird der Eintrag im
Protokoll gelöscht. Bleiben in Folge eines Stromausfalls unvollendete Schreib-
vorgänge übrig, werden sie bei der Reparatur mit Hilfe des Protokolls zurück-
genommen. Auf diese Weise wird relativ schnell die Konsistenz und damit die
Arbeitsfähigkeit eines Datei-Systems wieder hergestellt. Einzelheiten findet
man für Linux-Datei-Systeme unter IBM-JFS, SGI-XFS oder ReiserFS.
Es gibt weitere Datei-Systeme, wobei mit größer werdenden Massenspei-
chern neben der Sicherheit die Zugriffsgeschwindigkeit eine immer wichti-
gere Rolle spielt. Das Datei-System ist für die Leistung einer Maschine mit
durchschnittlichen Aufgaben genauso entscheidend wie die CPU. Der Benut-
zer sieht von den Unterschieden der Datei-Systeme jedoch fast nichts, er ar-
beitet nur mit der im folgenden Abschnitt erläuterten Baumstruktur.

Seite 68
2.4.3 Datei-System -- Sicht von oben
Selbst auf einer kleinen Anlage kommt man leicht auf zehntausend Dateien.
Da muss man Ordnung halten, wie in einer Bibliothek. Unter UNIX werden
zum Benutzer hin alle Dateien in einer Datei-Hierarchie, einer Baumstruktur
angeordnet, siehe Abbildung ?? auf Seite ??. An der Spitze steht ein Verzeich-
nis namens root
Fussnote: root ist der Name des obersten Verzeichnisses und zu-
gleich der Name des System-Verwalters oder -Managers. Das Ver-
zeichnis root ist genau genommen gar nicht vorhanden, sondern
bezeichnet eine bestimmte Adresse auf dem Massenspeicher, auf
der der Dateibaum beginnt. Für den Benutzer scheint es aber wie
die anderen Verzeichnisse zu existieren. Während alle anderen
Verzeichnisse in ein jeweils übergeordnetes Verzeichnis eingebet-
tet sind, ist root durch eine Schleife sich selbst übergeordnet. Ende
Fussnote
, das nur mit einem Schrägstrich bezeichnet wird. Es wird auch Wurzel-
Verzeichnis genannt, da in ihm der ganze Dateibaum wurzelt. Dieses Ver-
zeichnis enthält einige gewöhnliche Dateien und vor allem weitere Verzeich-
nisse. Die Hierarchie kann viele Stufen enthalten, der Benutzer verliert die
Übersicht eher als der Computer.
Die Datei-Hierarchie hat sich im Lauf der Jahrzehnte etwas gewandelt,
vor allem infolge der zunehmenden Vernetzung. Bei der Einteilung spielen
folgende Gesichtspunkte eine Rolle:
? Statische, sich kaum ändernde Daten sollen von sich häufig ändernden
Daten getrennt werden (Backup-Häufigkeit).
? Das Betriebssystem soll von den Anwendungsprogrammen getrennt
werden (Betriebssicherheit).
? Rein lokale (private, maschinenspezifische) Daten sollen von Daten ge-
trennt werden, die alle Mitglieder eines Computerverbundes (Cluster)
gemeinsam nutzen (shared files).
? Konfigurationsdaten sollen von den ausführbaren Programmen ge-
trennt werden, damit sie ein Update überstehen.
? Konfigurationsdaten sollen von temporären, nicht lebensnotwendigen
Daten wie Protokollfiles getrennt werden.
? Daten, die im Betrieb stark wachsen (Home-Verzeichnisse, Protokollfi-
les, Spool-Dateien (Warteschlangen), zusätzliche Anwendungen), sollen
von Daten getrennt werden, die erfahrungsgemäß kaum wachsen. Par-
titionen für solche Daten müssen mit viel Spielraum angelegt werden.
Die statischen Daten sind in einem Verbund großenteils gemeinsam nutz-
bar, so dass diese beiden Gesichtspunkte zur selben Einteilung führen, die
an oberster Stelle kommt. In diesem Bereich dürfen die Benutzer gar nichts
und sollten die Verwalter möglichst wenig ändern. Reale Datei-Systeme be-
rücksichtigen die Punkte mehr oder weniger -- aus historischen und lokalen

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Gründen -- aber im wesentlichen gleichen sich alle UNIX-Datei-Systeme einer
Generation.
Unter der Wurzel des Dateibaumes, dem root-Verzeichnis, finden sich fol-
gende Verzeichnisse:
? Statische, gemeinsam nutzbare Verzeichnisse
-- bin (UNIX-Kommandos)
-- lib (Bibliotheken)
-- opt (optionale Anwendungen, Compiler, Editoren)
-- sbin (wichtige Kommandos, beim Systemstart benötigt),
-- usr (Fortsetzung von bin, Kommandos, Bibliotheken, Dokumentati-
on)
? Lokale Verzeichnisse
-- boot (UNIX-Kern, Boot Loader, siehe auch stand)
-- dev (Gerätefiles)
-- etc (wichtige Konfigurationsfiles, früher auch Kommandos zur Sys-
temverwaltung)
-- home auch homes, früher users, Home-Verzeichnisse der Benutzer)
-- lost+found (Fundbüro, in jeder Partition, wird von fsck(1m) ge-
braucht)
-- mnt (Mounting Point, zum Beispiel für CDs)
-- stand (UNIX-Kern, Boot Loader; verkürzt aus standalone)
-- tmp (temporäre Dateien)
-- var (Dateien stark veränderlicher Größe: Protokolle, Briefkästen,
Spooler, temporäre Dateien)
Die Anwendungen unter /opt sollen ihrerseits eine Verzeichnisstruktur wie
unter /usr mitbringen: bin, lib, share, man usw.
Ein Mounting Point oder Mountpoint ist ein leeres Verzeichnis, in das
die Wurzel eines weiteren Datei-Systems eingehängt werden kann. Auf die-
se Weise lässt sich der ursprüngliche Dateibaum nahezu unbegrenzt erwei-
tern. Auf unseren Anlagen haben wir die Home-Verzeichnisse der Mitarbeiter
und der Studenten auf jeweils eigenen Platten und Datei-Systemen unter-
gebracht, die in durchnumerierte Mounting Points eingehängt werden. Das
trägt wesentlich zur Flexibilität und zur Betriebsssicherheit bei und ist ei-
ne Voraussetzung für die Zusammenfassung mehrerer Maschinen zu einem
Cluster.
Das Verzeichnis /usr enthält seinerseits zahlreiche Unterverzeichnisse, die
für das System wichtig sind:
? adm (Systemverwaltung, Accounting, heute in /var/adm oder /var/log)
? bin (UNIX-Kommandos)

Seite 70
? conf (UNIX-Kern-Konfiguration)
? contrib (Beiträge des Computerherstellers)
? include (Header-Dateien)
? lbin (spezielle Kommandos und Dämonen)
? lib (Bibliotheken und Kommandos)
? local (lokale Kommandos)
? mail (Mailsystem, heute in /var/mail oder /var/spool/mail)
? man (Referenz-Handbuch, heute in /usr/share/man)
? newconfig (Default-Konfigurationen des Systems)
? news (News, Nachrichten an alle, heute in /var/news /var/spool/news)
? sbin (Kommandos zur Systemverwaltung)
? share (in einem Cluster gemeinsam nutzbare Dateien)
? spool (Drucker-Spoolsystem, cron-Dateien, heute in /var/spool)
? tmp (weitere temporäre Dateien, heute in /var/tmp)
und weitere Unterverzeichnisse für spezielle Zwecke. Im Abschnitt G UNIX-
Datei-System des Anhangs auf Seite 332 wird die Datei-Hierarchie eingehen-
der dargestellt. Die Einzelheiten ändern sich im Lauf der Jahre und von Her-
steller zu Hersteller, aber die Konzepte bleiben. Ob die Briefkästen in /mail,
/var/mail oder /var/spool/mail liegen, ist nebensächlich und kann mittels Soft
Links an die jeweiligen Wünsche angepasst werden, aber dass jeder Benut-
zer eine Briefkasten-Datei hat, an dem nur er und das Mail-System Rechte
haben, ist ein in der UNIX-Welt stabiles Konzept.
Hier steht die Abbildung Datei-Hierarchie
Die Eintragungen im Geräte-Verzeichnis /dev weichen von denen in an-
deren Verzeichnissen ab. Sie enthalten zusätzlich Angaben über den Treiber
und den I/O-Port, an den das jeweilige Gerät angeschlossen ist. Dasselbe Ge-
rät kann am selben Port mit anderem Treiber unter einem anderen Namen er-
scheinen. Insbesondere erscheinen Massenspeicher einmal als blockorientier-
tes und einmal als zeichenorientiertes Gerät. Blockorientierte Geräte über-
tragen nicht einzelne Zeichen, sondern Blöcke von 512 oder mehr Zeichen.
Die Namen sind zwar beliebig, es haben sich aber gewisse Regeln eingebür-
gert:
? console Konsol-Terminal des Systems
? ct Cartridge Tape als Block Device
? dsk Platte als Block Device (blockorientiert)
? lan Netz-Interface
? lp Drucker (line printer)
? mt Magnetband als Block Device
? null Papierkorb (bit bucket)

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? pty Pseudo-Terminal
? rct Cartridge Tape als Character (raw) Device
? rdsk Platte als Character Device (raw, zeichenorientiert)
? rmt Magnetband als Character Device
? tty Kontroll-Terminal eines Prozesses
? tty1p2 Terminal an Multiplexer 1, Port 2
Bei umfangreicher Peripherie ist das /dev-Verzeichnis in Unterverzeichnisse
gegliedert. Beim Schreiben nach /dev/null verschwinden die Daten unwie-
derbringlich in einem Schwarzen Loch im Informationsraum, das Lesen aus
/dev/null liefert ein EOF-Zeichen (end of file).
Beim Arbeiten mit Verzeichnissen werden vier Begriffe immer wieder ge-
braucht:
? das root- oder Wurzelverzeichnis, bereits erläutert,
? das Login-Verzeichnis,
? das Home-Verzeichnis,
? das aktuelle oder Arbeits-Verzeichnis.
Nach der Anmeldung (Login) landet der Benutzer in seinem Login-
Verzeichnis, wie es in der Datei /etc/passwd festgelegt ist. Das Login-
Verzeichnis ist fast immer, aber nicht notwendig identisch mit dem Home-
Verzeichnis. Benutzer mit minderen Rechten bekommen mitunter nur das
Verzeichnis /tmp oder /dev/null zugewiesen.
In seinem Home-Verzeichnis (Heimatverzeichnis, Hauptkatalog, E: home
directory, F: répertoire principal) darf ein Benutzer nach Herzenslust Datei-
en und Unterverzeichnisse anlegen und löschen, Rechte vergeben und ent-
ziehen, Ordnung halten oder nicht. Bei gewöhnlichen Benutzern wird das
Home-Verzeichnis als Login-Verzeichnis in /etc/passwd eingetragen. Einem
Benutzernamen kann nur ein Home-Verzeichnis zugeordnet werden. Die Ho-
mes der gewöhnlichen Benutzer sind in einem Verzeichnis /home oder /homes
zusammengefasst, das bei größeren Installationen in einer eigenen Partition
liegt und in das Wurzelverzeichnis gemountet wird. Das Home des System-
verwalters root liegt als /root direkt im Wurzelverzeichnis.
Das Home-Verzeichnis ist zu Beginn einer Sitzung das Arbeits-Verzeichnis
oder aktuelle Verzeichnis (E: working directory, F: répertoire courant, réper-
toire de travail), dessen Dateien und Unterverzeichnisse unmittelbar über
ihren Namen ohne die beim Wurzelverzeichnis root beginnende Verzeich-
niskette verfügbar sind. Man kann jedes Unterverzeichnis seines Home-
Verzeichnisses vorübergehend zum Arbeits-Verzeichnis machen, auch andere
Verzeichnisse, sofern dazu berechtigt. Mit cd(1) wechselt man das Arbeits-
Verzeichnis. Das Kommando pwd(1) (print working directory) nennt das
Arbeits-Verzeichnis, falls man die Orientierung verloren hat.
Nach einer Faustregel soll man ein Verzeichnis weiter unterteilen, wenn
es mehr als wenige hundert Eintragungen enthält. Verzeichnisnamen sollten

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nicht extrem lang gewählt werden. Die Namen der Dateien und Unterver-
zeichnisse in einem Verzeichnis sollten sich möglichst schon in den vorderen
Stellen unterscheiden. Das alles trägt zur Geschwindigkeit bei, da bei Zu-
griffen auf eine Datei die übergeordneten Verzeichnisse sequentiell (linear)
durchsucht werden.
Ihr Home-Verzeichnis sollten Sie auch sofort in Unterverzeichnisse unter-
teilen, sonst macht sich schnell das Chaos breit. Wenn Sie Besitzer einiger
tausend Dateien sind -- und das wird man schnell -- kennen Sie nicht mehr
jede Datei.
Der Name einer Datei wird entweder absolut angegeben, ausgehend von
root. Dann beginnt er mit dem Schrägstrich und wird auch Pfad (path, che-
min d'accès) genannt. Oder er wird relativ zum augenblicklichen Arbeits-
Verzeichnis nur mit seinem letzten Namensteil (basename) angegeben:
/mnt/wualex/buch/unix/einleitung/vorwort.tex
vorwort.tex
Das Kommando basename(1) verkürzt einen absoluten Namen auf seinen
letzten Namensteil und wird in Shellskripten gebraucht. Umgekehrt zieht
das Kommando dirname(1) aus einem absoluten Datei-Namen alle Vorder-
glieder (= Namen von Verzeichnissen) heraus.
Datei-Namen dürfen 255 Zeichen
Fussnote: Ältere UNIX-Systeme erlauben nur 14 Zeichen. Ende
Fussnote
lang sein und sollen nur Buchstaben (keine Umlaute), Ziffern sowie die Zei-
chen Unterstrich, Bindestrich oder Punkt enthalten. Es ist üblich, Kleinbuch-
staben zu verwenden, Großbuchstaben nur für Namen, die auffallen sollen
(README). Die Verwendung von TAB, Backspace, Space, Stern, ESC und
dergleichen ist nicht verboten, führt aber zu lustigen Effekten. Verboten sind
nur der Schrägstrich, der als Trennzeichen in der Pfadangabe dient, und das
Zeichen ASCII-Nr. 0, das einen String abschließt. Datei-Namen sollten min-
destens vier Zeichen lang sein, um die Gefahr einer Verwechslung mit UNIX-
Kommandos zu verringern. Will man sichergehen, dass ein Datei-Name auch
in anderen Welten unverändert gültig ist, darf er nur Großbuchstaben (ohne
Umlaute etc.), Ziffern, den Unterstrich und den Punkt enthalten. Er muss fer-
ner der 8.3-Regel von DOS genügen, also höchstens acht Zeichen gefolgt von
einem Punkt und nochmal drei Zeichen umfassen. Innerhalb eines Verzeich-
nisses darf ein Name nur einmal vorkommen (wie in Familien); der gleiche
Name in verschiedenen Verzeichnissen benennt verschiedene Dateien, zum
Beispiel /bin/passwd(1) und /etc/passwd(4). Bei Shellkommandos, die Datei-
Namen als Argument benötigen, kann man in den Datei-Namen Jokerzeichen
verwenden, siehe Abschnitt 2.5.1.1 Kommandointerpreter auf Seite 99.
Die Verwendung von Namenserweiterungen (file.config, file.dat, file.bak)
oder Kennungen (extension) ist erlaubt, aber nicht so verbreitet wie un-
ter DOS. Programme im Quellcode bekommen eine Erweiterung (.c für C-
Quellen, .f für FORTRAN-Quellen, .p für PASCAL-Quellen), ebenso im Ob-
jektcode (.o). Der Formatierer LaTeX verwendet auch Erweiterungen. Es dür-
fen Kennungen mit mehr als drei Zeichen oder eine Kette von Kennungen

Seite 73
verwendet werden wie myprogram.c.backup.old. Sammlungen gebräuchlicher
Kennungen finden sich im Netz.
Das jeweilige Arbeits-Verzeichnis wird mit einem Punkt bezeichnet, das
unmittelbar übergeordnete Verzeichnis mit zwei Punkten (wie in DOS). Das
Kommando cd .. führt also immer eine Stufe höher in der Datei-Hierarchie.
Mit cd ../.. kommt man zwei Stufen höher. Will man erzwingen, dass ein Kom-
mando aus dem Arbeitsverzeichnis ausgeführt wird und nicht ein gleichna-
miges aus /bin, so stellt man Punkt und Schrägstrich voran wie bei ./cmd.
Beim Arbeiten im Netz ist zu bedenken, dass die Beschränkungen der
Datei-Namen von System zu System unterschiedlich sind. DOS gestattet bei-
spielsweise nur acht Zeichen, dann einen Punkt und nochmals drei Zeichen
(8.3). Ferner unterscheidet es nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung. In
der Macintosh-Welt sind Datei-Namen aus mehreren Wörtern gebräuchlich.
Will man sicher gehen, so passt man die Datei-Namen von Hand an, ehe man
sich auf irgendwelche Automatismen der Übertragungsprogramme verlässt.
In den Home-Verzeichnissen werden einige Dateien oder Verzeichnisse
vom System oder von Anwendungen erzeugt und verwaltet. Sie enthalten
Einstellungen, Sitzungsparameter und dergleichen. Diese Dateien interes-
sieren den Benutzer selten. Ihr Name beginnt mit einem Punkt (dot), zum
Beispiel .profile. Sie werden von ls(1) nicht angezeigt. Gibt man ls(1) mit der
Option -a ein, so erscheinen auch sie. Solche Dateien (dotfile) werden als ver-
borgen (hidden) bezeichnet, sind aber in keiner Weise geheim. Im Lauf der
Jahre sammelt sich ein lange Latte davon an, darunter viele, die man nicht
mehr braucht. Ich lösche von Zeit zu Zeit meine Dot-Dateien, deren Aufgabe
ich nicht kenne und die älter sind als ein Jahr. Bisher ging es gut.
Ein Verzeichnis wird mit dem Kommando mkdir(1) erzeugt, mit rmdir(1)
löscht man ein leeres Verzeichnis, mit rm -r (r = rekursiv) ein volles samt Un-
terverzeichnissen. Frage: Was passiert, wenn Sie gleich nach der Anmeldung
rm -r * eingeben? Die Antwort nicht experimentell ermitteln!
Ein Arbeiten mit Laufwerken wie unter DOS ist unter UNIX nicht vor-
gesehen. Man hat es stets nur mit einer einzigen Datei-Hierarchie zu tun.
Weitere Datei-Hierarchien -- zum Beispiel auf Disketten oder Platten, lo-
kal oder im Netz -- können vorübergehend in die Datei-Hierarchie des Sys-
tems eingehängt werden. Dabei wird das Wurzel-Verzeichnis des einzuhän-
genden Datei-Systems auf ein Verzeichnis, einen Mounting Point des root-
Datei-Systems abgebildet. Dieses Verzeichnis muss bereits vorhanden sein,
darf nicht in Gebrauch und soll leer sein. Falls es nicht leer ist, sind die dort
enthaltenen Dateien und Unterverzeichnisse so lange nicht verfügbar, wie
ein Datei-System eingehängt ist. Man nennt das mounten, montieren, be-
reitstellen oder einhängen, Kommando mount(1M). Mountet man das Datei-
System eines entfernbaren Datenträgers (Diskette, CD) und entfernt diesen,
ohne ihn vorher mittels umount(1M) unzumounten (zu unmounten?), gibt
es Ärger. Moderne UNIXe setzen zum Mounten und Unmounten entfernba-
rer Datei-Systeme Automount-Dämonen ein, so dass der Benutzer sich kei-
ne Gedanken zu machen braucht. Beim Mounten treten Probleme mit den
Zugriffsrechten auf. Deshalb gestatten die Verwalter dem gewöhnlichen Be-
nutzer diese Möglichkeit nur auf besonderen Wunsch. Datei-Systeme können

Seite 74
auch über das Netz gemountet werden, siehe Network File System (NFS).
Wir mounten beispielsweise sowohl lokale Datei-Systeme von weiteren Plat-
ten und CD-Laufwerken wie auch Verzeichnisse von Servern aus unserem
Rechenzentrum in die root-Verzeichnisse unserer Workstations. Das Weiter-
mounten über das Netz gemounteter Verzeichnisse ist üblicherweise nicht
gestattet. Auch werden Superuser-Rechte meist nicht über das Netz weiter-
gereicht. Man sollte sich bewusst sein, dass die Daten von über das Netz ge-
mounteten Datei-Systemen unverschlüsselt durch die Kabel gehen und mit-
gelesen werden können.
Auf einen entfernbaren Datenträger (Floppy, CD, ZIP, Band etc.) kann auf
zwei Arten zugegriffen werden. In beiden Fällen muss das Laufwerk über
eine Eintragung im /dev-Verzeichnis erreichbar sein. Meist sind dort alle
nur denkbaren Peripheriegeräte angelegt -- ein Zuviel schadet nicht -- und
man hat nur herauszufinden, wie das Laufwerk in dem Verzeichnis heißt,
beispielsweise /dev/hdd oder /dev/floppy. Mitunter kostet das etwas experi-
mentellen Aufwand. Ihr Systemschamane sollte es wissen. Muss man das
Laufwerk selbst eintragen, braucht man einige Informationen (Treiber, Num-
mern) und das Kommando mknod(1M). Fall 1: Ist auf dem Datenträger mit-
tels newfs(1M) oder mkfs(1M) ein Datei-System eingerichtet, muss dieses
in das beim Systemstart geöffnete root-Datei-System mit dem Kommando
mount(1M) irgendwo in ein vorhandenes Verzeichnis gemountet werden und
wird damit vorübergehend ein Zweig von diesem. Es kann sein, dass ein
automount-Dämon diese Arbeit stillschweigend erledigt. Auf CDs ist prak-
tisch immer ein Datei-System eingerichtet. Fall 2: Ist der Datenträger da-
gegen nur formatiert (Kommando mediainit(1) oder fdformat(1)), d. h. zum
Lesen und Schreiben eingerichtet, ohne dass ein Datei-System angelegt wur-
de, so greift man mit den Kommandos cpio(1) oder tar(1) darauf zu. Kom-
mandos wie cd(1) oder ls(1) sind dann sinnlos, es gibt auch keine Inodes.
Der Datenträger ist über den Namen des Gerätefiles anzusprechen, beispiels-
weise /dev/hdd, /dev/rfd.0 oder /dev/rmt/0m, mehr weiß das System nicht von
ihm. Das Kommando zum Kopieren eines ganzen Unterverzeichnisses auf ei-
ne ZIP-Diskette in einem Linux-Rechner könnte so lauten:
tar -cf /dev/hdd ./mydir
Ein Datenträger mit einem Datei-System kann nur auf einem anderen Sys-
tem gelesen werden, wenn dieses den Datei-System-Typ kennt und mounten
kann. Ein Datenträger mit einem Archiv kann nur von einem System gelesen
werden, das über das entsprechende Archivierungswerkzeug (tar(1)) verfügt.
In einem Datei-System kann ich navigieren, ein Archiv nur schreiben und
lesen.
Wer sowohl unter DOS/Microsoft Windows wie unter UNIX arbeitet, ma-
che sich den Unterschied zwischen einem Wechsel des Laufwerks (A, B, C ...)
unter DOS/Microsoft Windows und dem Mounten eines Datei-Systems unter
UNIX sorgfältig klar. Dazwischen liegen Welten.
Über diese beiden Möglichkeiten hinaus finden sich auf einigen Systemen
Werkzeuge, um auf DOS-Datei-Systeme auf Disketten oder Festplatten zuzu-

Seite 75
greifen. Unter Linux sind sie als mtools(1) bekannt, unter HP-UX als doscp(1)
und Verwandtschaft.
2.4.4 Netz-Datei-Systeme (NFS)
Datei-Systeme lassen sich über ein Netz auch von anderen UNIX-Hosts in das
eigene Datei-System mounten. Das ist praktisch; ein verbreiteter Mechanis-
mus dazu -- das Network File System (NFS) -- wurde von der Firma SUN
entwickelt. Die heutigen UNIXe bringen die Dämonen meistens mit, man
braucht sie nur noch zu aktivieren. Mit dem Internet hat das Ganze nichts
zu tun. Mit Verschlüsselung auch nichts.
Die beteiligten Server und Klienten sollten gleiche /etc/passwd- und
/etc/group-Dateien verwenden, zumindest was die Besitzer von über das Netz
gemounteten Verzeichnissen und Dateien anbelangt. Andernfalls handelt
man sich Probleme ein. Das lässt sich durch schlichtes Kopieren bewerkstel-
ligen. Man kann aber auch einen Schritt weiter gehen und ein NIS-Cluster
einrichten. Das ist in kleinen Netzen auch nicht schwierig, eigentlich eine
folgerichtige Ergänzung zum NFS und ebenfalls von SUN entwickelt.
Auf dem Datei-Server müssen mindestens drei Dämonen laufen:
? portmap oder rpcbind, eine Voraussetzung für diesen und andere Dien-
ste,
? mountd oder rpc.mountd zur Herstellung der mount-Verbindung,
? nfsd oder rpc.nfsd für die eigentliche Datenübertragung.
Ferner muss in der Datei /etc/exports festgelegt werden, welche Verzeichnisse
von welchen Maschinen gemountet werden dürfen. Die Syntax von exports ist
in der UNIX-Welt nicht ganz einheitlich, man schaut am besten auf der man-
Seite seiner Maschine nach. Ein Beispiel:
/mnt2/homes *.mvm.uni-karlsruhe.de(rw)
/mnt4/student rzia.rz.uni-karlsruhe.de(r)
Hier kann das Verzeichnis /mnt2/homes von allen Computern unserer Subdo-
mäne les- und schreibbar gemountet werden, das Verzeichnis /mnt4/student
nur lesbar von einer Maschine im Rechenzentrum.
Auf den Klienten müssen Mounting-Punkte eingerichtet sein und folgende
Dämonen laufen:
? portmap oder rpcbind, eine Voraussetzung für diesen und andere Dien-
ste,
? biod oder nfsiod zum schnelleren blockweisen Lesen und Schreiben.
In der Datei /etc/fstab oder /etc/vfstab stehen die Anweisungen für das beim
Systemstart aufgerufene mount-Kommando:
mvm24:/mnt2/homes /mnt2/homes nfs rw,rsize=8192,wsize=8192 0 0
mvm24:/mnt4/student /mnt4/stud nfs defaults 0 0

Seite 76
hier also die Anweisung, von der Maschine mvm24 die genannten Verzeich-
nisse in nicht notwendig gleichnamige lokale Mounting-Punkte einzuhängen
und dabei gewisse Optionen zu beachten, siehe die man-Seite zu fstab. Die
lokal gemounteten Verzeichnisse sind oben nicht aufgeführt, sie stehen vor
den Netz-Verzeichnissen. Das ist zunächst einmal alles. Wenn das Netz gut
funktioniert, bemerkt der Benutzer keinen Unterschied zwischen lokalen und
fernen Dateien.
2.4.5 Zugriffsrechte
Auf einem Mehrbenutzersystem ist es untragbar, dass jeder Benutzer mit al-
len Dateien alles machen darf. Jede Datei einschließlich der Verzeichnisse
wird daher in UNIX durch einen Satz von neun Zugriffsrechten
Fussnote: Manche Systeme unterscheiden zwischen Recht (privi-
lege) und Berechtigung (permission). Ein Benutzer hat das Recht,
eine Sitzung zu eröffnen, und die Berechtigung, eine Datei zu le-
sen. Ende Fussnote
(permission, droit d'accès) geschützt.
Die Benutzer werden eingeteilt in den Besitzer (owner, propriétaire), seine
Gruppe (group, groupe) und die Menge der sonstigen Benutzer (others, ohne
den Besitzer und seine Gruppe), auch Rest der Welt genannt
Fussnote: Unter Microsoft Windows bedeutet Jeder wirklich jeder
und nicht eine Restmenge wie others. Ende Fussnote
. Diese Interpretation rührt daher, dass die Shell die Zugriffsrechte von links
nach rechts liest -- wie sie angezeigt werden -- und nach der ersten Überein-
stimmung zwischen dem aktuellen Benutzer und einer der drei Möglichkeiten
aufhört. Die Rechte werden ferner nach Lesen (read), Schreiben (write) und
Suchen/Ausführen (search/execute) unterschieden. Bei einer gewöhnlichen
Datei bedeutet execute Ausführen (was nur bei Programmen Sinn ergibt), bei
einem Verzeichnis Durchsuchen oder Durchqueren. Wer sich ein Verzeichnis
mittels ls(1) ansehen will, braucht das Leserecht daran. Es ist gelegentlich
sinnvoll, wenn auch keine starke Sicherheitsmaßnahme, das Durchsuchen
eines Verzeichnisses zu gestatten, das Lesen jedoch zu verweigern. Jedes Zu-
griffsrecht kann nur vom Besitzer erteilt und wieder entzogen werden. Und
wie immer vom Verwalter.
Der Besitzer einer Datei ist zunächst derjenige, der sie erzeugt hat. Mit
dem Kommando chown(1) lässt sich jedoch der Besitz an einen anderen Be-
nutzer übertragen (ohne dass dieser zuzustimmen braucht). Entsprechend
ändert chgrp(1) die zugehörige Gruppe. Will man eine Datei für andere les-
bar machen, so reicht es nicht, der Datei die entsprechende Leseerlaubnis
zuzuordnen oder den Besitzer zu wechseln. Vielmehr müssen alle übergeord-
neten Verzeichnisse von / (root) an lückenlos das Suchen gestatten. Das wird
oft vergessen.
Die Zugriffsrechte lassen sich in Form einer dreistelligen Oktalzahl ange-
ben, und zwar hat

Seite 77
Tabelle 2.1: Zugriffsrechte von Dateien
Rechte Besitzer Gruppe Rest der Welt
000 Rechte ändern nichts nichts
700 alles nichts nichts
750 alles lesen + ausführen nichts
755 alles lesen + ausführen lesen + ausführen
600 lesen + schreiben nichts nichts
640 lesen + schreiben lesen nichts
644 lesen + schreiben lesen lesen
? die read-Erlaubnis den Wert 4,
? die write-Erlaubnis den Wert 2,
? die execute/search-Erlaubnis den Wert 1
Alle drei Rechte ergeben zusammen den Wert 7, höher geht es nicht. Die drei
Stellen der Oktalzahl sind in folgender Weise den Benutzern zugeordnet:
? links der Besitzer (owner),
? in der Mitte seine Gruppe (group), ohne Besitzer
? rechts der Rest der Welt (others), ohne Besitzer und Gruppe
Diese Oktalzahl wird auch als Rechtevektor bezeichnet. Eine sinnvolle Kom-
bination ist, dem Besitzer alles zu gestatten, seiner Gruppe das Lesen und
Suchen/Ausführen und dem Rest der Welt nichts. Die Oktalzahl 750 bezeich-
net diese Empfehlung. Oft wird auch von den Gruppenrechten kein Gebrauch
gemacht, man setzt sie gleich den Rechten für den Rest der Welt, also die
Oktalzahl auf 700. Das Kommando zum Setzen der Zugriffsrechte lautet:
chmod 750 filename
Setzt man die Zugriffsrechte auf 007, so dürfen der Besitzer und seine Gruppe
nichts machen. Alle übrigen (Welt minus Besitzer minus Gruppe) dürfen die
Datei lesen, ändern und ausführen. Der Besitzer darf nur noch die Rechte auf
einen vernünftigeren Wert setzen. Mit der Option -R werden die Kommandos
chmod(1), chown(1) und chgrp(1) rekursiv und beeinflussen ein Verzeichnis
samt allem, was darunter liegt. Bei chmod(1) ist jedoch aufzupassen: meist
sind die Zugriffsrechte für Verzeichnisse anders zu setzen als für gewöhnliche
Dateien. Es gibt noch weitere Formen des chmod(1)-Kommandos sowie die
Bezeichnung der Zugriffsrechte durch Buchstaben anstelle von Oktalzahlen.
Aus Sicherheitsgründen soll man die Zugriffsrechte möglichst einschrän-
ken. Will ein Benutzer auf eine Datei zugreifen und darf das nicht, wird er
sich schon rühren. Mittels des Kommandos:
ls -l filename
erfährt man die Zugriffsrechte einer Datei. Die Ausgabe sieht so aus:

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Tabelle 2.2: Zugriffsrechte von Verzeichnissen
Rechte Besitzer Gruppe Rest der Welt
000 Rechte ändern nichts nichts
700 alles nichts nichts
750 alles auflisten + durchsuchen nichts
751 alles auflisten + durchsuchen durchsuchen
755 alles auflisten + durchsuchen auflisten + durchsuchen
-rw-r----- 1 wualex1 users 59209 May 15 unix.tex
Die Zugriffsrechte heißen hier also read und write für den Besitzer wualex1,
read für seine Gruppe users und für den Rest der Welt nichts. Die Zahl 1 ist
der Wert des Link-Zählers, siehe Abschnitt 2.4.8 Inodes und Links auf Sei-
te 84. Dann folgen Besitzer und Gruppe sowie die Größe der Datei in Bytes.
Das Datum gibt die Zeit des letzten schreibenden (den Inhalt verändernden)
Zugriffs an. Schließlich der Name. Ist das Argument des Kommandos ls(1) der
Name eines Verzeichnisses, werden die Dateien des Verzeichnisses in ASCII-
alphabetischer Folge aufgelistet. Ohne Argument wird das aktuelle Verzeich-
nis aufgelistet. Das Kommando ls(1) kennt viele Optionen.
Beim Kopieren muss man Zugang zum Original (Sucherlaubnis für alle
übergeordneten Verzeichnisse) haben und dieses lesen dürfen. Besitzer der
Kopie wird der Veranlasser des Kopiervorgangs. Er kann anschließend die
Zugriffsrechte der Kopie ändern, die Kopie gehört ihm. Leserecht und Kopi-
errecht sind untrennbar. Das Kommando zum Kopieren lautet:
cp originalfile copyfile
Falls die Datei copyfile schon vorhanden ist, wird es ohne Warnung über-
schrieben. Ist das Ziel ein Verzeichnis, wird die Kopie dort eingehängt, Schrei-
berlaubnis in dem Verzeichnis vorausgesetzt. Der Versuch, eine Datei auf sich
selbst zu kopieren -- was bei der Verwendung von Jokerzeichen oder Links
vorkommt -- führt zu einer Fehlermeldung.
Zum Löschen einer Datei oder eines Verzeichnisses braucht man ebenso
wie zum Erzeugen in dem übergeordneten Verzeichnis die Schreiberlaubnis.
Zugriffsrechte an der zu löschenden Datei sind nicht erforderlich. Weiteres
zum Löschen einer Datei oder eines Verzeichnisses siehe Seite 91.
Die Default-Rechte werden mittels des Kommandos umask(1) in der Datei
/etc/profile oder $HOME/.profile gesetzt. Das Kommando braucht als Argu-
ment die Ergänzung der Rechte auf 7. Beispielsweise setzt
umask 077
die Default-Rechte auf 700, ein gängiger Wert. Ohne Argument aufgerufen
zeigt das Kommando den aktuellen Wert an.
Will man beim Kopieren Besitzer, Zugriffsrechte und Zeitstempel beibe-
halten, so ist die Option -p (p = preserve) hinzuzufügen. Die Option -r führt

Seite 79
zu einem rekursiven Kopieren eines Verzeichnisses samt Unterverzeichnis-
sen. Da Kopieren ein häufiger Vorgang ist, sollte man sich den man-Eintrag
genau durchlesen.
Gelegentlich möchte man einzelnen Benutzern Rechte erteilen, nicht
gleich einer ganzen Gruppe. Das geht mit obigen Zugriffsrechten nicht. Unter
einigen UNIXen lässt sich jedoch einer Datei eine Access Control List (ACL)
zuordnen, in die Sonderrechte eingetragen werden, Näheres mittels man 5
acl. Der POSIX-Standard sieht entsprechende Systemaufrufe vor.
Für das System ist ein Benutzer im Grunde ein Bündel von Rechten. Ob
dahinter eine natürliche oder juristische Person, eine Gruppe von Personen
oder ein Dämon steht, ist dem System schnurz und piepe. Es gibt Betriebssys-
teme wie Microsoft Windows NT, verteilte Datei-Systeme wie im Distributed
Computing Environment (DCE) oder Datenbanken, die stärker differenzie-
ren -- sowohl nach der Art der Rechte wie nach der Einteilung der Benutzer
- aber mit dem Satz von drei mal drei Rechten kommt man schon weit. Die
stärkere Differenzierung ist schwieriger zu überschauen und birgt die Gefahr,
Sicherheitslücken zu übersehen. In Netzen sind die Zugangswege und damit
die Überlegungen zur Sicherheit komplexer. Der Superuser oder Privileged
User mit der User-ID 0 -- der Verwalter, System-Manager oder Administra-
tor üblicherweise -- ist an die Zugriffsrechte nicht gebunden. Sein Name (fast
immer root) tut nichts zur Sache, entscheidend ist nur die User-ID. Er kann:
? Jede Datei lesen, verändern oder löschen,
? die Zugriffsrechte jeder Datei und jedes Verzeichnisses ändern,
? Benutzer-Accounts einrichten, sperren oder löschen,
? die Identität jedes Benutzers annehmen,
? Passwörter ändern oder löschen,
? privilegierte Programme einrichten oder ausführen,
? die System-Uhr vor- oder zurückstellen,
? das System jederzeit herunterfahren,
? das System rettungslos in den Sand setzen.
Er kann nicht:
? Passwörter entziffern, es sei denn, sie wären leicht zu erraten,
? sorgfältig verschlüsselte Daten entschlüsseln,
? gelöschte Dateien wiederherstellen, es sei denn, es gäbe ein Kopie,
? sämtliche man-Seiten im Kopf haben.
Wollen Sie Ihre höchst private Mail vor seinen Augen schützen, müssen Sie
sie verschlüsseln, siehe Abschnitt 2.7.11 Verschlüsseln auf Seite 164.
Merke: Damit jemand auf eine Datei zugreifen kann, müssen zwei Bedin-
gungen erfüllt sein:
? Er muss einen durchgehenden Suchpfad (x-Erlaubnis) vom Root-
Verzeichnis (/) bis zu der Datei und
? die entsprechenden Rechte an der Datei selbst haben.

Seite 80
2.4.6 Set-User-ID-Bit
Vor den drei Oktalziffern der Zugriffsrechte steht eine weitere Oktalziffer, die
man ebenfalls mit dem Kommando chmod(1) setzt. Der Wert 1 ist das Sticky
Bit (klebrige Bit), das bei Programmen, die gleichzeitig von mehreren Benut-
zern benutzt werden (sharable programs), dazu führt, dass die Programme
ständig im Arbeitsspeicher (inklusive Swap) verbleiben und dadurch sofort
verfügbar sind. Wir haben das Sticky Bit eine Zeitlang beim Editor vi(1) ver-
wendet. Auch bei Installationen von sendmail kommt es vor. Bei Dateien (Pro-
grammen) spielt es heute keine Rolle mehr, das heißt es wird vom Betriebs-
system ignoriert. Bei einem Verzeichnis führt das Sticky Bit dazu, dass nur
der Besitzer einer darin eingeordneten Datei, der Besitzer des Verzeichnisses
oder root die Datei löschen oder umbenennen kann
Fussnote: Der einzige Fall, in dem das Löschen ein besonderes
Recht darstellt. Ende Fussnote
, auch wenn die übrigen Zugriffsrechte des Verzeichnisses diese Operationen
für andere erlauben, Beispiel /tmp:
drwxrwxrwt 2 bin bin 2048 Oct 27 17:37 /tmp
-rw-rw-r-- 1 wualex1 mvm 0 Oct 27 17:43 /tmp/alex
Hier dürfen im Verzeichnis /tmp alle Benutzer schreiben und lesen, aber nur
ihre eigenen Dateien umbenennen oder löschen. Die Datei alex kann nur vom
Besitzer wualex1, von bin oder von root umbenannt oder gelöscht werden.
Das Sticky Bit wird für öffentliche Verzeichnisse vom Superuser gesetzt, das
Kommando ls -l zeigt es durch ein t oder T in der äußersten rechten Stelle der
Zugriffsrechte an.
Der Wert 2 ist das Set-Group-ID-Bit (SGID-Bit), der Wert 4 das Set-User-
ID-Bit (SUID-Bit), auch Magic Bit genannt. Sind diese gesetzt, so hat das
Programm die Zugriffsrechte des Besitzers (owner), die von den Zugriffsrech-
ten dessen, der das Programm aufruft, abweichen können. Ein häufiger Fall
ist, dass ein Programm ausführbar für alle ist, root gehört und bei gesetz-
tem SUID-Bit auf Dateien zugreifen darf, die root vorbehalten sind. Wohlge-
merkt, nur das Programm bekommt die erweiterten Rechte, nicht der Auf-
rufende. Man sagt, der aus dem Programm hervorgegangene Prozess laufe
effektiv mit der Benutzer-ID des Programmbesitzers, nicht wie üblich mit
der des Aufrufenden. Bei einem Verzeichnis bewirkt das SGID-Bit, dass eine
neu angelegte Datei die Gruppenzugehörigkeit vom übergeordneten Verzeich-
nis erbt. Das ist der Normalfall auf BSD-ähnlichen Systemen, während auf
System-V-ähnlichen Systemen eine neue Datei die Gruppe des anlegenden
Prozesses übernimmt. Durch das SGID-Bit bei einem Verzeichnis wird also
auf System-V-Rechnern ein Verhalten gemäß BSD erreicht.
Ein gesetztes Set-User-ID-Bit wird durch ein S an der Stelle des x beim
Besitzer (owner) angezeigt, wenn das execute-Recht nicht gesetzt ist, durch
ein s, wenn auch das execute-Recht gesetzt ist (s = S + x). Entsprechendes gilt
für das Set-Group-ID-Bit bei den Zugriffsrechten der Gruppe. Ausführliche
Beispiele finden sich im Anhang auf Seite 332.

Seite 81
Das UNIX-Kommando /bin/passwd(1) gehört der root, ist für alle ausführ-
bar, sein suid-Bit ist gesetzt:
-r-sr-xr-x 1 root bin 112640 Nov 22 /bin/passwd
Damit ist es möglich, dass jeder Benutzer sein Passwort in der Datei
/etc/passwd(4) ändern darf, ohne die Schreiberlaubnis für diese Datei zu be-
sitzen:
---r--r--r 1 root other 3107 Dec 2 /etc/passwd
Da durch das Programm der Umfang der Änderungen begrenzt wird (näm-
lich auf die Änderung des eigenen Passwortes), erhält der Benutzer nicht
die vollen Rechte des Superusers. Für das sgid-Bit gilt Entsprechendes. Bei-
de können nur für ausführbare (kompilierte) Programme vergeben werden,
nicht für Shellskripte, aus Sicherheitsgründen. Das Setzen dieser beiden Bits
für Verzeichnisse führt auf unseren Anlagen zu Problemen, die Verzeichnisse
sind nicht mehr verfügbar. Wer aufgepasst hat, könnte auf folgende Gedan-
ken kommen:
? Ich kopiere mir den Editor vi(1). Besitzer der Kopie werde ich.
? Dann setze ich mittels chmod 4555 vi das suid-Bit. Das ist erlaubt.
? Anschließend schenke ich mittels chown root vi meinen vi dem Super-
user, warum nicht. Das ist ebenfalls erlaubt.
Nun habe ich einen von allen ausführbaren Editor, der Superuser-Rechte hat,
also beispielsweise die Datei /etc/passwd(4) unbeschränkt verändern darf. Der
Gedankengang ist zu naheliegend, als dass nicht die Väter von UNIX auch
schon darauf gekommen wären. Probieren Sie es aus.
Falls Sie das Skriptum Programmieren in C/C++ verinnerlicht haben,
könnten Sie weiterdenken und sich ein eigenes Kommando mychown schrei-
ben wollen. Dazu brauchen Sie den Systemaufruf chown(2); die Inode-Liste,
die den Namen des Datei-Besitzers enthält, ist nicht direkt mittels eines Edi-
tors beschreibbar. Leider steht im Referenz-Handbuch, dass der Systemaufruf
bei gewöhnlichen Dateien das suid-Bit löscht. Sie geben nicht auf und wol-
len sich einen eigenen Systemaufruf chmod(2) schreiben: Das bedeutet, sich
einen eigenen UNIX-Kern zu schreiben. Im Prinzip möglich, aber dann ist
unser Buch unter Ihrem Niveau. Dieses Leck ist also dicht, aber Programme
mit suid-Bit -- zumal wenn sie der root gehören -- sind immer ein bisschen ver-
dächtig. Ein gewissenhafter Verwalter beauftragt daher den Dämon cron(1M)
mit ihrer regelmäßigen Überwachung. Da das suid-Bit selten vergeben wird,
könnte der Verwalter auch ein eingeschränktes chmod-Kommando schreiben
und die Ausführungsrechte des ursprünglichen Kommandos eingrenzen.
2.4.7 Zeitstempel
Zu jeder UNIX-Datei gehören drei Zeitangaben, die Zeitstempel (E: time-
stamp) genannt und automatisch verwaltet werden:

Seite 82
? die Zeit des jüngsten lesenden oder schreibenden Zugriffs (access time,
atime),
? die Zeit des jüngsten schreibenden Zugriffs (modification time, mtime),
? die Zeit der jüngsten Änderung des Datei-Status (status change time,
ctime).
Ein Lesezugriff ändert nur den ersten Stempel (atime). Ein schreibender Zu-
griff aktualisiert die beiden ersten Stempel (atime und mtime), weil dem
Schreibvorgang ein Lesevorgang vorausgeht. Der Datei-Status umfasst den
Besitzer samt Gruppe, die Zugriffsrechte und den Linkzähler, also Informa-
tionen aus der Inode. Ein Schreibvorgang bewirkt ebenfalls eine Statusände-
rung. Schreiben, eine Änderung der Zugriffsrechte mittels chmod(1) oder das
Hinzufügen von harten Links mittels ln ändert daher den dritten Stempel.
Kurz und bündig ist das auf der man-Seite zum Systemaufruf stat(2) nachzu-
lesen.
Bei Verzeichnissen gilt das Durchsuchen oder Hindurchgehen nicht als
lesender Zugriff, Löschen oder Hinzufügen von Dateien bedeutet Schreiben,
Auflisten mittels ls(1) Lesen.
Mittels des Kommandos ls(1) kann man sich die Zeitstempel ansehen (und
man sollte auch einmal mit einer temporären Datei alle Änderungen durch-
spielen):
? ls -l zeigt die mtime an, also die Zeit des jüngsten schreibenden Zugriffs
auf die Datei, wichtig,
? ls -lu zeigt die atime an, also die Zeit des jüngsten lesenden oder schrei-
benden Zugriffs auf die Datei,
? ls -lc zeigt die ctime an, also die Zeit der jüngsten Statusänderung (In-
halt, Besitzer, Zugriffsrechte, Links).
Unter Linux findet sich ein Kommando stat(1), das den Systemaufruf stat(2)
enthält und die Informationen aus der Inode -- darunter die Zeitstempel --
lesbar wiedergibt, ähnlich wie das folgende C-Programm, das zu einem Datei-
Namen alle drei Zeitstempel anzeigt; falls DEBUG definiert ist, auch in Roh-
form als Sekunden seit UNIX Geburt:
/* Information ueber die Zeitstempel einer Datei */
/* #define DEBUG */
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <time.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
struct stat buffer;
struct tm *p;

Seite 83
if (argc < 2) {
puts("Dateiname fehlt"); return (-1);
}
if (!access(argv[1], 0)) {
if (!(stat(argv[1], &buffer))) {
#ifdef DEBUG
puts(argv[1]);
printf("atime = %ld\n", buffer.st atime);
printf("mtime = %ld\n", buffer.st mtime);
printf("ctime = %ld\n\n", buffer.st ctime);
#endif
p = localtime(&(buffer.st atime));
printf("Gelesen: %d. %d. %d %2d:%02d:%02d\n",
p->tm mday, p->tm mon + 1, p->tm year, p->tm hour,
p->tm min, p->tm sec);
p = localtime(&(buffer.st mtime));
printf("Geschrieben: %d. %d. %d %2d:%02d:%02d\n",
p->tm mday, p->tm mon + 1, p->tm year, p->tm hour,
p->tm min, p->tm sec);
p = localtime(&(buffer.st ctime));
printf("Status geaendert: %d. %d. %d %2d:%02d:%02d\n",
p->tm mday, p->tm mon + 1, p->tm year, p->tm hour,
p->tm min, p->tm sec);
}
else {
puts("Kein Zugriff auf Inode (stat)"); return (-1);
}
}
else {
puts("File existiert nicht (access)"); return (-1);
}
return 0;
}
Quelle 2.2 : C-Programm zur Anzeige der Zeitstempel einer Datei
Der Zeitpunkt der Erschaffung einer Datei -- das wäre der allererste
schreibende Zugriff -- wird nicht festgehalten und ist auch aus technischer
Sicht uninteressant
Fussnote: Die Frage nach den drei Zeitstempeln wird in Prüfungen
immer wieder falsch beantwortet. Ich wiederhole: Der Zeitpunkt
der Erschaffung einer Datei wird nicht in einem Zeitstempel ge-
speichert. Auch an keiner anderen Stelle. Sprechen Sie langsam

Seite 84
und deutlich nach: Eine Datei hat keinen Geburtstag. Ende Fuss-
note
. Nur wenn eine Datei seit seiner Erzeugung nicht verändert worden ist, deckt
sich die mtime mit dem Entstehungsdatum. Probieren Sie es aus. Änderun-
gen am Datei-Inhalt hingegen sind für Werkzeuge wie make(1) und für Da-
tenbanken wichtig, um entscheiden zu können, ob eine Datei aktuell ist.
2.4.8 Inodes und Links
Die Verzeichnisse enthalten nur die Zuordnung Datei-Name zu einer Datei-
Nummer, die als Inode-Nummer (Index-Node) bezeichnet wird. In der Inode-
Liste, die vom System verwaltet wird, stehen zu jeder Inode-Nummer alle
weiteren Informationen über eine Datei einschließlich der Startadresse und
der Größe des Datenbereiches. Insbesondere sind dort auch die Zugriffsrech-
te und die Zeitstempel vermerkt. Einzelheiten sind im Handbuch unter in-
ode(5) und fs(5) zu finden. Das Kommando ls -i zeigt die Inode-Nummern
an. Der Verwalter kann sich mit ncheck(1M) eine Liste aller Inode-Nummern
samt zugehöriger absoluter Datei-Namen eines Datei-Systems ausgeben las-
sen. Harte Links erscheinen mehrfach entsprechend der Anzahl zugehöriger
Namen. Wie die Informationen der Inode in eigenen Programmen abgefragt
werden, steht in Abschnitt 2.8.9.3 Beispiel Datei-Informationen auf Seite 221.
Diese Zweiteilung in Verzeichnisse und Inode-Liste erlaubt eine nützli-
che Konstruktion, die in DOS oder IBM-OS/2 bei aller sonstigen Ähnlichkeit
nicht möglich ist. Man kann einer Datei sprich einer Inode-Nummer nämlich
mehrere Datei-Namen, unter Umständen in verschiedenen Verzeichnissen,
zuordnen. Das nennt man linken
Fussnote: Das Wort linken hat eine zweite Bedeutung im Zusam-
menhang mit dem Kompilieren von Programmen. Ende Fussnote
. Die Datei, auf die mehrere Datei-Namen gelinkt sind, existiert nur einmal
(deshalb macht es keinen Sinn, von einem Original zu reden), aber es gibt
mehrere Zugangswege, siehe Abbildung ?? auf Seite ??. Zwangsläufig gehören
zu gelinkten Datei-Namen dieselben Zeitstempel und Zugriffsrechte, da den
Namen nur eine einzige Inode zu Grunde liegt. Das Kommando zum Linken
zweier Datei-Namen lautet ln(1):
ln oldname newname
Auf diese Weise spart man Speicher und braucht beim Aktualisieren nur eine
einzige Datei zu berücksichtigen. Die Kopie einer Datei mittels cp(1) hinge-
gen ist eine eigene Datei mit eigener Inode-Nr., deren weiterer Lebenslauf
unabhängig vom Original ist. Beim Linken einer Datei wird ihr Linkzähler
um eins erhöht. Beim Löschen eines Links wird der Zähler herabgesetzt; ist
er auf Null angekommen (und hat kein Programm mehr die Datei geöffnet),
wird der von der Datei belegte Speicherplatz freigegeben, die Datei ist futsch.
Hier steht die Abbildung Harter Link
Bei einem Verzeichnis hat der Linkzähler immer den Wert 2, da jedes Ver-
zeichnis einen Link auf sich selbst enthält, dargestellt durch den Punkt beim

Seite 85
Auflisten. So ist die wichtigste Information über ein Verzeichnis -- seine Inode-
Nummer -- doppelt gespeichert, nämlich im übergeordneten Verzeichnis und
im Verzeichnis selbst. Ebenso ist in jedem Verzeichnis an zweiter Stelle die
Inode-Nummer des übergeordneten Verzeichnisses abgelegt. Jedes Verzeich-
nis weiß selbst, wie es heißt und wohin es gehört. Das ermöglicht Reparaturen
des Datei-Systems bei Unfällen. Als Benutzer kann man Verzeichnisse weder
kopieren noch linken, sondern nur die in einem Verzeichnis versammelten
Dateien. Old Root kann natürlich wieder mehr, siehe link(1M) und link(2).
Dieser harte Link kann sich nicht über die Grenze eines Datei-Systems
erstrecken, auch falls es gemountet sein sollte. Der Grund ist einfach: jedes
Datei-System verwaltet seine eigenen Inode-Nummern und hat seinen eige-
nen Lebenslauf. Es kann heute hier und morgen dort gemountet werden. Ein
Link über die Grenze könnte dem Lebenslauf nicht folgen.
Im Gegensatz zu den eben erläuterten harten Links dürfen sich symboli-
sche Links
Fussnote: Auch als Symlink, Verknüpfung, Verweis oder Pointer
bezeichnet. Haben nichts mit dem C-Datentyp Pointer zu tun. En-
de Fussnote
oder weiche Links über die Grenze eines Datei-Systems erstrecken und sind
auch bei Verzeichnissen erlaubt und beliebt. Sie werden mit dem Kommando
ln(1) mit der Option -s erzeugt:
ln -s unix scriptum
Hier ist unix eine bestehende Datei oder ein Verzeichnis, scriptum der sym-
bolische oder weiche Link. Dieser ist eine kleine Datei mit eigener Inode-
Nummer, das einen Verweis auf einen weiteren absoluten oder relativen
Datei- oder Verzeichnisnamen enthält, siehe Abbiildung ?? auf Seite ??. Bein
Anlegen eines weichen Links prüft das System nicht, ob das Ziel existiert.
Das Kommando ls -l zeigt weiche Links folgendermaßen an:
lrwx------ 1 wulf alex 4 Jun 2 scriptum -> unix
Das Verzeichnis scriptum ist ein weicher Link auf das Verzeichnis unix. Zu-
griffsrechte eines weichen Links werden vom System nicht beachtet, das
Kommando chmod(1) wirkt auf die zugrunde liegende Datei, rm(1) glückli-
cherweise nur auf den Link. Weiteres siehe ln(1) unter cp(1), symlink(2) und
symlink(4).
Hier steht die Abbildung Symbolischer Link
Weiche Links dürfen geschachtelt werden. Im Falle des harten Links ist es
ohnehin gleich, von welchem Namen der Inode man ausgeht, es gibt ja kein
Original, sondern nur eine einzige Datei. Bei weichen Links wird auch eine
Kette von Verweisen richtig verarbeitet. Insbesondere erkennt das Kopier-
kommando cp(1) die Links und verweigert ein Kopieren einer Datei auf ihren
Link. Mit den Systemaufrufen lstat(2) und readlink(2) wird auf einen weichen
Link direkt zugegriffen, während die Systemaufrufe stat(2) und read(2) auf
die dem Link zugrunde liegende Datei zielen. Wird einem weichen Link seine
Ziel-Datei weggenommen, besteht er weiter. Man kann auch einen weichen

Seite 86
Link auf eine nicht vorhandene Datei anlegen, das Kommando ln(1) prüft das
nicht. Zugriffe über den Link auf die Ziel-Datei sind in diesem Fall erfolglos.
Hat man die Wahl zwischen einem harten und einem weichen Link, so dürf-
te der harte geringfügig schneller im Zugriff sein. Die Bestseller unter den
Webseiten eines Webservers sollten direkt, nicht über einen weichen Link zu
erreichen sein.
Weder die Datei noch ihre Inode weiß etwas von den weichen Links; der
Linkzähler in der Inode kennt nur die Anzahl der harten Links. Daher sind
die Links zu einer Datei etwas umständlich herauszubekommen. Geht es um
harte Links, deren Vorhandensein am Linkzähler erkennbar ist, ermittelt
man zuerst die Inode-Nummer und lässt dann find(1) suchen:
ls -i
find / -inum Inode-Nummer -print
Falls man die Suche auf Unterverzeichnisse des root-Verzeichnisses begren-
zen kann, spart man Zeit und schont die Platten. Weiche Links lassen sich
nicht mit Sicherheit vollzählig erfassen. Man muss sich alle Datei-Namen
auf der Maschine anzeigen lassen und auf den Namen der in Frage stehen-
den Datei filtern:
ls -Rl / | fgrep filename
Auch hier sollte man den Suchraum möglichst eingrenzen. In beiden Fäl-
len kann der Normalbenutzer durch Zugriffsrechte an Verzeichnissen aus-
gesperrt werden.
Eine ähnliche Aufgabe wie die Links erfüllt die alias-Funktion der Shell.
Ein alias lebt und stirbt jedoch mit der Shell, während ein Link im Datei-
System verankert ist und für alle Benutzer gilt.
Merke: Nach einem Kopiervorgang hat man zwei voneinander unabhän-
gige Dateien, das Original und die Kopie. Nach einem Linkvorgang hat man
zwei Namen für dieselbe Datei.
2.4.9 stdin, stdout, stderr
Drei Dateien sind für jede Sitzung automatisch geöffnet: stdin (in der Regel
die Tastatur), stdout (in der Regel der Bildschirm) und stderr (in der Regel
ebenfalls der Bildschirm). Wir erinnern uns, Geräte werden von UNIX formal
als Dateien angesprochen. Andere Systeme kennen noch stdaux (Standard
Auxiliary Device) und stdprn (Standard Printer Device).
Zu den Datei-Pointern stdin, stdout und stderr gehören die Datei-
Deskriptoren 0, 1 und 2. Datei-Pointer sind Namen (genauer Namen von
Pointern auf eine C-Struktur vom Typ FILE), Datei-Deskriptoren fortlau-
fende Nummern der für ein Programm geöffneten Dateien. In Program-
men wird durch einen open-Aufruf einem Datei-Namen ein Datei-Pointer
oder ein Datei-Deskriptor zugeordnet, mit dem dann die weiteren Anweisun-
gen arbeiten. Die UNIX-Systemaufrufe (2) verwenden Datei-Deskriptoren,
die C-Standardfunktionen (3) Datei-Pointer. Beispiele finden sich im C-
Programm 2.40 Datei-Informationen auf Seite 226.

Seite 87
Werkzeuge soll man möglichst so schreiben, dass sie von stdin lesen, ihre
Ausgabe nach stdout und ihre Fehlermeldungen nach stderr schreiben. Dann
sind sie allgemein verwendbar und passen zu den übrigen Werkzeugen. Sol-
che Programme werden als Filter bezeichnet.
Eine leere Datei wird mit der Umlenkung > filename, mit cat(1) oder
touch(1) angelegt. Zum Leeren einer Datei kopiert man /dev/null dorthin.
Das Kommando tee(1) liest von stdin, schreibt nach stdout und gleichzeitig
eine Kopie der Ausgabe in eine Datei, wie ein T-Stück sozusagen:
who | tee whofile
Über das Verbinden von stdout eines Prozesses mit stdin eines zweiten
Prozesses mittels einer Pipe wurde bereits in Abschnitt 2.3.6.2 Pipes auf Sei-
te 58 gesprochen.
Als Kontroll-Terminal /dev/tty eines Prozesses werden der Bildschirm und
die Tastatur bezeichnet, von denen der Prozess gestartet worden ist. Über
sein Kontroll-Terminal wickelt der Prozess seine Ein- und Ausgabe ab, falls
nichts anderes vereinbart wird. Das ist fast dasselbe wie die Datei-Pointer
stdin usw., aber nur fast. Während /dev/tty ein Gerät oder ein Special Devi-
ce File ist, sind die drei Datei-Pointer zunächst einmal nur logische Quellen
und Ziele. Manche Programme machen da einen Unterschied. Die Ein- und
Ausgabe ist auf allen Systemen ein Gebiet voller Fallstricke.
2.4.10 Schreiben und Lesen von Dateien
Dateien werden mit einem Editor, z. B. dem vi(1), geschrieben (siehe Ab-
schnitt 2.7.3 Editoren auf Seite 152), von Compilern oder anderen Program-
men erzeugt oder laufen einem über das Netz zu. Zum Lesen von Dateien auf
dem Bildschirm stehen die Kommandos cat(1), more(1), less, pg(1), view(1)
und vis(1) zur Verfügung. cat(1) liest von stdin und schreibt nach stdout.
Lenkt man die Eingabe mit cat < filename um, bekommt man die Datei filena-
me auf den Bildschirm. Die Pager more(1), less und pg(1) arbeiten ähnlich,
halten aber nach jeweils einer Bildschirmseite an. view(1) ist der Editor vi(1)
im Lesemodus (read-only), vis(1) wandelt etwaige nicht sichtbare Zeichen in
ASCII-Nummern um. Der Versuch, Dateien zu lesen, die etwas anderes als
in Zeilen gegliederten Text enthalten, führt in manchen Fällen zu einem Blo-
ckieren des Terminals. Begnügt man sich mit dem Lesen des Anfangs oder
Endes einer Datei, leisten die Kommandos head(1) und tail(1) gute Dienste.
Will man sich den Inhalt einer beliebigen Datei genau ansehen, so schreibt
man mit od(1), gegebenenfalls mit der Option -c, einen Dump nach stdout, bei
Schwierigkeiten nützlich. Ein Dump (F: cliché) ist eine bytegetreue Wieder-
gabe des Speicher- oder Datei-Inhalts ohne jede Bearbeitung. Dasselbe und
mehr leisten Binär-Editoren, siehe Abschnitt 2.7.8 Binär-Editoren auf Seite
160.
2.4.11 Archivierer (tar, gtar)
Dateien werden oft mit drei Werkzeugen behandelt, die nichts miteinander
zu tun haben, aber häufig kombiniert werden. Diese sind:

Seite 88
? Archivierer wie tar(1),
? Packer (Komprimierer) wie compress(1) oder gzip(1),
? Verschlüsseler wie crypt(1).
Um Archivierer geht es in diesem Abschnitt, um Packer im folgenden.
Verschlüsselt werden in erster Linie Textfiles, daher kommen wir im Ab-
schnitt 2.7 Writer's Workbench auf Seite 142 zu diesem Thema. Mit der Ver-
schlüsselung hängen weitere Fragen zusammen, die in Netzen eine Rolle spie-
len.
Zum Aufbewahren oder Verschicken von ganzen Datei-Gruppen ist es oft
zweckmäßig, sie in eine einzige Datei zu verpacken. Diesem Zweck dient das
Kommando tar(1). Der Aufruf
tar -cvf name.tar name*
stopft alle Dateien des Arbeits-Verzeichnisses, auf die das Namensmuster (Jo-
kerzeichen!) zutrifft, in eine Datei name.tar, das als Archiv bezeichnet wird.
Die Option
Fussnote: Eigentlich handelt es sich bei diesen Optionen um Kom-
mandos, Funktionen oder Schlüssel für tar(1), die keinen voran-
gehenden Bindestrich erfordern, aber da das jeden Benutzer ver-
wirrt, hat man den Bindestrich zugelasssen. Ende Fussnote
c bedeutet create, mit der Option v wird tar(1) geschwätzig (verbose), und f
weist den Archivierer an, das nächste Argument als Ziel der Packerei auf-
zufassen. Das zweite Argument darf auch ein Verzeichnis sein. Eine Kom-
pression oder Verschlüsselung ist damit nicht verbunden. Bei der Wahl der
Argumente ist etwas Nachdenken angebracht. Das frisch erzeugte Archiv
darf nicht zum Kreis der zu archivierenden Dateien gehören, sonst beißt sich
tar(1) unter Umständen in den Schwanz. Ferner hält sich tar(1) genau an
die Namensvorgaben, absolute oder relative Namen werden auch als solche
verpackt:
tar -cvf unix.tar *.tex # (in /buch/unix)
tar -cvf unix.tar ./*.tex # (in /buch/unix)
tar -cvf unix.tar unix/*.tex # (in /buch)
tar -cvf unix.tar /buch/unix/*.tex # (irgendwo)
archivieren zwar dieselben Dateien, aber unter verschiedenen Pfadnamen,
was beim Auspacken zu verschiedenen Ergebnissen führt. Die erste und zwei-
te Form lassen sich in einem beliebigen Verzeichnis auspacken. Die dritte
Form kann an beliebiger Stelle entpackt werden und erzeugt dort ein Unter-
verzeichnis namens unix. Die vierte Form ist unflexibel und führt zu demsel-
ben absoluten Pfad wie beim Packen.
Zum Auspacken dient das Kommando (x = extract, v = verbose, f = file):
tar -xvf name.tar
Ist man sich unsicher, in welcher Form das Archiv angelegt worden ist, schaut
man sich erst einmal das Inhaltsverzeichnis an (t = table of contents):

Seite 89
tar -tf /dev/st0
Hier ist der Datei-Name der Name einer Geräte-Datei, nämlich das SCSI-
Tape Nr. 0. In diesem DAT-Laufwerk liegt das Band, dessen Verzeichnis
ich mir anschauen möchte. Schon an den ersten Zeilen erkennt man, wie
das Archiv angelegt wurde. Dann wechselt man vorsichtshalber in ein tmp-
Verzeichnis und entpackt dort, wobei hier die dritte der obigen Archivierungs-
möglichkeiten vorausgesetzt wird:
tar -xf /dev/st0 www/tmg/*
Im tmp-Verzeichnis finde ich anschließend ein Unterverzeichnis www mit al-
lem, was darunter liegt. Zweckmäßig kopiert man stets das auszupackende
Archiv in ein eigenes Verzeichnis, weil hinterher unter Umständen ein um-
fangreicher Verzeichnisbaum an Stelle des Archivs grünt. Manchmal legt das
Archiv beim Auspacken dieses Verzeichnis selbst an, am besten in einem tem-
porären Verzeichnis ausprobieren.
Will man eine einzelne Datei aus einem tar-Archiv extrahieren und ist
sich nicht sicher, mit welchem Pfad es archiviert wurde, liest man zuerst den
Inhalt des Archivs (t = table of contents):
tar -tvf /dev/st0 | grep abc | tee tarinhalt
Hier wird angenommen, dass das Archiv von einem Bandgerät (SCSI-Tape
Nr. 0) kommt, weiter, dass im Namen der gesuchten Datei der Substring abc
vorkommt. Die Ausgabe schreiben wir gleichzeitig nach stdout (Bildschirm)
und in eine Datei tarinhalt, zur Sicherheit. Mit dem so ermittelten Pfad gehen
wir in das Kommando zum Extrahieren:
tar -xf /dev/st0 pfad
Ein tar-Archivfile kann mit einem beliebigen Packer verdichtet werden (erst
archivieren, dann packen). Das ist im Netz üblich, um den Übertragungsauf-
wand zu verringern. Will man sich den Inhalt eines mit gzip(1) gepackten
tar(1)-Archivs ansehen, hilft folgende Kombination (Pipe):
gunzip < file.tar.gz | tar -tf -
Im einzelnen: gunzip liest aus dem gepackten Archiv file.tar.gz und schickt
seine Ausgabe per Pipe an tar, das von der Datei stdin (Bindestrich) liest
und das Inhaltsverzeichnis ausgibt. Hängen wir noch > file.inhalt an das tar-
Kommando an, wandert das Inhaltsverzeichnis in eine Datei und kann in
Ruhe weiterverarbeitet werden.
Das GNU-Kommando gtar(1) archiviert und komprimiert bei entsprechen-
der Option in einem Arbeitsgang:
gtar -cvzf myarchive.tar.gz filenames
Die vielen Möglichkeiten von tar(1) verwirren, sind aber logisch und be-
herrschbar.

Seite 90
2.4.12 Packer (compress, gzip)
Die meisten Dateien enthalten überflüssige Zeichen. Denken Sie an meh-
rere aufeinanderfolgende Leerzeichen, für die die Angabe des Zeichens und
deren Anzahl aureichen würde. Um Speicherplatz und Übertragungszeit zu
sparen, verdichtet man solche Dateien. Das Standard-Kommando dafür ist
compress(1), ein jüngeres und wirkungsvolleres Kommando gzip(1). Die urps-
rüngliche Datei wird gelöscht, die verdichtete Datei bekommt die Kennung
.Z oder .gz. Zum Verdünnen auf die ursprüngliche Konzentration ruft man
uncompress(1) oder gunzip(1) mit dem Datei-Namen auf. Das Packen ist voll-
kommen umkehrbar
Fussnote: Im Zusammenhang mit dem Speichern von Bildern oder
Klängen gibt es auch verlustbehaftete Kompressionsverfahren.
Ende Fussnote
. Probieren Sie folgende Kommandofolge aus (textfile sei ein mittelgroßes
Textfile):
cp textfile textfile1
cp textfile textfile2
ll textfile*
compress textfile1
gzip textfile2
ll textfile*
uncompress textfile1.Z
gunzip textfile2.gz
ll textfile*
cmp textfile textfile1
cmp textfile textfile2
gzip(1) kennt eine Option, mit der man zwischen minimaler Rechenzeit
oder maximaler Verdichtung wählen kann. Es lohnt sich jedoch kaum, vom
Defaultwert abzuweichen. Auch binäre Dateien lassen sich verdichten. Ein
mehrfaches Verdichten ist nicht zu empfehlen. Grafik- oder Sound-Formate,
die bereits von sich aus verdichten, lassen sich nicht nennenswert weiter
verdichten. Dasselbe gilt für das Adobe-pdf-Dokumentenformat. In der DOS-
Welt gibt es eine Vielzahl anderer Packprogramme, teils frei, teils gegen Ba-
res. Einige davon archivieren und packen zugleich.
Der ultimative Packer ist rm(1). Er arbeitet vollkommen unumkehrbar
und hat die höchstmögliche Verdichtung. Sie sollten vor dem Gebrauch unbe-
dingt die zugehörige man-Seite lesen.
2.4.13 Weitere Kommandos
Das Kommando ls(1) listet ein Verzeichnis auf und ist das UNIX-Kommando
mit den meisten Optionen
Fussnote: Im X Window System gibt es Kommandos mit Hun-
derten von Optionen. Das wird dann anders gehandhabt (X-
Resources). Ende Fussnote

Seite 91
. Die Form ll(1) ist gleichwertig ls -l, oft als Shell-Alias verwirklicht.
Mit mv(1) benennt man eine Datei um und verschiebt sie gegebenenfalls
in ein anderes Verzeichnis, ihre Inode-Nummer bleibt:
mv alex blex
mv alex ../../alex
ls | xargs -i -t mv {} subdir/{}
In der dritten Form listet ls(1) das Arbeitsverzeichnis auf. Die Ausgabe wird
durch eine Pipe dem Kommando xargs(1) übergeben, das wegen der Option -i
(insert) die übernommenen Argumente in die beiden Klammernpaare einsetzt
-- und zwar einzeln -- und dann das Kommando mv(1) aufruft, erforderlichen-
falls mehrmals. Die Option -t (trace) bewirkt die Anzeige jeder Aktion auf
stderr. Auf diese Weise lassen sich alle Dateien eines Verzeichnisses oder ei-
ne Auswahl davon verschieben. Ebenso lässt sich ein Verzeichnis umbennen,
ohne es zu verschieben. Das folgende Shellskript ersetzt in allen Namen des
aktuellen Verzeichnisses Großbuchstaben durch die entsprechenden Klein-
buchstaben:
for i in 'ls'
do
mv $i 'echo $i | tr '[A-Z]' '[a-z]''
done
Das heißt: für jede einzelne Datei aus der von ls(1) erzeugten Liste ersetze
den Datei-Namen ($i durch den gleichen Namen, jedoch unter Umwandlung
von Groß- in Kleinbuchstaben. Beachte: ls und die Pipe sind von Backquotes
eingerahmt, die eckigen Klammern vorsichtshalber durch Apostrophe gequo-
tet. Das braucht man gelegentlich, wenn man Dateien aus der DOS-Welt erbt.
Das Kommando mvdir(1M) verschiebt ein Verzeichnis an eine andere Stel-
le in selben Datei-System und ist dem Verwalter vorbehalten, da bei unvor-
sichtigem Gebrauch geschlossene Wege innerhalb des Datei-Baums entste-
hen. Auf manchen Systemen lässt sich das einfache mv auch auf Verzeichnis-
se anwenden.
Zum Löschen (to delete, to erase, effacer) von Dateien bzw. Verzeichnissen
dienen rm(1) und rmdir(1). Ein leeres Verzeichnis wird mit rmdir(1) gelöscht,
ein volles samt allen Unterverzeichnissen mit rm -r, Vorsicht bei der Verwen-
dung von Jokerzeichen! UNIX fragt nicht, sondern handelt -- beinhart und
gnadenlos. Gefährlich sind vor allem die Kommandos rm * und rm -r directo-
ryname, die viele Dateien auf einen Schlag löschen. Das Löschen einer Datei
mittels rm(1) besteht aus folgenden Schritten:
? Im übergeordneten Verzeichnis wird der Name der Datei samt zugehöri-
ger Inode-Nummer gestrichen. Das erfordert Schreibrecht am Verzeich-
nis, aber keine Rechte an der Datei selbst. Ausnahme: Verzeichnisse, bei
denen das Sticky Bit gesetzt ist, oft bei tmp der Fall.
? In der Inode der Datei wird der Linkzähler um eins herabgesetzt.

Seite 92
? Ist der Linkzähler auf null angekommen, wird die Inode gelöscht, die
Datei existiert nicht mehr. Der Speicherplatz wird als frei markiert und
steht für neue Daten zur Verfügung. Die Datei ist logisch gelöscht.
? Die Bits auf dem ehemaligen Speicherplatz bleiben physikalisch beste-
hen, bis der Platz erneut belegt wird. Wann das geschieht, entzieht sich
dem Einfluss und der Kenntnis des Benutzers, auch des Superusers.
Bei hohen Anforderungen an die Sicherheit muss man daher eine zu
löschende Datei erst mit sinnlosen Zeichenmustern überschreiben, die
Puffer leeren und dann löschen.
Eine mit rm(1) gelöschte Datei kann nicht wiederhergestellt werden, außer
mit viel Glück und Aufwand. Der als frei markierte Bereich auf dem Massen-
speicher wird im nächsten Augenblick von anderen Benutzern, einem Dämon
oder vom System erneut belegt. Wer dazu neigt, die Reihenfolge von Denken
und Handeln zu verkehren, sollte sich ein Alias für rm einrichten, das vor
dem Löschen zurückfragt:
alias -x del='rm -i'
oder das Löschen durch ein Verschieben in ein besonderes Verzeichnis erset-
zen, welches am Ende der Sitzung oder nach einer bestimmten Frist (cron(1)
und find(1)) geleert wird:
# Shellscript saferm zum verzoegerten Loeschen 05.12.96
# Verzeichnis /saferm 333 root root erforderlich
case $1 in
-*) option=$1; shift;;
*) ;;
esac
/bin/cp $* /saferm
/bin/rm $option $*
Quelle 2.3 : Shellskript saferm zum verzögerten Löschen von Dateien
Hat man versehentlich wichtige Daten gelöscht, besteht noch ein Hauch
von Hoffnung. So schnell wie möglich ist die betroffene Partition vor schrei-
benden Zugriffen zu schützen (unmounten oder wenigstens readonly moun-
ten). Es gibt Werkzeuge zum Untersuchen von Platten auf niedriger Ebene
wie den File System Debugger fsdb(1M) oder den Coroner's Toolkit von:
http://www.fish.com/tct/
Die Reparaturversuche sind mühsam, ein Erfolg ist nicht garantiert.
Zum Leeren einer Datei, ohne sie zu löschen, verwendet man am einfachs-
ten folgende Zeile:
> filename

Seite 93
Die Datei hat anschließend die Größe 0 Bytes. Eine andere Möglichkeit ist
das Kopieren von /dev/null in die Datei.
Nun zu einem Dauerbrenner in der entsprechenden Gruppe der Net-
news. Wie werde ich eine Datei mit einem absonderlichen Namen los? In
UNIX-Datei-Namen können -- wenn es mit rechten Dingen zugeht -- alle
Zeichen außer dem Schrägstrich und dem ASCII-Zeichen Nr. 0 vorkommen.
Der Schrägstrich trennt Verzeichnisnamen voneinander, die ASCII-0 beendet
einen Datei-Namen, einen String. Escape-Folgen, die den Bildschirm löschen
oder die Tastatur blockieren, sind erlaubte, wenn auch unzweckmäßige Na-
men. Aber auch die beiden genannten Zeichen fängt man sich gelegentlich
über das Netz ein. Erzeugen Sie ein paar absonderlich benamte Dateien, am
besten in einem für Experimente vorgesehenen Verzeichnis:
touch -abc
touch ' '
touch 'x y'
touch '/'
und schauen Sie sich Ihr Verzeichnis mit:
ls -aliq
an. Wenn Sie vorsichtig sind, kopieren oder transportieren Sie alle vernünf-
tigen Dateien in ein anderes Verzeichnis, ehe Sie dem Übel zu Leibe rücken.
Die Datei -abc, deren Name mit einem Bindestrich wie bei einer Option be-
ginnt, wird man mit einem der folgenden Kommandos los (ausprobieren):
rm ./-abc
rm - -abc
rm -- -abc
Enthalten die Namen Zeichen, die für die Shell eine besondere Bedeutung
haben (Metazeichen), hilft Einrahmen des Namens in Apostrophe (Quoten
mit Single Quotes), siehe oben. Zwei weitere, meist gangbare Wege sind:
rm -i *
find . -inum 12345 -ok rm '{}' \;
Das erste Kommando löscht alle Dateien im Arbeitsverzeichnis, fragt aber
zuvor bei jeder einzelnen Datei um Erlaubnis. Das zweite Kommando ermit-
telt im Arbeitsverzeichnis die Datei mit der Inode-Nummer 12345, fragt um
Erlaubnis und führt gegebenenfalls das abschließende Kommando rm(1) aus.
Die geschweiften Klammern, der Backslash und das Semikolon werden von
find(1) verlangt. Wollen Sie die widerspenstige Datei nur umbennen, sieht
das Kommando so aus:
find . -inum 12345 -ok mv '{}' anstaendiger_name \;
Datei-Namen mit einem Schrägstrich oder ASCII-Null kommt man so jedoch
nicht bei. In diesem Fall kopiert man sämtliche gesunden Dateien in ein an-
deres Verzeichnis, löscht mittels clri(1M) die Inode des schwarzen Schafes,

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führt einen File System Check durch und holt sich die Daten aus lost+found
zurück. Man kann auch -- sofern man kann -- mit einem File System Debug-
ger den Namen im Verzeichnis editieren. Weiteres siehe in der FAQ-Liste der
Newsgruppe comp.unix.questions. Zur Zeit besteht sie aus acht Teilen und
wird von Ted Timar gepflegt. Unbedingt lesenswert, auch wenn man keine
Probleme hat.
Der Verwalter kann eine Inode mit dem Kommando clri(1M) löschen,
etwaige Verzeichniseinträge dazu bleiben jedoch erhalten und müssen mit
rm(1) oder fsck(1M) beseitigt werden. Das Kommando ist eigentlich dazu ge-
dacht, Inodes zu löschen, die in keinem Verzeichnis mehr aufgeführt sind.
Zum Auffinden von Dateien dienen locate, which, whereis und find. locate
sucht in einem vorbereiteten Index nach Dateien aller Art, which sucht nach
ausführbaren Dateien (Kommandos), whereis nach Kommandos, deren Quell-
dateien und man-Seiten. type und whence geben ähnliche Informationen:
which ls
whereis ls
type ls
whence ls
Das Werkzeug find(1) ist vielseitig und hat daher eine umfangreiche, auf
unterschiedlichen Systemen nicht völlig einheitliche Syntax:
find . -name 'vorwort.*' -print
find . -name '*.tex' | xargs grep -i hallo
find $HOME -size +1000 -print
find / -atime +32 -print
find /tmp -type f -mtime +8 -exec rm -f '{}' \;
find /tmp -type f -mtime +8 -print | xargs rm -f
Das Kommando der ersten Zeile sucht im Arbeits-Verzeichnis und seinen
Unterverzeichnissen (das heißt rekursiv) nach Dateien mit dem Namen vor-
wort.* und gibt die Namen auf stdout aus. Der gesuchte Name vorwort.* steht
in Hochkommas (Apostrophe, Single Quotes), damit das Jokerzeichen nicht
von der Sitzungsshell, sondern von find(1) ausgewertet wird. In der nächsten
Zeile schicken wir die Ausgabe durch eine Pipe zu dem Kommando xargs(1).
Dieses fügt die Ausgabe von find(1) an die Argumentliste von grep(1) an und
führt grep(1) aus. xargs(1) ist also ein Weg unter mehreren, die Argumentliste
eines Kommandos aufzubauen. In der dritten Zeile wird im Home-Verzeichnis
und seinen Unterverzeichnissen nach Dateien gesucht, die größer als 1000
Blöcke (zu 512 Bytes) sind. Der vierte Aufruf sucht im ganzen Datei-System
(von root abwärts) nach Dateien, auf die seit mehr als 32 Tagen nicht mehr
zugegriffen wurde (access time, Zeitstempel). Der Normalbenutzer erhält bei
diesem Kommando einige Meldungen, dass ihm der Zugriff auf Verzeichnis-
se verwehrt sei, aber der Verwalter benutzt es gern, um Ladenhüter aufzu-
spüren. Die Kommandos der vierten und fünften Zeile erzielen die gleiche
Wirkung auf verschiedenen Wegen. Beide suchen im Verzeichnis /tmp nach
gewöhnlichen Dateien (und nicht nach Verzeichnissen, Pipes usw.), die seit

Seite 95
mehr als 8 Tagen nicht modifiziert worden sind. Das Kommando der vier-
ten Zeile führt für jeden gefundenen Datei-Namen einen rm-Prozess aus. Die
fünfte Zeile erzeugt einen einzigen rm-Prozess mit einer Argumentliste. Die-
ser Weg ist effektiver, kann aber bei eigenartigen Datei-Namen wegen der
fehlenden Quotung Probleme bereiten.
Ein Kommando wie DOS tree zur Anzeige des Dateibaumes gibt es in UN-
IX leider nicht. Deshalb hier ein Shellskript für diesen Zweck, das wir irgend-
wo abgeschrieben haben:
dir=${1:-$HOME}
(cd $dir; pwd)
find $dir -type d -print |
sort -f |
sed -e "s,^$dir?" -e "/^$/d" -e \
"s,[^/]*/\([^/]*\)$,\---->\1," -e "s,[^/]*/, | ,g"
Quelle 2.4 : Shellskript tree zur Anzeige der Datei-Hierarchie
Die Zwischenräume und Tüttelchen sind wichtig; fragen sie bitte jetzt
nicht nach ihrer Bedeutung. Schreiben Sie das Shellskript in eine Datei na-
mens tree und rufen Sie zum Testen tree /usr auf. Ohne die Angabe eines
Verzeichnisses zeigt tree das Home-Verzeichnis. Unter MINIX dient das Kom-
mando traverse(1) demselben Zweck.
Der Verwalter (nur er, wegen der Zugriffsrechte) verschafft sich mit:
/etc/quot -f myfilesystem
eine Übersicht darüber, wieviele Kilobytes von wievielen Dateien eines jeden
Besitzers im Datei-System myfilesystem belegt werden. Das Datei-System
kann das root-Verzeichnis, ein gemountetes Verzeichnis oder ein Unterver-
zeichnis sein. Das Kommando geht nicht über die Grenze eines Datei-Systems
hinweg.
2.4.14 Begriffe Dateien
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Datei-System
? Inode
? Link, harter und weicher
? Verzeichnis, Home-Verzeichnis
? Zugriffsrechte
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? cat, more
? cd
? chmod, chgrp, chown

Seite 96
? compress, gzip
? find
? ln
? ls mit einigen Optionen
? mkdir, rmdir
? mv, cp, rm
? tar
? touch
2.4.15 Memo Dateien
? Unter UNIX gibt es gewöhnliche Dateien, Verzeichnisse und Geräte-
Dateien.
? Alle Dateien sind in einem einzigen Verzeichnis- und Dateibaum unter-
gebracht, an dessen Spitze (Wurzel) das root-Verzeichnis steht.
? Datei-Namen dürfen bis zu 255 Zeichen lang sein und alle ASCII-
Zeichen außer dem Schrägstrich und der ASCII-Nr. 0 (nicht druckbares
Zeichen) enthalten.
? Jede Datei oder jedes Verzeichnis gehört einem Besitzer und einer Grup-
pe.
? Die Zugriffsrechte bilden eine Matrix von Besitzer - Gruppe - Rest der
Welt und Lesen - Schreiben - Ausführen/Durchsuchen.
? Jede Datei oder jedes Verzeichnis besitzt eine Inode-Nummer. In der
Inode stehen die Informationen über die Datei, in den Verzeichnissen
die Zuordnung Inode-Nummer - Name.
? Ein harter Link ist ein weiterer Name zu einer Inode-Nummer. Ein wei-
cher Link ist eine Datei mit einem Verweis auf eine andere Datei oder
Verzeichnis.
? Ein Datei-System kann in einen Mounting Point (leeres Verzeichnis) ei-
nes anderen Datei-Systems eingehängt (gemountet) werden, auch über
ein Netz (NFS).
? Entfernbare Datenträger enthalten entweder ein Datei-System oder ein
Archiv.
? Ein Archivierprogramm wie tar(1) packt mehrere Dateien oder Verzeich-
nisse ins eine einzige Datei (Archiv).
? Ein Packprogramm wie gzip(1) verdichtet eine Datei ohne Informations-
verlust (reversibel).

Seite 97
2.4.16 Übung Dateien
Melden Sie sich unter Ihrem Benutzernamen an. Ihr Passwort wissen Sie
hoffentlich noch. Geben Sie folgende Kommandos ein:
id (Ihre persönlichen Daten)
who (Wer ist zur Zeit eingeloggt?)
tty (Wie heißt mein Terminal?)
pwd (Wie heißt mein Arbeits-Verzeichnis?)
ls (Arbeits-Verzeichnis auflisten)
ls -l oder ll
ls -li
ls / (root-Verzeichnis auflisten)
ls /bin (bin-Verzeichnis)
ls /usr (usr-Verzeichnis)
ls /dev (dev-Verzeichnis, Gerätefiles)
cat lsfile (lsfile lesen)
mail (Falls Ihnen Mail angezeigt wird, kommen
Sie mit RETURN weiter.)
mail root (Nun können Sie dem Verwalter einen Brief
schreiben. Ende: RETURN, control-d)
mkdir privat (Verzeichnis erzeugen)
cd privat (dorthin wechseln)
cp /mnt/student/beispiel beispiel
(Die Datei /mnt/student/beispiel ist eine
kurze, allgemein lesbare Textdatei. Fragen Sie
Ihren Verwalter.)
cat beispiel (Datei anzeigen)
head beispiel (Datei-Anfang anzeigen)
more beispiel (Datei bildschirmweise anzeigen)
less beispiel (Datei bildschirmweise anzeigen, Linux)
pg beispiel (Datei bildschirmweise anzeigen, HP-UX)
od -c beispiel (Datei als ASCII-Text dumpen)
file beispiel (Datei-Typ ermitteln)
file /bin/cat
whereis cat (Datei suchen)
ln beispiel exempel (linken)
cp beispiel uebung (Datei kopieren)
ls -i
mv uebung schnarchsack
(Datei umbenennen)
ls

Seite 98
more schnarchsack
rm schnarchsack (Datei löschen)
(Auf die Frage mode? antworten Sie y)
vi text1 (Editor aufrufen)
a
Schreiben Sie einen kurzen Text. Drücken Sie die ESCAPE-Taste.
:wq (Editor verlassen)
pg text1
lp text1 (Fragen Sie Ihren Verwalter nach
dem üblichen Druckkommando)
Abmelden mit exit
2.4.17 Fragen Dateien
? Was ist eine Datei?
? Was ist ein Verzeichnis?
? Die wichtigsten drei Datei-Arten unter UNIX?
? Wie sieht die Datei-Hierarchie unter UNIX aus?
? Was bedeutet mounten?
? Was ist ein Netz-Datei-System (NFS)?
? Was enthalten die obersten Verzeichnisse der Hierarchie?
? Was bedeutet die Ausgabe des Kommandos ls -l?
? Was ist ein Home-Verzeichnis, ein Arbeits-Verzeichnis?
? Was ist ein (absoluter) Pfad?
? Welche Einschränkungen gelten für Datei-Namen unter UNIX?
? Welche Zugriffsrechte gibt es unter UNIX?
? Welche Zeitstempel gibt es?
? Was ist eine Inode?
? Was ist ein harter Link? Ein weicher Link? Warum braucht man beide?
? Was bedeuten die Datei-Pointer stdin, stdout und stderr?
? Wie greift man auf entfernbare Datenträger zu?
? Was ist ein Archiv?
? Was heißt Packen einer Datei?
? Wie kann ich nach Dateien suchen?
? Wie werde ich Dateien mit absonderlichen Namen los?

Seite 99
2.5 Shells
2.5.1 Gesprächspartner im Dialog
2.5.1.1 Kommandointerpreter
Wenn man einen Dialog mit dem Computer führt, muß im Computer ein
Programm laufen, die rohe Hardware antwortet nicht. Der Gesprächspart-
ner ist ein Kommandointerpreter, also ein Programm, das unsere Eingaben
als Kommandos oder Befehle auffaßt und mit Hilfe des Betriebssystems und
der Hardware ausführt. Man findet auch den Namen Bediener für ein sol-
ches Programm, das zwischen Benutzer und Betriebssystem vermittelt. Die-
ses erste Dialogprogramm einer Sitzung wird aufgrund der Eintragung in
der Datei /etc/passwd(4) gestartet; es ist der Elternprozess aller weiteren
Prozesse der Sitzung und fast immer eine Shell, die Sitzungsshell, bei uns
/bin/ksh(1) auf HP-Maschinen, bash(1) unter Linux.
Ein solcher Kommandointerpreter gehört zwar zu jedem dialogfähigen
Betriebssystem, ist aber im strengen Sinn nicht dessen Bestandteil (Abbil-
dung ?? auf Seite ??). Er ist ein Programm, das für das Betriebssystem auf
gleicher Stufe steht wie vom Anwender aufgerufene Programme. Er ist er-
setzbar, es dürfen auch mehrere Kommandointerpreter gleichzeitig verfügbar
sein (aber nicht mehrere Betriebssysteme).
Die übliche Form eines UNIX- oder Shell-Kommandos sieht so aus:
command -option1 -option2 argument1 argument2 ....
Man findet auch Langformen der Optionen, die aussagekräftiger sind und mit
zwei Minuszeichen eingeleitet werden:
command -\/-lange_option1 -\/-lange_option2 argument1 ,,,,
Manche Optionen dürfen wahlweise in beiden Formen eingegeben werden
oder auch gemischt. Auskunft erteilt die jeweilige man-Seite. Kommandos
werden auch Systembefehle genannt, im Gegensatz zu den Befehlen oder An-
weisungen in einem Programm. Wegen der Verwechslungsgefahr mit System-
aufrufen (system call) ziehen wir das Wort Kommando vor. Optionen modi-
fizieren die Wirkung des Kommandos. Es gibt Kommandos ohne Optionen
wie pwd(1) und Kommandos mit unüberschaubar vielen wie ls(1). Mehre-
re gleichzeitig gewählte Optionen dürfen meist zu einem einzigen Options-
wort zusammengefaßt werden. Es gibt auch Kommandos, die keinen Binde-
strich oder zwei davon vor einer Option verlangen. Einige Optionen brauchen
ein Argument, das unmittelbar oder durch Leerzeichen getrennt anschließt.
Unter Argumenten werden Dateinamen oder Strings verstanden, soweit das
Sinn ergibt. Die Reihenfolge von Optionen und Argumenten ist bei manchen
Kommandos beliebig, aber da die UNIX-Kommandos auf Programmierer mit
unterschiedlichen Vorstellungen zurückgehen, hilft im Zweifelsfall nur der
Blick ins Referenz-Handbuch oder auf die man-Seite.
Kommandoeingabe per Menü ist unüblich, aber machbar, siehe Pro-
gramm 2.11 Shellskript für ein Menü auf Seite 115. Die Verwendung ei-
ner Maus setzt erweiterte curses-Funktionen voraus, siehe Abschnitt 2.6.1.3

Seite 100
Fenster (Windows), curses-Bibliothek auf Seite 131, oder das X Window Sys-
tem.
Unter PC-DOS heißt der Standard-Kommandointerpreter command.com.
Auf UNIX-Anlagen sind es die Shells. Im Anfang war die Bourne-Shell sh(1)
oder bsh(1), geschrieben von Stephen R. Bourne. Als Programmiersprache
ist sie ziemlich mächtig, als Kommando-Interpreter läßt sie Wünsche offen.
Dennoch ist sie die einzige Shell, die auf jedem UNIX-System vorhanden ist.
Aus Berkeley kam bald die C-Shell csh(1), geschrieben von Bill Joy, die
als Kommando-Interpreter mehr leistete, als Programmiersprache infolge ih-
rer Annäherung an C ein Umgewöhnen erforderte. Sie enthielt auch anfangs
mehr Fehler als erträglich. So entwickelte sich der unbefriedigende Zustand,
daß viele Benutzer als Interpreter die C-Shell, zum Abarbeiten von Shell-
skripts aber die Bourne-Shell wählten (was die doppelte Aufgabe der Shell
verdeutlicht). Alle neueren Shells lassen sich auf diese beiden zurückführen.
Eine Weiterentwicklung der C-Shell (mehr Möglichkeiten, weniger Fehler)
ist die TENEX-C-Shell tcsh(1). Wer bei der C-Syntax bleiben möchte, sollte
sich diese Shell ansehen.
Die Korn-Shell ksh(1) von David G. Korn verbindet die Schreibweise
der Bourne-Shell mit der Funktionalität der C-Shell. Einige weitere Funk-
tionen, die sich inzwischen als zweckmäßig erwiesen hatten, kamen hinzu.
Der Umstieg von Bourne nach Korn ist einfach, manche Benutzer merken
es nicht einmal. Die Korn-Shell ist proprietär, sie wird nur gegen Bares ab-
gegeben. Die Windowing-Korn-Shell wksh(1) ist eine grafische Version der
Korn-Shell, die vom X Window System Gebrauch macht; in ihren Shellskripts
werden auch X-Window-Funktionen aufgerufen.
Das GNU-Projekt stellt die Bourne-again-Shell bash(1) frei zur Verfü-
gung, die in vielem der Korn-Shell ähnelt. Linux verwendet diese Shell. Die
Z-Shell zsh(1) kann mehr als alle bisherigen Shells zusammen. Wir haben
sie auf unserer Anlage eingerichtet, benutzen sie aber nicht, da uns bislang
die Korn-Shell oder die bash(1) reicht und wir den Aufwand der Umstellung
scheuen. Dann gibt es noch eine rc-Shell, die klein und schnell sein soll. Hin-
ter uns steht kein Shell-Test-Institut, wir enthalten uns daher einer Bewer-
tung. Im übrigen gibt es zu dieser Frage eine monatliche Mitteilung in der
Newsgruppe comp.unix.shell. Wem das nicht reicht, dem steht es frei, sich
eine eigene Shell zu schreiben. Im folgenden halten wir uns an die Korn-Shell
ksh(1).
Einige der Kommandos, die Sie der Shell übergeben, führt sie persönlich
aus. Sie werden interne oder eingebaute Kommandos genannt. Die Komman-
dos cd(1) und pwd(1) gehören dazu, unter PC-DOS beispielsweise dir. Das
dir entsprechende UNIX-Kommando ls(1) hingegen ist ein externes Kom-
mando, ein eigenes Programm, das wie viele andere Kommandos vom Inter-
preter aufgerufen wird und irgendwo in der Datei-Hierarchie zu Hause ist
(/bin/ls oder /usr/bin/ls). Welche Kommandos intern und welche extern
sind, ist eine Frage der Zweckmäßigkeit. Die internen Kommandos finden
Sie unter sh(1) beziehungsweise ksh(1), Abschnitt Special Commands. Die
Reihe der externen Kommandos können Sie durch eigene Programme belie-

Seite 101
big erweitern. Falls Sie für die eigenen Kommandos Namen wie test(1) oder
pc(1) verwenden, die durch UNIX schon belegt sind, gibt es Ärger.
Die Namen von UNIX-Kommandos unterliegen nur den allgemeinen Re-
geln für Dateinamen, eine besondere Kennung à la .exe oder .bat ist nicht
üblich. Eine Eingabe wie karlsruhe veranlaßt die Shell zu folgenden Tätig-
keiten:
? Zuerst prüft die Shell, ob das Wort ein Aliasname ist (Zweitname, wird
bald erklärt). Falls ja, wird es ersetzt.
? Ist das -- unter Umständen ersetzte -- Wort ein internes Kommando, wird
es ausgeführt.
? Falls nicht, wird ein externes Kommando -- eine Datei also -- in einem
der in der PATH-Variablen (wird auch bald erklärt) genannten Verzeich-
nisse gesucht. Bleibt die Suche erfolglos, erscheint eine Fehlermeldung:
not found.
? Dann werden die Zugriffsrechte untersucht. Falls diese das Lesen und
Ausführen gestatten, geht es weiter. Andernfalls: cannot execute.
? Die Datei sei gefunden und ein Shellskript (wird auch bald erklärt) oder
ein ausführbares (kompiliertes) Programm. Dann läßt die Shell es in ei-
nem Kindprozess ausführen. Das Verhalten bei Syntaxfehlern (falsche
Option, fehlendes Argument) ist Sache des Shellskripts oder Program-
mes, hängt also davon ab, was sich der Programmierer gedacht hat. Ein
guter Programmierer läßt den Benutzer nicht ganz im Dunkeln tappen.
? Die Datei sei gefunden, sei aber eine Textdatei wie ein Brief oder eine
Programmquelle. Dann bedauert die Shell, damit nichts anfangen zu
können, d. h. sie sieht den Text als ein Shellskript mit furchtbar vielen
Fehlern an. Das gleiche gilt für Gerätefiles oder Verzeichnisse.
Die Shell vermutet also hinter dem ersten Wort einer Kommandozeile im-
mer ein Kommando. Den Unterschied zwischen einem Shellskript und einem
übersetzten Programm merkt sie schnell. karlsruhe war eine leere Datei
mit den Zugriffsrechten 777. Was hätten Sie als Shell damit gemacht?
In Dateinamen ermöglicht die Shell den Gebrauch von Jokerzeichen, auch
Wildcards genannt. Diese Zeichen haben nichts mit regulären Ausdrücken zu
tun, sie sind eine Besonderheit der Shell. Die Auswertung der Joker heißt
Globbing. Ein Fragezeichen bedeutet genau ein beliebiges Zeichen. Ein Da-
teiname wie
ab?c
trifft auf Dateien wie
ab1c abXc abcc ab_c
zu. Ein Stern bedeutet eine beliebige Anzahl beliebiger Zeichen. Das Kom-
mando
ls abc*z

Seite 102
listet alle Dateien des augenblicklichen Arbeits-Verzeichnisses auf, deren Na-
me mit abc beginnt und mit z endet, beispielsweise:
abcz abc1z abc123z abc.z abc.fiz abc_xyz
Der Stern allein bedeutet alle Dateien des Arbeitsverzeichnisses. Eine Zei-
chenmenge in eckigen Klammern wird durch genau ein Zeichen aus der Men-
ge ersetzt. Der Name
ab[xyz]
trifft also zu auf
abx aby abz
In der Regel setzt die Shell die Jokerzeichen um, es ist aber auch program-
mierbar, daß das aufgerufene Kommando diese Arbeit übernimmt. Dann muß
man beim Aufruf des Kommandos die Jokerzeichen quoten (unwirksam ma-
chen).
Was bewirken die Kommandos rm a* und rm a * (achten Sie auf den
Space im zweiten Kommando)? Also Vorsicht bei rm in Verbindung mit dem
Stern! Das Kommando -- hier rm(1) -- bekommt von der Shell eine Liste der
gültigen Dateinamen, sieht also die Jokerzeichen gar nicht.
Es gibt weitere Zeichen, die für die Shells eine besondere Bedeutung ha-
ben. Schauen Sie im Handbuch unter sh(1), Abschnitt File Name Generati-
on and Quoting oder unter ksh(1), Abschnitt Definitions, Metazeichen nach.
Will man den Metazeichen ihre besondere Bedeutung nehmen, muß man sie
quoten
Fussnote: englisch quoting im Sinne von anführen, zitieren
wird in den Netnews gebraucht. Ferner gibt es einen quota(1)-
Mechanismus zur Begrenzung der Belegung des Massenspeichers.
Hat nichts mit dem Quoten von Metazeichen zu tun. Ende Fussno-
te
. Es gibt drei Stufen des Quotens, Sperrens, Zitierens, Entwertens oder
Maskierens. Ein Backslash quotet das nachfolgende Zeichen mit Ausnahme
von Newline (line feed). Ein Backslash-Newline-Paar wird einfach gelöscht
und kennzeichnet daher die Fortsetzung einer Kommadozeile. Anführungs-
zeichen (double quotes) quoten alle Metazeichen außer Dollar, back quotes,
Backslash und Anführungszeichen. Einfache Anführungszeichen (Hochkom-
ma, Apostroph, single quotes) quoten alle Metazeichen außer dem Apostroph
oder Hochkomma (sonst käme man nie wieder aus der Quotung heraus). Ein
einzelnes Hochkomma wird wie eingangs gesagt durch einen Backslash ge-
quotet.
Probieren Sie folgende Eingaben aus (echo oder für die Korn-Shell
print):
echo TERM
echo $TERM
echo \$TERM
echo "$TERM"
echo '$TERM'

Seite 103
Wenn man jede Interpration einer Zeichenfolge durch die Shell verhindern
will, setzt man sie meist der Einfachheit halber in Single Quotes, auch wenn
es vielleicht nicht nötig wäre.
Schließlich gibt es noch die back quotes (accent grave). Für die Shell be-
deuten sie Ersetze das Kommando in den back quotes durch sein Ergebnis.
Sie erkennen die Wirkung an den Kommandos:
print Mein Verzeichnis ist pwd.
print Mein Verzeichnis ist 'pwd'.
Im Druck kommt leider der Unterschied zwischen dem Apostroph und dem
Accent grave meist nicht deutlich heraus; für die Shell liegen Welten dazwi-
schen. Geben Sie die beiden Kommandos:
pwd
'pwd'
ein, so ist die Antwort im ersten Fall erwartungsgemäß der Name des aktuel-
len Verzeichnisses, im zweiten Fall eine Fehlermeldung, da der Shell der Pfad
des aktuellen Verzeichnisses als Kommando vorgesetzt wird. Die Korn-Shell
kennt eine zweite Form der Substitution:
lp $(ls)
die etwas flexibler in der Handhabung ist und sich übersichtlicher schachteln
läßt. Obiges Kommando übergibt die Ausgabe von ls als Argument an das
Kommando lp.
Die C-Shell und die Korn-Shell haben einen History-Mechanismus, der
die zuletzt eingetippten Kommandos in einer Datei .sh_history (bei der
Korn-Shell, lesbar) speichert. Mit dem internen Kommando fc greift man in
der Korn-Shell darauf zurück. Die Kommandos lassen sich editieren und er-
neut ausführen. Tippt man nur fc ein, erscheint das jüngste Kommando als
Text in dem Editor, der mittels der Umgebungsvariablen FCEDIT festgelegt
wurde, meist im vi(1). Man editiert das Kommando und verläßt den Edi-
tor auf die übliche Weise, den vi(1) also mit :wq. Das editierte Kommando
wird erneut ausgeführt und in die History-Datei geschrieben. Das Kommando
fc -l -20 zeigt die 20 jüngsten Kommandos an, das Kommando fc -e -
wiederholt das jüngste Kommando unverändert. Weiteres im Handbuch un-
ter ksh(1), Special Commands.
Der Ablauf einer Sitzung läßt sich festhalten, indem man zu Beginn das
Kommando skript(1) gibt. Alle Bildschirmausgaben werden gleichzeitig
in eine Datei typeskript geschrieben, das man später lesen oder drucken
kann. Die Wirkung von skript(1) wird durch das shellinterne Kommando
exit beendet. Wir verwenden skript(1) bei Literaturrecherchen im Netz,
wenn man nicht sicher sein kann, daß alles bis zum glücklichen Ende nach
Wunsch verläuft.
Mittels des shellinternen Kommandos alias (sprich ejlias) -- das aus der
C-Shell stammt -- lassen sich für bestehende Kommandos neue Namen ein-
führen. Diese haben Gültigkeit für die jeweilige Shell und je nach Option für

Seite 104
ihre Abkömmlinge. Der Aliasname wird von der Shell buchstäblich durch die
rechte Seite der Zuweisung ersetzt; dem Aliasnamen mitgegebene Optionen
oder Argumente werden an den Ersatz angehängt. Man überlege sich den
Unterschied zu einem gelinkten Zweitnamen, der im Datei-System verankert
ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß interne Shell-Kommandos
zwar mit einem Aliasnamen versehen, aber nicht gelinkt werden können, da
sie nicht in einer eigenen Datei niedergelegt sind. Gibt man in der Sitzungs-
shell folgende Kommandos:
alias -x dir=ls
alias -x who='who | sort'
alias -x r='fc -e -'
so steht das Kommando dir mit der Bedeutung und Syntax von ls(1) zur
Verfügung, und zwar zusätzlich. Ein Aufruf des Kommandos who führt zum
Aufruf der Pipe, das echte who(1) ist nur noch über seinen absoluten Pfad
/bin/who erreichbar. Dieses who-Alias hat einen Haken. Ruft der nichtsah-
nende Benutzer who mit einer Option auf, so wird die Zeichenfolge who durch
das Alias ersetzt, die Option mithin an sort angehängt, das meist nichts
damit anfangen kann und eine Fehlermeldung ausgibt. Der Aufruf von r wie-
derholt das jüngste Kommando unverändert, entspricht also der F3-Taste auf
PCs unter PC-DOS. Die Option -x veranlaßt den Export des Alias in alle
Kindprozesse; sie scheint jedoch nicht überall verfügbar zu sein. Die Quo-
tes sind notwendig, sobald das Kommando Trennzeichen (Space) enthält. Das
Kommando alias ohne Argumente zeigt die augenblicklichen Aliases an.
Mittels unalias wird ein Alias aufgehoben. Aliases lassen sich nur unter
bestimmten Bedingungen schachteln.
Einige Shells bieten Shellfunktionen als Alternative zu Aliasnamen an. In
der Bourne- und der Kornshell kann man eine Funktion dir() definieren:
dir () { pwd; ls -l $*; }
(die Zwischenräume um die geschweiften Klammern sind wichtig) die wie
ein Shellkommando aufgerufen wird. Einen Weg zum Exportieren haben wir
nicht gefunden. Mittels unset dir wird die Funktion gelöscht.
Die durch die Anmeldung erzeugte erste Shell -- die Sitzungsshell -- ist
gegen einige Eingabefehler besonders geschützt. Sie läßt sich nicht durch
das Signal Nr. 15 (SIGTERM) beenden, auch nicht durch die Eingabe von
EOF (End of File, üblicherweise control-d, festgelegt durch stty(1) in
$HOME/.profile), sofern dies durch das Kommando set -o ignoreeof
eingestellt ist.
2.5.1.2 Umgebung
Die Shells machen noch mehr. Sie stellen für jede Sitzung eine Umgebung (en-
vironment, environnement) bereit. Darin sind eine Reihe von Variablen oder
Parametern enthalten, die der Benutzer bzw. seine Programme immer wieder

Seite 105
brauchen, beispielsweise die Namen des Home-Verzeichnisses und der Mail-
box, der Terminaltyp, der Prompt, der Suchpfad für Kommandos, die Zeit-
zone. Mit dem internen Kommando set holen Sie Ihre Umgebung auf den
Bildschirm. Sie können Ihre Umgebung verändern und aus Programmen oder
Shellskripts heraus abfragen.
Die Shellvariablen gliedern sich in zwei Gruppen:
? benannte Variable oder Parameter, auch als Schlüsselwortparameter be-
zeichnet,
? Positionsvariable oder -parameter.
Benannte Variable haben einen eindeutigen Namen und erhalten ihren In-
halt oder Wert durch eine Zuweisung:
TERM=vt100
Die Positionsvariablen werden von der Shell beim Aufruf eines Kommandos
automatisch mit bestimmten Positionen aus der Kommandozeile gefüllt; sie
ermöglichen den gezielten Zugriff auf Teile der Kommandozeile. Näheres da-
zu im Abschnitt 2.5.2 Shellskripts auf Seite 109. In der Umgebung gibt es
nur benannte Variable (programmiertechnisch ist die Umgebung ein Array
von Strings).
Benannte Variable gelten zunächst nur in der Shell, in der sie erzeugt
wurden. Sie sind lokal. Erst mit Hilfe einer export-Anweisung werden sie
global und gelten dann für die Shell und ihre Abkömmlinge:
MEINNAME="Wulf Alex"; export MEINNAME
export SEINNAME="Bjoern Alex"
Hier erzeugen wir die zunächst lokale benannte Variable MEINNAME und
exportieren sie mittels einer zweiten Anweisung. Manche Shells erlauben
die Kombination beider Anweisungen wie in der zweiten Zeile. Die Namen
der Variablen werden üblicherweise groß geschrieben. Um das Gleichheits-
zeichen herum dürfen keine Zwischenräume (spaces) stehen. Die Werte in
obigem Beispiel müssen von Anführungszeichen eingerahmt werden, da der
Zwischenraum (space) für die Shell ein Trennzeichen ist. Ein leeres Paar von
Anführungszeichen stellt den leeren String dar; die Variable ist definiert, hat
aber keinen verwertbaren Inhalt. Bleibt die rechte Seite der Zuweisung völ-
lig leer, wird die Variable gelöscht. Das nackte export-Kommando zeigt die
momentanen globalen benannten Variablen an.
Einige benannte Parameter werden von der Sitzungsshell beim Start er-
zeugt und auf alle Kindprozesse vererbt. Sie gelten global für die ganze Sit-
zung bis zu ihrem Ende. Für diese Parameter besteht eine implizite oder ex-
plizite export-Anweisung; sie werden als Umgebungs-Variable bezeichnet.
Eine Umgebung, wie sie set auf den Bildschirm bringt, sieht etwa so aus:
CDPATH=:..:/mnt/alex
EDITOR=/usr/bin/vi
EXINIT=set exrc
FCEDIT=/usr/bin/vi

Seite 106
HOME=/mnt/alex
IFS=
LOGNAME=wualex1
MAIL=/usr/mail/wualex1
MAILCHECK=600
OLDPWD=/mnt/alex
PATH=/bin:/usr/bin:/usr/local/bin::
PPID=1
PS1=A
PS2=>
PS3=#?
PWD=/mnt/alex/unix
RANDOM=2474
SECONDS=11756
SHELL=/bin/ksh
TERM=ansi
TMOUT=0
TN=console
TTY=/dev/console
TZ=MSZ-2
_=unix.tex
Das bedeutet im einzelnen:
? CDPATH legt einen Suchpfad für das Kommando cd(1) fest. Die Na-
men von Verzeichnissen, die sich im Arbeits-Verzeichnis, im übergeord-
neten oder im Home-Verzeichnis /mnt/alex befinden, können mit ih-
rem Grundnamen (relativ) angegeben werden.
? EDITOR nennt den Editor, der standardmäßig zur Änderung von Kom-
mandozeilen aufgerufen wird.
? EXINIT veranlaßt den Editor vi(1), beim Aufruf das zugehörige
Konfigurations-Kommando auszuführen.
? FCEDIT gibt den Editor an, mit dem Kommandos bearbeitet werden, die
über den History-Mechanismus zurückgeholt worden sind (Kommando
fc).
? HOME nennt das Home-Verzeichnis.
? IFS ist das interne Feld-Trennzeichen, das die Bestandteile von Kom-
mandos trennt, in der Regel space, tab und newline.
? LOGNAME (auch USER) ist der beim Einloggen benutzte Name.
? MAIL ist die Mailbox.
? MAILCHECK gibt in Sekunden an, wie häufig die Shell die Mailbox auf
Zugänge abfragt.
? OLDPWD nennt das vorherige Arbeits-Verzeichnis.

Seite 107
? PATH ist die wichtigste Umgebungsvariable. Sie gibt den Suchpfad für
Kommandos an. Die Reihenfolge spielt eine Rolle. Der zweite Doppel-
punkt am Ende bezeichnet das jeweilige Arbeits-Verzeichnis.
? PPID ist die Parent Process-ID der Shell, hier also der init-Prozess.
? PS1 ist der erste Prompt, in der Regel das Dollarzeichen, hier individuell
abgewandelt. PS2 und PS3 entsprechend.
? PWD nennt das augenblickliche Arbeits-Verzeichnis.
? RANDOM ist eine Zufallszahl zur beliebigen Verwendung.
? SECONDS ist die Anzahl der Sekunden seit dem Aufruf der Shell.
? SHELL nennt die Shell.
? TERM nennt den Terminaltyp, wie er in der terminfo(4) steht. Wird
vom vi(1) und den curses(3)-Funktionen benötigt.
? TMOUT gibt die Anzahl der Sekunden an, nach der die Shell sich been-
det, falls kein Zeichen eingegeben wird. Der hier gesetzte Wert 0 bedeu-
tet kein Timeout. Üblich: 1000.
? TN ist das letzte Glied aus TTY, eine lokale Erfindung.
? TTY ist die Terminalbezeichnung aus dem Verzeichnis /dev, wie sie das
Kommando tty(1) liefert.
? TZ ist die Zeitzone, hier mitteleuropäische Sommerzeit, zwei Stunden
östlich Greenwich.
? _ (underscore) enthält das letzte Argument des letzten asynchronen
Kommandos.
Unter PC-DOS gibt es eine ähnliche Einrichtung, die ebenfalls mit dem Kom-
mando set auf dem Bildschirm erscheint.
Auch zum Ändern einer Variablen geben Sie ein Kommando der beschrie-
benen Art ein (keine Spaces um das Gleichheitszeichen):
LOGNAME=root
Danach hat die bereits vorher vorhandene Variable LOGNAME den Wert
root, die Rechte der root haben Sie aber noch lange nicht.
In der Korn-Shell kann man dem Prompt etwas Arbeit zumuten (back quo-
tes):
PS1='${pwd##*/}> '
Er zeigt dann den Grundnamen des augenblicklichen Arbeitsverzeichnisses
an, was viele Benutzer vom PC her gewohnt sind.
Die Umgebungsvariablen werden in einer Reihe von Shellskripts gesetzt.
Bei mehrfachem Setzen hat das zuletzt aufgerufene Skript Vorrang. In ein-
fachen UNIX-Systemen werden zunächst in einem für alle Benutzer gültigen
Skript /etc/profile die wichtigsten Umgebungsvariablen festgelegt. Dann
folgen individuelle Werte in $HOME/.profile, die aber größtenteils für alle

Seite 108
Benutzer gleich sind, so daß es sinnvoll ist, allen Benutzern ein .profile
zum Kopieren anzubieten oder besser gleich bei der Einrichtung des Home-
Verzeichnisses dorthin zu kopieren (und dem Benutzer die Schreibrechte zu
verweigern).
Auf Systemen mit X11 und möglicherweise einer darauf aufgesetzten Ar-
beitsumgebung wie das Common Desktop Environment (CDE) oder Hewlett-
Packards Visual User Environment (VUE) wird die Geschichte unübersicht-
lich. X11 und VUE laufen bereits vor der Anmeldung eines Benutzers, so
daß die oben genannten profile-Skripts nicht von /usr/bin/login auf-
gerufen werden. Stattdessen kommen Variable aus X11, CDE und VUE
zum Zuge. Auf unseren Anlagen ist das Skript .vueprofile allerdings so
konfiguriert, daß es $HOME/.profile aufruft. Dann findet sich noch ein
$HOME/.dtprofile, das beim Öffnen eines Terminalfensters abgearbeitet
wird. Der System-Manager sollte einmal mittels find(1) nach allen Skripts
forschen, deren Namen die Zeichenfolge profil enthält.
Ein C-Programm zur Anzeige der Umgebung ähnlich dem Kommando set
sieht so aus:
/* umgebung.c, Programm zur Anzeige der Umgebung */
#include <stdio.h>
int main(argc, argv, envp)
int argc;
char *argv[], *envp[];
{
int i;
for (i = 0; envp[i] != NULL; i++)
printf("%s\n", envp[i]);
return 0;
}
Quelle 2.5 : C-Programm zur Anzeige der Umgebung
Die Umgebung ist ein Array of Strings namens envp, dessen Inhalt genau
das ist, was set auf den Bildschirm bringt. In der for-Schleife werden die
Elemente des Arrays sprich Zeilen ausgegeben, bis das Element NULL erreicht
ist. Statt die Zeilen auszugeben, kann man sie auch anders verwerten.
2.5.1.3 Umlenkung
Beim Aufruf eines Kommandos oder Programmes lassen sich Ein- und Ausga-
be durch die Umlenkungszeichen < und > in Verbindung mit einem Datein-
amen in eine andere Richtung umlenken. Beispielsweise liest das Kommando
cat(1) von stdin und schreibt nach stdout. Lenkt man Ein- und Ausgabe
um:

Seite 109
cat < input > output
so liest cat(1) das hhile input und schreibt es in die Datei output. Das Ein-
lesen von stdin oder der Datei input wird beendet durch das Zeichen EOF
(End Of File) oder control-d. Etwaige Fehlermeldungen erscheinen nach
wie vor auf dem Bildschirm, stderr ist nicht umgeleitet. Doppelte Pfeile zur
Umlenkung der Ausgabe veranlassen das Anhängen der Ausgabe an einen
etwa bestehenden Inhalt der Datei, während der einfache Pfeil die Datei von
Beginn an beschreibt:
cat < input >> output
Existiert die Datei noch nicht, wird es in beiden Fällen erzeugt.
Die Pfeile lassen sich auch zur Verbindung von Datei-Deskriptoren ver-
wenden. Beispielsweise verbindet
command 2>&1
den Datei-Deskriptor 2 (in der Regel stderr) des Kommandos command mit
dem Datei-Deskriptor 1 (in der Regel stdout). Die Fehlermeldungen von
command landen in derselben Datei wie die eigentliche Ausgabe. Lenkt man
noch stdout um, so spielt die Reihenfolge der Umlenkungen eine Rolle. Die
Eingabe
command 1>output 2>&1
lenkt zunächst stdout (Datei-Deskriptor 1) in die Datei output. Anschlie-
ßend wird stderr (Datei-Deskriptor 2) in die Datei umgelenkt, die mit dem
Datei-Deskriptor 1 verbunden ist, also nach output. Vertauscht man die Rei-
henfolge der beiden Umlenkungen, so wird zunächst stderr nach stdout
(Bildschirm) umgelenkt (was wenig Sinn macht, weil stderr ohnehin der
Bildschirm ist) und anschließend stdout in die Datei output. In der Datei
output findet sich nur die eigentliche Ausgabe. Sind Quelle und Ziel einer
Umlenkung identisch:
command >filename <filename
so hat das unabhängig von der Reihenfolge in der Kommandozeile die uner-
wünschte Wirkung, dass die Datei geleert wird.
Die Umlenkungen werden von der Shell geleistet. Das Kommando erhält
von der Shell die bereits umgelenkten Datei-Deskriptoren. Das hat den Vor-
teil, daß man sich beim Schreiben eigener Kommandos nicht um den Umlen-
kungsmechanismus zu kümmern braucht.
2.5.2 Shellskripts
Wenn man eine Folge von Kommandos häufiger braucht, schreibt man sie in
eine Datei und übergibt dem Kommandointerpreter den Namen dieser Da-
tei. Unter PC-DOS heißt eine solche Datei Stapeldatei oder Batchfile, unter
UNIX Shellskript und bei manchen Verfassern Kommandoprozedur, Makro

Seite 110
oder Makrobefehl. Ein Skript ist ganz allgemein ein nicht zu umfangreiches
Programm in Form eines lesbaren Textfiles, das ohne vorangehende, von der
Ausführung getrennte Übersetzung vom System ausgeführt wird. Man sagt,
ein Skript werde interpretiert, nicht erst übersetzt und anschließend ausge-
führt wie C/C++-Programme meistens. Außer Shellskripts gibt es eine Viel-
zahl weiterer Skripts, beispielsweise in Perl oder awk.
Es ist nicht selbstverständlich, aber zweckmäßig, für die Shellskripts die-
selbe Kommandosprache zu verwenden wie im Dialog. Der Teil der Shell, der
Shellskripts abarbeitet, wird auch als Abwickler bezeichnet. Es gibt weitere
Skriptsprachen -- vor allem Perl (nicht Pearl, das ist eine andere Geschichte)
-- anstelle der Shellsprache. Shellskripts dürfen geschachtelt werden (ohne
call wie in PC-DOS). Externe UNIX-Kommandos sind teils unlesbare kom-
pilierte Programme, teils lesbare Shellskripts.
Es gibt zwei Wege, ein Shellskript auszuführen. Falls es nur lesbar, aber
nicht ausführbar ist, übergibt man es als Argument einer Subshell:
sh shellskript
Ist es dagegen les- und ausführbar, reicht der Aufruf mit dem Namen allein:
shellskript
Bei der ersten Möglichkeit kann man eine andere als die augenblickliche Sit-
zungsshell aufrufen, also beispielsweise Bourne statt Korn. Es soll auch leich-
te Unterschiede in der Vererbung der Umgebung geben, die Literatur -- so
weit wie wir sie kennen -- hält sich mit klaren Aussagen zurück. Experimen-
tell konnten wir nur einen Unterschied hinsichtlich der Umgebungsvariablen
EDITOR feststellen.
Der Witz an den Shellskripts ist, daß sie weit mehr als nur Programmauf-
rufe enthalten dürfen. Die Shells verstehen eine Sprache, die an BASIC her-
anreicht; sie sind programmierbar. Es gibt Variable, Schleifen, Bedingungen,
Ganzzahlarithmetik, Zuweisungen, Funktionen, nur keine Gleitkommarech-
nung
Fussnote: Die Korn-Shell beherrscht seit 1993 auch Gleitkommaa-
rithmetik. Im Interesse der Portabilität der Shellskripts sollte man
jedoch möglichst wenig Gebrauch davon machen. Ende Fussnote
. Die Syntax gleicht einer Mischung von BASIC und C. Man muß das
Referenz-Handbuch oder die man-Seite zur Shell sorgfältig lesen, gerade we-
gen der Ähnlichkeiten. Die Shells sind ziemlich pingelig, was die Schreibweise
(Syntax) anbetrifft: manchmal müssen Leerzeichen stehen, ein anderes Mal
dürfen keine stehen. Oft hilft ein bißchen Experimentieren weiter. Kommen-
tar wird mit einem Doppelkreuz eingeleitet, das bis zum Zeilenende wirkt.
Hier ein einfaches Shellskript zum Ausdrucken von man-Seiten:
# Shellscript prman zum Drucken von man-Seiten
man $1 | col -b | /usr/local/bin/lf2cl | lp -dlp9
Quelle 2.6 : Shellskript zum Drucken von man-Seiten

Seite 111
Zuerst wird das Kommando man(1) mit dem ersten Argument der Kom-
mandozeile (Positionsparameter) aufgerufen, so wie man es von Hand ein-
geben würde. Das Filter col -b wirft alle Backspaces hinaus, das selbstge-
schriebene Filter lf2cl stellt der man-Seite einige Steuerbefehle für den Dru-
cker voran und ersetzt jedes Line-Feed-Zeichen durch das Paar Carriage-
Return, Line-Feed, wie es auf die PC-DOS-Welt eingestellte Drucker erwar-
ten. Schließlich geht der Text zu einem Drucker. Das selbstgeschriebene Filter
ist ein einfaches C-Programm:
/* Programm lf2cl zum Umwandeln von Line-Feed nach
Carriage-Return, Line-Feed. Dazu Voranstellen von
PCL-Escape-Folgen zur Druckersteuerung vor den Text.
Programm soll als Filter in Pipe eingefuegt werden. */
#define DINA4 "Esc&l26A" /* Escape-Sequenzen */
#define LINES "Esc&l66F" /* 66 Zeilen/Seite */
#define LRAND "Esc&a2L" /* 2 Zeichen einruecken */
#include <stdio.h>
int main()
{
int c;
printf(DINA4);
printf(LINES);
printf(LRAND);
while ((c = getchar()) != EOF)
switch (c) {
case 10:
putchar(13);
putchar(10);
break;
default:
putchar(c);
}
return 0;
}
Quelle 2.7 : C-Programm zum Ersetzen eines Line-Feed-Zeichens durch
das Paar Carriage-Return, Line-Feed; ferner Voranstellen einiger Drucker-
Steuerberfehle
Shellskript und C-Programm sind nicht die Hohe Schule der Programmie-
rung, aber hilfreich. Das folgende Beispiel zeigt, wie man eine längere Pipe in
ein Shellskript verpackt:
# Shellscript frequenz, Frequenzwoerterliste
cat $* |

Seite 112
tr "[A-Z]" "[a-z]" |
tr -c "[a-z]" "[\012*]" |
sort |
uniq -c |
sort -nr
Quelle 2.8 : Shellskript Frequenzwörterliste
Dieses Shellskript -- in einer Datei namens frequenz -- nimmt die Na-
men von einem oder mehreren Textfiles als Argument (Positionsparameter)
entgegen, liest die Dateien mittels cat, ersetzt alle Großbuchstaben durch
Kleinbuchstaben, ersetzt weiterhin jedes Zeichen, das kein Kleinbuchstabe
ist, durch ein Linefeed (das heißt schreibt jedes Wort in eine eigene Zeile),
sortiert das Ganze alphabetisch, wirft mit Hilfe von uniq mehrfache Ein-
tragungen hinaus, zählt dabei die Eintragungen und sortiert schließlich die
Zeilen nach der Anzahl der Eintragungen, die größte Zahl zuvorderst. Die
Anführungszeichen verhindern, dass die Shell auf dumme Gedanken kommt.
Ein solches Skript entwickelt und testet man schrittweise. Der Aufruf des
Skripts erfolgt mit frequenz filenames. Es ist zugleich ein schönes Bei-
spiel dafür, wie man durch eine Kombination einfacher Werkzeuge eine kom-
plexe Aufgabe löst. Das Zurückführen der verschiedenen Formen eines Wor-
tes auf die Grundform (Infinitiv, Nominativ) muß von Hand geleistet werden,
aber einen großen und stumpfsinnigen Teil der Arbeit beim Aufstellen einer
Frequenzwörterliste erledigt unser pfiffiges Werkzeug.
Bereinigt man unser Vorwort (ältere Fassung, nicht nachzählen) von al-
len LaTeX-Konstrukten und bearbeitet es mit frequenz, so erhält man eine
Wörterliste, deren Beginn so aussieht:
16 der
16 und
9 das
9 die
8 wir
7 mit
7 unix
6 fuer
6 in
6 man
Solche Frequenzwörterlisten verwendet man bei Stiluntersuchungen, zum
Anlegen von Stichwortverzeichnissen und beim Lernen von Fremdsprachen.
Auch zum Nachweis von Plagiaten lassen sie sich einsetzen, da eine häufige
Übereinstimmung bei selten vorkommenden Wörtern zwischen zwei Texten
den Verdacht auf einen gemeinsamen Verfasser nährt. Für diesen Zweck wer-
den auch Wortgruppen (Paare, Tripel oder Trigramme) untersucht.
Auf Variable greift man in einem Shellskript zurück, indem man ein Dol-
larzeichen vor ihren Namen setzt. Das Shellskript
print TERM

Seite 113
print $TERM
print TERM = $TERM
schreibt erst die Zeichenfolge TERM auf den Bildschirm und in der nächsten
Zeile den Inhalt der Variablen TERM, also beispielsweise hp2393. Die drit-
te Zeile kombiniert beide Ausgaben. Weiterhin kennen Shellskripts noch be-
nannte Parameter -- auch Schlüsselwort-Parameter geheißen -- und Positions-
parameter. Benannte Parameter erhalten ihren Wert durch eine Zuweisung
x=3
P1=lpjet
während die Positionsparameter von der Shell erzeugt werden. Ihre Namen
und Bedeutungen sind:
? $0 ist das erste Glied der Kommandozeile, also das Kommando selbst
ohne Optionen oder Argumente,
? $1 ist das zweite Glied der Kommandozeile, also eine Option oder ein
Argument,
? $2 ist das dritte Glied der Kommandozeile usw.
? $# ist die Anzahl der Positionsparameter,
? $* ist die gesamte Kommandozeile ohne das erste Glied $0, also die
Folge aller Optionen und Argumente,
? $? ist der Rückgabewert des jüngsten Kommandos.
Die Bezifferung der Positionsparameter geht bis 9, die Anzahl der Glieder der
Kommandozeile ist nahezu unbegrenzt. Die Glieder jenseits der Nummer 9
werden in einem Sumpf verwahrt, aus dem sie mit einem shift-Kommando
herausgeholt werden können. Hier ein Shellskript, das zeigt, wie man auf
Umgebungsvariable und Positionsparameter zugreift:
# Shellscript posparm zur Anzeige von Umgebungsvariablen
# und Positionsparametern, 30.08.91
print Start $0
x=4711
print $*
print $#
print $1
print $2
print ${9:-nichts}
print $x
print $TERM
print Ende $0
Quelle 2.9 : Shellskript zur Anzeige von Positionsparametern
Nun ein umfangreicheres Beispiel. Das Shellskript userlist wertet die
Dateien /etc/passwd und /etc/group aus und erzeugt zwei Benutzerlis-
ten, die man sich ansehen oder ausdrucken kann:

Seite 114
# Shellscript userlist, 30. Okt. 86
# Dieses Shellskript erzeugt eine formatierte Liste der
# User und schreibt sie ins File userlist. Voraussetzung
# ist, dass die Namen der User aus mindestens einem Buch-
# staben und einer Ziffer bestehen. Usernamen wie root,
# bin, who, gast werden also nicht in die Liste auf-
# genommen. Die Liste ist sortiert nach der UID. Weiterhin
# erzeugt das Skript eine formatierte Liste aller Gruppen
# und ihrer Mitglieder und schreibt sie ins File grouplist.
# cat liest /etc/passwd
# cut schneidet die gewuenschten Felder aus
# grep sortiert die gewuenschten Namen aus
# sort sortiert nach der User-ID
# sed ersetzt die Doppelpunkte durch control-i (tabs)
# expand ersetzt die tabs durch spaces
print Start /etc/userlist
print "Userliste 'date '+%d. %F %y''\n" > userlist
cat /etc/passwd | cut -f1,3,5 -d: |
grep '[A-z][A-z]*[0-9]' | sort +1.0 -2 -t: |
sed -e "s/[:]/ /g" | expand -12 » userlist
print "\n'cat userlist | grep '[A-z][A-z]*[0-9]' |
cut -c13-15 | uniq |
wc -l' User. Userliste beendet" » userlist
# cat liest /etc/group
# cut schneidet die gewuenschten Felder aus
# sort sortiert numerisch nach der Group-ID
# sed ersetzt : oder # durch control I (tabs)
# expand ersetzt tabs durch spaces
print "Gruppenliste 'date '+%d. %F %y''\n" > grouplist
cat /etc/group | cut -f1,3,4 -d: |
sort -n +1.0 -2 -t: | sed -e "s/:/ /g" |
sed -e "s/#/ /g" | expand -12 » grouplist
print "\nGruppenliste beendet" » grouplist
print Ende userlist
Quelle 2.10 : Shellskript zur Erzeugung einer Benutzerliste
Das folgende Shellskript schreibt ein Menü auf den Bildschirm und wer-
tet die Antwort aus, wobei man statt der Ausgabe mittels echo oder print
irgendetwas Sinnvolles tun sollte:

Seite 115
# Shellscript menu zum Demonstrieren von Menues, 30.08.91
clear
print "\n\n\n\n\n\n"
print "\tMenu"
print "\t====\n\n\n"
print "\tAuswahl 1\n"
print "\tAuswahl 2\n"
print "\tAuswahl 3\n\n\n"
print "\tBitte Ziffer eingeben: \c"; read z
print "\n\n\n"
case $z in
1) print "Sie haben 1 gewaehlt.\n\n";;
2) print "Sie haben 2 gewaehlt.\n\n";;
3) print "Sie haben 3 gewaehlt.\n\n";;
*) print "Ziffer unbekannt.\n\n";;
esac
Quelle 2.11 : Shellskript für ein Menü
Im obigen Beispiel wird die Auswahl case - esac verwendet, die der
switch-Anweisung in C entspricht. Es gibt weiterhin die Bedingung oder
Verzweigung mit if - then - else - fi, die das folgende Beispiel zeigt.
Gleichzeitig wird Arithmetik mit ganzen Zahlen vorgeführt:
#!/bin/ksh
# Shellscript primscript zur Berechnung von Primzahlen
typeset -i ende=100 # groesste Zahl, max. 3600
typeset -i z=5 # aktuelle Zahl
typeset -i i=1 # Index von p
typeset -i p[500] # Array der Primzahlen, max. 511
typeset -i n=2 # Anzahl der Primzahlen
p[0]=2; p[1]=3 # die ersten Primzahlen
while [ z -le ende ] # die [] muessen von Leerzeichen
# umgeben sein (Alias fuer test)
do
if [ z%p[i] -eq 0 ] # z teilbar
then
z=z+2
i=1
else # z nicht teilbar
if [ p[i]*p[i] -le z ]
then
i=i+1
else # Primzahl gefunden
p[n]=z; n=n+1
z=z+2
i=1

Seite 116
fi
fi
done
i=0 # Ausgabe des Arrays
while [ i -lt n ]
do
print ${p[i]}
i=i+1
done
print Anzahl: $n
Quelle 2.12 : Shellskript zur Berechnung von Primzahlen
Die erste Zeile beginnt mit einem Kommentarzeichen # gefolgt von ei-
nem Ausrufezeichen. An dieser und nur an dieser Stelle lässt sich auf die
gezeigte Weise ein bestimmter Kommandointerpreter auswählen. Eine ge-
schachtelte Verzweigung wie in obigem Shellskript darf auch kürzer mit
if - then - elif - then - else - fi geschrieben werden. Man ge-
winnt jedoch nicht viel damit.
Neben if kennt die Shell zwei weitere Bedingungsoperatoren. Die Zeilen:
ls && ps
false && ps
sind zu verstehen als Führe das erste Kommando aus. Bei Erfolg des ersten
Kommandos führe anschließend das zweite Kommando aus. Da ls eigentlich
immer erfolgreich ist, liefert die erste Zeile die Ausgabe von ls, gefolgt von der
Ausgabe von ps. Das Kommando false hat immer Misserfolg (Rückgabewert
1), also wird in der zweiten Zeile ps nie ausgeführt. Die Zeilen:
false || ps
true || ps
sind zu lesen als Führe das erste Kommando aus. Bei Misserfolg des ersten
Kommandos führe anschließend das zweite Kommando aus. In der ersten Zei-
le wird ps ausgeführt, da false Misserfolg hat. In der zweiten Zeile hat true
Erfolg, also wird ps nicht beachtet. Die Zeilen dürfen verlängert werden:
false || true && ps
Was ereignet sich hier? In realen Skripts stehen statt true oder false Kom-
mandos, die nutzbringende Taten verrichten, aber für die Beispiele ist es so
am einfachsten.
Die for-Schleife hat in Shellskripts eine andere Bedeutung als in C. Im
folgenden Shellskript ist sie so aufzufassen: für die Argumente in dem Po-
sitionsparameter $* (der Name user ist beliebig) führe der Reihe nach die
Kommandos zwischen do und done aus.

Seite 117
# Shellscript filecount zum Zaehlen der Files eines Users
for user in $*
do
print $user 'find /mnt -user $user -print | wc -l'
done
Quelle 2.13 : Shellskript zum Zählen der Dateien eines Benutzers
Es gibt weiterhin die while-Schleife mit while - do - done, die der
gleichnamigen Schleife in anderen Programmiersprachen entspricht. Auf
while folgt eine Liste von Kommandos, deren Ergebnis entweder true oder
false ist (also nicht ein logischer Ausdruck wie in den Programmierspra-
chen). true(1) ist hier kein logischer oder boolescher Wert, sondern ein ex-
ternes UNIX-Kommando, das eine Null (= true) zurückliefert (entsprechend
auch false(1)):
# Shellscript mit Funktion zum Fragen, 21.05.1992
# nach Bolsky + Korn, S. 183, 191
# Funktion frage
function frage
{
typeset -l antwort # Typ Kleinbuchstaben
while true
do read "antwort?$1" || return 1
case $antwort in
j|ja|y|yes|oui) return 0;;
n|nein|no|non) return 1;;
*) print 'Mit j oder n antworten';;
esac
done
}
# Anwendung der Funktion frage
while frage 'Weitermachen? '
do
date # oder etwas Sinnvolleres
done
Quelle 2.14 : Shellskript mit einer Funktion zum Fragen
Eine Schleife wird abgebrochen, wenn
? die Rücksprung- oder Eintrittsbedingung nicht mehr erfüllt ist oder
? im Rumpf der Schleife das shellinterne Kommando exit, return,
break oder continue erreicht wird.
Die Kommandos zeigen unterschiedliche Wirkungen. exit gibt die Kontrolle
an das aufrufende Programm (Sitzungsshell) zurück. Außerhalb einer Funk-

Seite 118
tion hat return die gleiche Wirkung. break beendet die Schleife, das Shell-
skript wird nach der Schleife fortgesetzt wie bei einer Verletzung der Bedin-
gung. continue hingegen führt zu einem Rücksprung an den Schleifenan-
fang. Für die gleichnamigen C-Anweisungen gilt dasselbe.
Shellskripts lassen sich durch Funktionen strukturieren, die sogar rekur-
siv aufgerufen werden dürfen, wie das folgende Beispiel zeigt:
# Shellscript hanoiscript (Tuerme von Hanoi), 25.05.1992
# Aufruf hanoi n mit n = Anzahl der Scheiben
# nach Bolsky + Korn S. 84, veraendert
# max. 16 Scheiben, wegen Zeitbedarf
# Funktion, rekursiv (selbstaufrufend)
function fhanoi
{
typeset -i x=$1-1
((x>0)) && fhanoi $x $2 $4 $3
print "\tvon Turm $2 nach Turm $3"
((x>0)) && fhanoi $x $4 $3 $2
}
# Hauptscript
case $1 in
[1-9] | [1][0-6])
print "\nTuerme von Hanoi (Shellscript)"
print "Start Turm 1, Ziel Turm 2, $1 Scheiben\n"
print "Bewege die oberste Scheibe"
fhanoi $1 1 2 3;;
*) print "Argument zwischen 1 und 16 erforderlich"
exit;;
esac
Quelle 2.15 : Shellskript Türme von Hanoi, rekursiver Funktionsaufruf
Die Türme von Hanoi sind ein Spiel und ein beliebtes Programmbeispiel,
bei dem ein Stapel unterschiedlich großer Scheiben von einem Turm auf einen
zweiten Turm gebracht werden soll, ein dritter Turm als Zwischenlager dient,
mit einem Zug immer nur eine Scheibe bewegt werden und niemals eine grö-
ßere Scheibe über einer kleineren liegen darf. Das Spiel wurde 1883 von dem
französischen Mathematiker François Eduouard Anatole Lucas erdacht. Im
obigen Shellskript ist die Anzahl der Scheiben auf 16 begrenzt, weil mit stei-
gender Scheibenzahl die Zeiten lang werden (Anzahl der Züge minimal 2n-1).
Das Hauptskript ruft die Funktion fhanoi mit vier Argumenten auf. Das
erste Argument ist die Anzahl der Scheiben, die weiteren Argumente sind
Start-, Ziel- und Zwischenturm. Die Funktion fhanoi setzt die Integervaria-
ble x auf den um 1 verminderten Wert der Anzahl, im Beispiel also zunächst
auf 2. Diese Variable begrenzt die Rekursionstiefe. Ist der Wert des ersten

Seite 119
Argumentes im Aufruf bei 1 angekommen, ruft sich die Funktion nicht mehr
auf, sondern gibt nur noch aus. Die Zeile:
((x>0)) && fhanoi $x $2 $4 $3
ist in der Korn-Shell so zu verstehen:
? berechne den Wert des booleschen Ausdrucks x > 0,
? falls TRUE herauskommt, rufe die Funktion fhanoi mit den jeweiligen
Argumenten auf, wobei $2 das zweite Argument ist usw.
Schreiben wir uns die Folge der Funktionsaufrufe untereinander, erhalten
wir:
fhanoi 3 1 2 3
fhanoi 2 1 3 2
fhanoi 1 1 2 3 -> print 1 2
print 1 3
fhanoi 1 2 3 1 -> print 2 3
print 1 2
fhanoi 2 3 2 1
fhanoi 1 3 1 2 -> print 3 1
print 3 2
fhanoi 1 1 2 3 -> print 1 2
Die Ausgabe des Skripts für n = 3 sieht folgendermaßen aus:
Tuerme von Hanoi (Shellskript)
Start Turm 1, Ziel Turm 2, 3 Scheiben
Bewege die oberste Scheibe
von Turm 1 nach Turm 2
von Turm 1 nach Turm 3
von Turm 2 nach Turm 3
von Turm 1 nach Turm 2
von Turm 3 nach Turm 1
von Turm 3 nach Turm 2
von Turm 1 nach Turm 2
Für n = 1 ist die Lösung trivial, für n = 2 offensichtlich, für n = 3 über-
schaubar, sofern die Sterne günstig und die richtigen Getränke in Reichweite
stehen. Bei größeren Werten muß man systematisch vorgehen. Ein entschei-
dender Moment ist erreicht, wenn nur noch die unterste (größte) Scheibe im
Start liegt und sich alle übrigen Scheiben im Zwischenlager befinden, geord-
net natürlich. Dann bewegen wir die größte Scheibe ins Ziel. Der Rest ist nur
noch, den Stapel vom Zwischenlager ins Ziel zu bewegen, eine Aufgabe, die
wir bereits beim Transport der n - 1 Scheiben vom Start ins Zwischenlager
bewältigt haben. Damit haben wir die Aufgabe von n auf n-1 Scheiben redu-
ziert. Das Rezept wiederholen wir, bis wir bei n = 2 angelangt sind. Wir erset-
zen also eine vom Umfang her nicht zu lösende Aufgabe durch eine gleicharti-
ge mit geringerem Umfang so lange, bis die Aufgabe einfach genug geworden

Seite 120
ist. Das Problem liegt darin, sich alle angefangenen, aber noch nicht zu En-
de gebrachten Teilaufgaben zu merken, aber dafür gibt es Computer. Mit der
Entdeckung eines Algorithmus, der mit Sicherheit und in kürzestmöglicher
Zeit zum Ziel führt, ist der Charakter des Spiels verloren gegangen, es ist nur
noch ein Konzentrations- und Gedächtnistest. Beim Schach liegen die Ver-
hältnisse anders.
Dieses Progrämmle haben wir ausführlich erklärt, weil Rekursionen für
manchen Leser ungewohnt sind. Versuchen Sie, die Aufgabe ohne Rekursi-
on zu lösen (nicht alle Programmiersprachen kennen die Rekursion) und su-
chen Sie mal im WWW nach Towers of Hanoi und recurs und ihren deutschen
Übersetzungen.
Eine Shellfunktion wird von der aktuellen Shell ausgeführt und teilt da-
her Variable und die weitere Umgebung mit dieser. Der Aufruf eines Shell-
skripts anstelle einer Funktion führt zur Erzeugung einer Subshell mit ei-
genem Leben. Im Gegensatz zu einem Punkt-Skript kann eine Shellfunktion
Positionsparameter speichern und lokale Variable verwenden. Die drei Wege,
aus einem Shellskript ein Programmmodul aufzurufen, unterscheiden sich
deutlich in ihren Arbeitsbedingungen. Vermutlich ist die Shellfunktion am
einfachsten zu überschauen.
Beim Anmelden werden automatisch zwei Shellskripts ausgeführt, die Sie
sich als Beispiele ansehen sollten: /etc/profile wird für jeden Benutzer
ausgeführt, das Skript .profile im Home-Verzeichnis für die meisten.
# /etc/profile $Revision: 64.2, modifiziert 02.10.90
# Default system-wide profile (/bin/ksh initialization)
# This should be kept to the minimum every user needs.
trap "" 1 2 3 # ignore HUP, INT, QUIT
PATH=/rbin:/usr/rbin: # default path
CDPATH=:..:$HOME
TZ=MEZ-1
TTY='/bin/tty' # TERM ermitteln
TN='/bin/basename $TTY'
TERM='/usr/bin/fgrep $TN /etc/ttytype | /usr/bin/cut -f1'
if [ -z "$TERM" ] # if term is not set,
then
TERM=vt100 # default terminal type
fi
TMOUT=500
LINES=24 # fuer tn3270
PS1="mvmhp " # Prompt
GNUTERM=hp2623A # fuer gnuplot
HOSTALIASES=/etc/hostaliases

Seite 121
export PATH CDPATH TZ TERM TMOUT LINES PS1
export GNUTERM HOSTALIASES
# initialisiere Terminal gemaess TERMINFO-Beschreibung
/usr/bin/tset -s
# set erase to ^H , kill to ^X , intr to ^C, eof to ^D
/bin/stty erase "^H" kill "^X" intr "^C" eof "^D"
# Set up shell environment
trap clear 0
# Background-Jobs immer mit nice und andere Optionen
set -o bgnice -o ignoreeof
# Schirm putzen und Begruessung
/usr/rbin/clear
print " * Willkommen .... * "
if [ $TN = "tty2p4" ] # Modem
then
print
/usr/local/bin/speed
fi
if [ $LOGNAME != root -a $LOGNAME != adm ]
then
print
if [ -f /etc/motd ]
then
/bin/cat /etc/motd # message of the day.
fi
if [ -f /usr/bin/news ]
then /usr/bin/news # display news.
fi
print "\nHeute ist '/rbin/zeit'"
if [ -r $HOME/.logdat -a -w $HOME/.logdat ]
then
print "Letzte Anmeldung \c"; /bin/cat $HOME/.logdat
fi
/bin/zeit > $HOME/.logdat

Seite 122
print "\nIhr Home-Directory $HOME belegt \c"
DU='/bin/du -s $HOME | /usr/bin/cut -f1'
print "'/bin/expr $DU / 2' Kilobyte.\n"
unset DU
/bin/sleep 4
/usr/bin/elm -azK
print
fi
cd
umask 077
/bin/mesg y 2>/dev/null
/usr/rbin/clear
if [ $LOGNAME != gast ]
then
print y | /bin/ln /mnt/.profile $HOME/.profile 2>/dev/null
/bin/ln /mnt/.exrc $HOME/.exrc 2>/dev/null
fi
trap 1 2 3 # leave defaults in environment
Quelle 2.16 : Shellskript /etc/profile
Das Shellskript .profile in den Home-Verzeichnissen dient persönlichen
Anpassungen. Auf unserem System wird es allerdings vom System-Manager
verwaltet, da es einige wichtige Informationen enthält, die der Benutzer nicht
ändern soll. Die Datei .logdat speichert den Zeitpunkt der Anmeldung, so-
dass man bei einer erneuten Anmeldung feststellen kann, wann die vorherige
Anmeldung stattgefunden hat, eine Sicherheitsmaßnahme.
# .profile zum Linken/Kopieren in die HOME-Directories
# ausser gast und dergleichen. 1993-02-16
EDITOR=vi
FCEDIT=vi
TMOUT=1000
PATH=/bin:/usr/bin:/usr/local/bin:$HOME/bin::
# PS1="mvmhp> " # Prompt
# PS1='${PWD#$HOME/}> '
PS1='${PWD##*/}> '
export FCEDIT PATH PS1

Seite 123
alias h='fc -l'
if [ -f .autox ]
then
. .autox
fi
Quelle 2.17 : Shellskript /etc/.profile
In dem obigen Beispiel /etc/.profile wird ein weiteres Skript namens
.autox mit einem vorangestellten und durch einen Zwischenraum (Space)
abgetrennten Punkt aufgerufen. Dieser Punkt ist ein Shell-Kommando und
hat nichts mit dem Punkt von .autox oder .profile zu tun. Als Argu-
ment übernimmt der Punktbefehl den Namen eines Shellskripts. Er bewirkt,
daß das Shellskript nicht von einer Subshell ausgeführt wird, sondern von
der Shell, die den Punktbefehl entgegennimmt. Damit ist es möglich, in dem
Shellskript beispielsweise Variable mit Wirkung für die derzeitige Shell zu
setzen, was in einer Subshell wegen der Unmöglichkeit der Vererbung von
Kinderprozessen rückwärts auf den Elternprozess nicht geht. Ein mit dem
Punkt-Befehl aufgerufenes Shellskript wird als Punktskript bezeichnet, ob-
wohl der Aufruf das Entscheidende ist, nicht das Skript.
Für den Prompt stehen in .profile drei Möglichkeiten zur Wahl. Die
erste setzt den Prompt auf einen festen String, den Netznamen der Maschi-
ne. Die zweite verwendet den Namen des aktuellen Verzeichnisses, verkürzt
um den Namen des Home-Verzeichnisses. Die dritte, nicht auskommentierte
zeigt den Namen des Arbeits-Verzeichnisses ohne die übergeordneten Ver-
zeichnisse an.
Das waren einige Shellskripts, die vor Augen führen sollten, was die Shell
leistet. Der Umfang der Shellsprache ist damit noch lange nicht erschöpft.
Die Möglichkeiten von Shellskripts voll auszunutzen erfordert eine längere
Übung. Die Betonung liegt auf voll, einfache Shellskripts schreibt man schon
nach wenigen Minuten Üben.
Wir haben uns vorstehend mit der Korn-Shell ksh(1) befaßt, die man
heute als die Standardshell ansehen kann (Protest von Seiten der csh(1)-
Anhänger). Verwenden Sie die Shell, die auf Ihrer Anlage üblich ist, im Zwei-
felsfall die Bourne-Shell sh(1) oder die Bourne-again-Shell bash(1), und
wechseln Sie auf eine leistungsfähigere Shell, wenn Sie an die Grenzen Ihrer
Shell stoßen. Die Bourne-Shell kennengelernt zu haben, ist auf keinen Fall
verkehrt.
2.5.3 Noch eine Skriptsprache: Perl
Perl
Fussnote: Nicht zu verwechseln mit Pearl = Process and Experi-
ment Automation Real-Time Language. Ende Fussnote
ist eine Alternative zur Shell als Skriptsprache (nicht als interaktiver Kom-
mandointerpreter) und vereint Züge von sh(1), awk(1), sed(1) und der

Seite 124
Programmiersprache C. Sie wurde von Larry Wall entwickelt und ist opti-
miert für Textverarbeitung und Systemverwaltung. Perl-Interpreter sind im
Netz frei unter der GNU General Public License verfügbar. Einzelheiten sind
einem Buch oder der man-Seite (eher schon ein man-Booklet) zu entnehmen,
hier wollen wir uns nur an zwei kleinen Beispielen eine Vorstellung von Perl
verschaffen. Dazu verwenden wir das in Perl umgeschriebene Shellskript zur
Berechnung von Primzahlen.
#!/usr/local/bin/perl
# perl-Script zur Berechnung von Primzahlen
$ende = 10000; # groesste Zahl
$z = 5; # aktuelle Zahl
$i = 1; # Index von p
@p = (2, 3); # Array der Primzahlen
$n = 2; # Anzahl der Primzahlen
while ($z <= $ende) {
if ($z % @p[$i] == 0) { # z teilbar
$z = $z + 2;
$i = 1;
}
else { # z nicht teilbar
if (@p[$i] * @p[$i] <= $z) {
$i++;
}
else {
@p[$n] = $z;
$n++;
$z = $z + 2;
$i = 1;
}
}
}
# Ausgabe des Arrays
$i = 0;
while ($i < $n) {
print(@p[$i++], "\n");
}
print("Anzahl: ", $n, "\n");
Quelle 2.18 : Perlskript zur Berechnung von Primzahlen
Man erkennt, daß die Struktur des Skripts gleich geblieben ist. Die Unter-
schiede rühren von syntaktischen Feinheiten her:
? Die erste Zeile muß wie angegeben den Perl-Interpreter verlangen. Sie
wird Shebang-Zeile genannt, zusammengezogen aus sharp und bang.

Seite 125
? Die Namen von Variablen beginnen mit Dollar, Buchstabe.
? Die Namen von Arrays beginnen mit dem at-Zeichen (Klammeraffe).
? Die Kontrollanweisungen erinnern an C, allerdings muß der Anwei-
sungsteil in geschweiften Klammern stehen, selbst wenn er leer ist.
? Zur Ausgabe auf stdout wird eine Funktion print() verwendet.
Der Perl-Interpreter unterliegt nicht den engen Grenzen des Zahlenbereiches
und der Arraygröße der Shell. Die Stellenzahl der größten ganzen Zahl ist
maschinenabhängig und entspricht ungefähr der Anzahl der gültigen Stellen
einer Gleitkommazahl. Zum Perl-Paket gehören auch Konverter für awk(1)-
und sed(1)-Skripts, allerdings bringt das Konvertieren von Hand elegantere
Ergebnisse hervor.
Im zweiten Beispiel soll aus dem Katalog einer Institutsbibliothek die An-
zahl der Bücher ermittelt werden. Zu jedem Schriftwerk gehört eine Zeile im
Katalog, jede Zeile enthält ein Feld zur Art des Werkes: "BUC" heißt Buch,
"DIP" Diplomarbeit, "ZEI" Zeitschrift. Das Perlskript verwendet ein assozia-
tives Array, dessen Elemente als Index nicht Ganzzahlen, sondern beliebi-
ge Strings gebrauchen. Über die Anordnung der Elemente im Array braucht
man sich keine Gedanken zu machen. Das Perlskript:
#!/usr/local/bin/perl
# perl-Script zum Zaehlen in Buecherliste
# Verwendung eines assoziativen Arrays
%anzahl = ("BUC", 0, "ZEI", 0, "DIP", 0);
# Leseschleife
while ($input = <STDIN>) {
while ($input =~ /BUC|ZEI|DIP/g) {
$anzahl{$&} += 1;
}
}
# Ausgabe
foreach $item (keys(%anzahl)) {
print("$item: $anzahl{$item}\n");
}
Quelle 2.19 : Perlskript zur Ermittlung der Anzahl der Bücher usw. in einem
Katalog
In der ersten ausführbaren Zeile wird ein assoziatives Array namens
%anzahl mit drei Elementen definiert und initialisiert. Die äußere while-
Schleife liest Zeilen von stdin, per Umlenkung mit dem Katalog verbunden.
Die innere while-Schleife zählt das jeweilige Element des Arrays um 1 hoch,
jedesmal wenn in der aktuellen Zeile ein Substring "BUC" oder "ZEI" oder

Seite 126
"DIP" gefunden wird. Die Perl-Variable $& enthält den gefundenen Substring
und wird deshalb als Index ausgenutzt. Die foreach-Schleife zur Ausga-
be gleicht der gleichnamigen Schleife der C-Shell oder der for-Schleife der
Bourne-Shell.
Was man mit Shell- oder Perlskripts macht, läßt sich auch mit Program-
men -- vorzugsweise in C/C++ -- erreichen. Was ist besser? Ein Skript ist
schnell geschrieben oder geändert, braucht nicht kompiliert zu werden (weil
es interpretiert wird), läuft aber langsamer als ein Programm. Ein Skript eig-
net sich daher für kleine bis mittlere Aufgaben zur Textverarbeitung oder
Systemverwaltung, wobei Perl mehr kann als eine Shell. Für umfangreiche
Rechnungen (Datenstrukturen, Algorithmen) oder falls die Laufzeit entschei-
det, ist ein kompiliertes Programm besser. Oft schreibt man auch zunächst ein
Skript, probiert es eine Zeitlang aus und ersetzt es dann durch ein Programm.
Gelegentlich spielt die Portierbarkeit auf andere Betriebssysteme eine Rolle.
Ein UNIX-Shellskript läuft nur auf Systemen, auf denen eine UNIX-Shell
verfügbar ist, Perl setzt den Perl-Interpreter voraus, ein C-Programm läuft
auf jedem System, für das ein C-Compiler zur Verfügung steht.
John K. Ousterhout, der Vater der Skriptsprache Tcl, führt in einer Ver-
öffentlichung von 1998 neun Kriterien zur Entscheidung zwischen Sprachen
wie C/C++ oder FORTRAN einerseits und Skriptsprachen wie Tcl oder Perl
andererseits an:
? Für Skriptsprachen:
-- Die Anwendung verbindet vorgefertigte Komponenten miteinander,
-- die Anwendung manipuliert eine Vielfalt von Dingen,
-- die Anwendung beinhaltet eine grafische Benutzer-Oberfläche,
-- die Anwendung arbeitet viel mit Strings,
-- die Funktionalität der Anwendung entwickelt sich rasch weiter,
-- die Anwendung soll erweiterbar sein,
? für Systemprogrammiersprachen (wie er sie nennt):
-- die Anwendung benötigt komplexe Algorithmen oder Datenstruk-
turen,
-- die Anwendung verarbeitet große Datenmengen, Geschwindigkeit
spielt eine Rolle,
-- die Funktionalität der Anwendung ist sauber definiert und ändert
sich nur allmählich.
Zum Glück schließen sich die beiden Sprachtypen nicht gegenseitig aus, son-
dern ergänzen sich. Wer beide beherrscht, dem steht eine mächtige Program-
mierumgebung für alle Zwecke zur Verfügung. Und schließlich hat man auch
seine Gewohnheiten.

Seite 127
2.5.4 Begriffe Shells
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Kommando-Interpreter, Shell
? Metazeichen, Jokerzeichen, quoten
? Shell-Skript, Perl-Skript
? stdin, stdout, stderr
? Umgebung
? Umlenkung
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? alias
? set
? echo, print
2.5.5 Memo Shells
? Die Shell -- ein umfangreiches Programm -- ist der Gesprächspartner
(interaktiver Kommandointerpreter) in einer Sitzung. Es gibt mehrere
Shells zur Auswahl, die sich in Einzelheiten unterscheiden.
? Die Shell faßt jede Eingabe als Kommando (internes Kommando oder
externes Kommando = Shellskript oder Programm) auf.
? Die Shell stellt für die Sitzung eine Umgebung bereit, die eine Reihe von
Werten (Strings) enthält, die von Shellskripts und anderen Programmen
benutzt werden.
? Die Shell ist zweitens ein Interpreter für Shellskripts, eine Art von Pro-
grammen, die nicht kompiliert werden. Shellskripts können alles außer
Gleitkomma-Arithmetik.
? Perl ist eine Skriptsprache alternativ zur Shell als Sprache, nicht als in-
teraktiver Kommandointerpreter. Sie setzt den Perl-Interpreter voraus.
2.5.6 Übung Shells
Melden Sie sich -- wie inzwischen gewohnt -- unter Ihrem Benutzernamen an.
Die folgende Sitzung läuft mit der der Korn-Shell. Die Shells sind umfangrei-
che Programme mit vielen Möglichkeiten, wir kratzen hier nur ein bißchen
an der Oberfläche.
set (Umgebung anzeigen)
PS1="zz " (Prompt aendern)
NEU=Unsinn (neue Variable setzen)
set
pwd (Arbeits-Verzeichnis?)

Seite 128
print Mein Arbeits-Verzeichnis ist pwd
(Satz auf Bildschirm schreiben)
print Mein Arbeits-Verzeichnis ist 'pwd'
(Kommando-Substitution)
print Mein Home-Verzeichnis ist $HOME
(Shell-Variable aus Environment)
more /etc/profile(Shellskript anschauen)
more .profile
Schreiben Sie mit dem Editor vi(1) in Ihr Home-Verzeichnis eine Datei
namens .autox mit folgendem Inhalt:
PS1="KA "
trap "print Auf Wiedersehen!" 0
/usr/bin/clear
print
/usr/bin/banner " UNIX"
und schreiben Sie in Ihre Datei .profile folgende Zeilen:
if [ -f .autox ]
then
. .autox
fi (Die Spaces und Punkte sind wichtig. Die Zeilen
rufen die Datei .autox auf, falls sie existiert.
Wenn das funktioniert, richten Sie in .autox einige Aliases nach
dem Muster von Abschnitt 2.5.1.1 Kommandointerpreter auf Seite 99 ein.
Was passiert, wenn in .autox das Kommando exit vorkommt?
Schreiben Sie ein Shellskript namens showparm nach dem Muster
aus dem vorigen Abschnitt und variieren es. Rufen Sie showparm mit
verschiedenen Argumenten auf, z. B. showparm eins zwei drei.
2.5.7 Fragen Shells
? Welche beiden Aufgaben hat eine Shell?
? Welche beiden Shellfamilien gibt es unter UNIX?
? Wie sieht eine Kommdozeile aus?
? Was macht die Shell mit einer Eingabe?
? Was sind Jokerzeichen in Dateinamen?
? Was sind Metazeichen? Was heißt quoten?
? Woraus besteht die Umgebung einer Sitzung?
? Was ist eine Umlenkung?
? Was ist ein Skript?
? Was sind Positionsparameter?

Seite 129
? Was kann man mit Shellskripts nicht machen?
? Erklären Sie einige einfache Shellskripts.
? Welche Vor- und Nachteile haben Shellskripts im Vergleich mit kompi-
lierten Programmen?
? Was ist ein Perlskript? Welche Software setzt es voraus?
2.6 Benutzeroberflächen
2.6.1 Lokale Benutzeroberflächen
2.6.1.1 Kommandozeile
Unter einer Benutzer-Oberfläche (user interface) versteht man nicht die
Haut, aus der man nicht heraus kann, sondern die Art, wie sich ein Termi-
nal (Bildschirm, Tastatur, Maus) dem Benutzer darstellt, wie es ausschaut
(look) und wie es auf Eingaben reagiert (feel). Lokal bedeutet nicht-netzfähig,
beschränkt auf einen Computer -- im Gegensatz zum X Window System.
Im einfachsten Fall tippt man seine Kommandos zeilenweise ein, sie wer-
den auf dem alphanumerischen Bildschirm ge-echot und nach dem Drücken
der Return-Taste ausgeführt. Die Ausgabe des Systems erfolgt ebenfalls auf
den Bildschirm, Zeile für Zeile nacheinander.
Diese Art der Ein- und Ausgabe heißt Kommandozeile. Sie stellt die ge-
ringsten Anforderungen an Hard- und Software und ist mit Einschränkungen
sogar auf druckenden Terminals (ohne Bildschirm) möglich. Vom Benutzer
verlangt sie die Kenntnis der einzugebenden Kommandos und das zielsichere
Landen auf den richtigen Tasten. Die Programme bieten einfache Hilfen an,
die üblicherweise durch die Tasten h (wie help), ? oder die Funktionstaste F1
aufgerufen werden. Die Kommandozeile ist auch heute noch nicht überflüs-
sig, sondern immer noch der einzige Weg, auf dem man jedes Kommando mit
jeder Option erreicht.
Bei UNIX-Kommandos ist es eine gute Gepflogenheit, daß sie -- fehlerhaft
aufgerufen -- einen Hinweis zum richtigen Gebrauch (Usage) geben. Probieren
Sie folgende fehlerhafte Eingaben aus, auch mit anderen Kommandos:
who -x
who -?
who --help
Die leicht gekürzte Antwort sieht so aus:
who: illegal option -- x
Usage: who [-rbtpludAasHTqRm] [am i] [utmp_like_file]
r run level
b boot time
t time changes

Seite 130
p processes other than getty or users
l login processes
u useful information
Schreibt man selbst Werkzeuge, sollte man wenigstens diese Hilfe einbauen.
Eine zusätzliche man-Seite wäre die Krone.
2.6.1.2 Menüs
Ein erster Schritt in Richtung Benutzerfreundlichkeit ist die Verwendung von
Menüs. Die erlaubten Eingaben werden in Form einer Liste -- einem Menü --
angeboten, der Benutzer wählt durch Eintippen eines Zeichens oder durch
entsprechende Positionierung des Cursors die gewünschte Eingabe aus. Der
Cursor wird mittels der Cursortasten oder einer Maus positioniert.
Menüs haben zwei Vorteile. Der Benutzer sieht, was erlaubt ist, und macht
bei der Eingabe kaum syntaktische Fehler. Nachteilig ist die beschränkte Grö-
ße der Menüs. Man kann nicht mehrere hundert UNIX-Kommandos mit je-
weils mehreren Optionen in ein Menü packen. Ein Ausweg -- in Grenzen --
sind Menü-Hierarchien, die auf höchstens drei Ebenen begrenzt werden soll-
ten, um übersichtlich zu bleiben. Einfache Menüs ohne Grafik und Mausun-
terstützung stellen ebenfalls nur geringe Anforderungen an Hard- und Soft-
ware. Ein typisches Einsatzgebiet von Menüs sind Büroanwendungen. Menüs
lassen sich nicht als Filter in einer Pipe verwenden, weil stdin innerhalb ei-
ner Pipe nicht mehr mit der Tastatur, sondern mit stdout des vorhergehen-
den Gliedes verbunden ist.
Für den ungeübten Benutzer sind Menüs eine große Hilfe, für den geübten
ein Hindernis. Deshalb sollte man zusätzlich zum Menü immer die unmittel-
bare Kommandozeilen-Eingabe zulassen. Zu den am häufigsten ausgewähl-
ten Punkten müssen kurze Wege führen. Man kann Defaults vorgeben, die
nur durch Betätigen der RETURN-Taste ohne weitere Zeichen aktiviert wer-
den. Solche abgekürzten Wege werden auch Shortcuts genannt.
Wir haben beispielsweise für die Druckerausgabe ein Menu namens p ge-
schrieben, das dem Benutzer unsere Möglichkeiten anbietet und aus seinen
Angaben das lp(1)-Kommando mit den entsprechenden Optionen zusam-
menbaut. Der Benutzer braucht diese gar nicht zu kennen. In ähnlicher Wei-
se verbergen wir den Dialog mit unserer Datenbank hinter Menus, die SQL-
Skripte aufrufen. Das Eingangsmenü für unsere Datenbank sieht so aus:
Oracle-Hauptmenue (1997-03-21 A)
=================
Bibliothek 1
Buchaltung 2
Personen 3
Projekte 4
Bitte Ziffer eingeben:
Nach Eingabe einer gültigen Ziffer gelangt man ins erste Untermenü usf.
Hinter dem Menu steckt ein Shellskript mit einer case-Anweisung, das letz-

Seite 131
ten Endes die entsprechenden Shell- und SQL-Skripte aufruft. Der Benutzer
braucht weder von der Shell noch von SQL etwas zu verstehen. Er bekommt
seine Daten nach Wunsch entweder auf den Bildschirm oder einen Drucker.
2.6.1.3 Zeichen-Fenster, curses
Bildschirme lassen sich in mehrere Ausschnitte aufteilen, die Fenster oder
Windows genannt werden. In der oberen Bildschirmhälfte beispielsweise
könnte man bei einem Benutzerdialog mittels write den eigenen Text dar-
stellen, in der unteren die Antworten des Gesprächspartners. Das UNIX-
Kommando write(1) arbeitet leider nicht so. Ein anderer Anwendungsfall
ist das Korrigieren (Debuggen) von Programmen. In der oberen Bildschirm-
hälfte steht der Quellcode, in der unteren die zugehörige Fehlermeldung.
Für den C-Programmierer stellt die curses(3)-Bibliothek Funktionen
zum Einrichten und Verwalten von monochromen, alphanumerischen Fens-
tern ohne Mausunterstützung zur Verfügung. Die curses(3) sind halt schon
etwas älter. Ein Beispiel findet sich im Skriptum Programmieren in C/C++.
Darüber hinaus gibt es weitere, kommerzielle Fenster- und Menübibliothe-
ken, vor allem im PC-Bereich. An die Hardware werden keine besonderen
Anforderungen gestellt, ein alphanumerischer Bildschirm mit der Möglich-
keit der Cursorpositionierung reicht aus.
Wer seinen Bildschirm mit Farbe und Maus gestalten will, greift zum X
Window System (X11) und seinen Bibliotheken. Das kann man auch lernen,
aber nicht in einer Viertelstunde.
2.6.1.4 Grafische Fenster
Im Xerox Palo Alto Research Center ist die Verwendung von Menüs und Fens-
tern weiterentwickelt worden zu einer grafischen Benutzeroberfläche (gra-
phical user interface, GUI), die die Arbeitsweise des Benutzers wesentlich
bestimmt. Diese grafische Fenstertechnik ist von Programmen wie SMALL-
TALK und Microsoft Windows sowie von Computerherstellern wie Apple
übernommen und verbreitet worden. Wer't mag, dei mag't, un wer't nich mag,
dei mag't jo woll nich mägen.
Ein klassisches UNIX-Terminal gestattet die Eröffnung genau einer Sit-
zung, deren Kontroll-Terminal es dann wird. Damit sind manche Benutzer
noch nicht ausgelastet. Sie stellen sich ein zweites und drittes Terminal auf
den Tisch und eröffnen auf diesen ebenfalls je eine Sitzung. Unter UNIX kön-
nen mehrere Sitzungen unter einem Benutzernamen gleichzeitig laufen. Die-
ses Vorgehen wird begrenzt durch die Tischfläche und die Anzahl der Ter-
minalanschlüsse. Also teilt man ein Terminal in mehrere virtuelle Terminals
auf, die Fenster oder Windows genannt werden, und eröffnet in jedem Window
eine Sitzung. Auf dem Bildschirm gehört jedes Fenster zu einer Sitzung, Tas-
tatur und Maus dagegen können nicht aufgeteilt werden und sind dem jeweils
aktiven Fenster zugeordnet. Die Fenster lassen sich vergrößern, verkleinern
und verschieben. Sie dürfen sich überlappen, wobei nur das vorderste Fenster
vollständig zu sehen ist. Wer viel mit Fenstern arbeitet, sollte den Bildschirm

Seite 132
nicht zu klein wählen, 17 Zoll Bildschirmdiagonale ist die untere Grenze. Ein
Schreibtisch hat eine Diagonale von 80 Zoll.
Was ein richtiger Power-User ist, der hat so viele Fenster gleichzeitig in
Betrieb, daß er für den Durchblick ein Werkzeug wie das Common Desktop
Environment (CDE) braucht, in der Linux-Welt eine Arbeitsumgebung wie
KDE oder GNOME. Diese setzen auf dem X Window System auf und teilen die
Fenster in vier oder mehr Gruppen (Arbeitsflächen, Desktops) ein, von denen
jeweils eine auf dem Schirm ist. Zwischen den Gruppen wird per Mausklick
umgeschaltet. Die Gruppen können beispielsweise
? Allgemeines
? Verwaltung
? Programmieren
? Internet
? Server A
? Server B
heißen und stellen virtuelle Schreibtische für die jeweiligen Arbeitsgebiete
dar. Man kann sich sehr an das Arbeiten mit solchen Umgebungen gewöhnen
und beispielsweise -- ohne es zu merken -- dasselbe Textfile gleichzeitig in
mehreren Fenstern oder Arbeitsflächen editieren. Ein gewisser Aufwand an
Hard- und Software (vor allem Arbeitsspeicher) steckt dahinter, aber sechs
Schreibtische sind ja auch was. Den anklickbaren Papierkorb gibt es gratis
dazu.
2.6.1.5 Multimediale Oberflächen
Der Mensch hat nicht nur Augen und Finger, sondern auch noch Ohren, ei-
ne Nase, ein Zunge und eine Stimme. Es liegt also nahe, zum Gedanken-
austausch mit dem Computer nicht nur den optischen und mechanischen
Übertragungsweg zu nutzen, sondern auch den akustischen und zumindest
in Richtung vom Computer zum Benutzer auch dessen Geruchssinn
Fussnote: Nachricht in Markt & Technik vom 31. März 1994: IBM
entwickelt künstliche Nase. Nachricht in der c't 21/1998: In der
Ohio State University erkennt eine elektronische Nase Käsesorten
am Geruch. Vielleicht fordert Sie ihr Computer demnächst auf, den
Kaffee etwas stärker anzusetzen. Ende Fussnote
. Letzteres wird seit altersher bei der ersten Inbetriebnahme elektronischer
Geräte aller Art gemacht (smoke test), weniger während des ordnungsgemä-
ßen Betriebes. Es gibt bereits Aroma-Diffusoren mit USB-Anschluss, die beim
Spielen mit Autorennen-Simulatoren den Duft von Benzin und Gummi ver-
breiten könnten (c't Nr. 21/2004, S. 70). Der akustische Weg wird in beiden
Richtungen vor allem in solchen Fällen genutzt, in denen Augen oder Finger
anderweitig beschäftigt sind (Fotolabor, Operationssaal) oder fehlen. In den

Seite 133
nächsten Jahren wird die Akustik an Bedeutung gewinnen. Über die Nut-
zung des Geschmackssinnes wird noch nachgedacht (wie soll das Terminal
aussehen bzw. ausschmecken?).
Im Ernst: unter einer multimedialen Oberfläche versteht man bewegte
Grafiken plus Ton, digitales Kino mit Dialog sozusagen. Der Computer gibt
nicht nur eine dürre Fehlermeldung auf den Bildschirm aus, sondern läßt da-
zu That ain't right mit Fats Waller am Piano ertönen. Lesen Sie Ihre Email,
singt im Hintergrund Ella Fitzgerald Email special. Umgekehrt beantworten
Sie die Frage des vi(1), ob er ohne Zurückschreiben aussteigen soll, nicht
knapp und bündig mit einem Ausrufezeichen, sondern singen wie Edith Piaf
Je ne regrette rien. Der Blue Screen von Microsoft Windows läßt sich leichter
ertragen, wenn dazu Louis Armstrong sein Blueberry Hill tutet und gurgelt.
Die eintönige Arbeit am Terminal entwickelt sich so zu einem anspruchsvol-
len kulturellen Happening. Die Zukunft liegt bei multisensorischen Schnitt-
stellen, die mit Menschen auf zahlreichen kognitiven und physiologischen
Ebenen zusammenarbeiten (Originalton aus einem Prospekt).
2.6.1.6 Software für Behinderte
Das Thema Behinderte und Computer hat mehrere Seiten. An Behinderun-
gen kommen in Betracht:
? Behinderungen des Sehvermögens
? Behinderungen des Hörvermögens
? Behinderungen der körperlichen Beweglichkeit
? Beeinträchtigungen der Konzentrationsfähigkeit oder des Gedächtnis-
ses
Das Sehvermögen kann in vielerlei Hinsicht beeinträchtigt sein: mangeln-
de Sehschärfe, die nicht in jedem Fall durch Hilfsmittel (Brille) korrigiert
werden kann, Farbsehschwächen -- insbesondere die bei Männern verbreitete
Rot-Grün-Schwäche -- Probleme mit Lichtkontrasten oder schnell bewegten
Bildern bis hin zu völliger Blindheit. Jeder, der lange genug lebt, stellt ein
Nachlassen seines Sehvermögens fest. Für das Hörvermögen gilt im Prinzip
dasselbe, nur spielt das Hören für die Arbeit am Computer keine so bedeu-
tende Rolle.
Bei Einschränkungen der Beweglichkeit ist zu unterscheiden zwischen
solchen, die die ganze Person betreffen (Rollstuhlfahrer), und Behinderun-
gen einzelner Gliedmaßen, vor allem der Arme und Hände. Man versuche
einmal, Tastatur und Maus oder Rollkugel mit dicken Fausthandschuhen zu
betätigen.
Die Benutzung eines Computers durch einen Behinderten erfordert eine
Anpassung der Hardware, insbesondere des Terminals, und Rücksicht seitens
der Software einschließlich der im Netz angebotenen Informationen (WWW
und andere Dienste). Andererseits kann ein Computer als Hilfsmittel bei der
Bewältigung alltäglicher Probleme dienen, zum Beispiel beim Telefonieren.
Ein bekannter behinderter Benutzer ist der Physiker Stephen Hawking, der
sich mit seiner Umwelt per Computer verständigt.

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Im Netz finden sich einige Server, die Software und Informationen für Be-
hinderte sammeln:
? ftp://ftp.th-darmstadt.de/pub/machines/
ms-dos/SimTel/msdos/
? ftp://ftp.tu-ilmenau.de/pub/msdos/CDROM1/
msdos/handicap/
? http://seidata.com/~marriage/rblind.html
sowie die Newsgruppen misc.handicap und de.soc.handicap, allerdings
mit mehr Fragen als Antworten. In der Universität Karlsruhe bemüht sich
das Studienzentrum für Sehgeschädigte, diesen das Studium der Informatik
zu erleichtern: http://szswww.ira.uka.de/.
Das Internet und darin besonders das World Wide Web spielen heute eine
gewichtige Rolle im Berufs- und Privatleben. Bei der Gestaltung von Fens-
tern, Webseiten und ähnlichen Informationen kann man mit wenig zusätz-
lichem Aufwand Behinderten das Leben erleichtern, ohne auf die neuesten
Errungenschaften von Grafik und HTML verzichten zu müssen. Auf Eng-
lisch lautet das Stichwort Accessible Design, übersetzt mit Zugänglichkeit
oder Barrierefreiheit. Hier nur ein paar Hinweise:
? Ein Blinder nimmt nur den Text wahr, und zwar zeilenweise. Grafiken
und Farbe existieren für ihn nicht.
? Sehschwache erkennen kleine Schrift fester Größe oder manche Farbun-
terschiede nicht.
? Für jedes Bild (IMG) ist eine Textalternative (ALT) anzugeben, die bei
nur schmückenden Bildern der leere String sein kann. Das Gleiche gilt
für Audio-Dateien, die auch nicht für jedermann hörbar sind. Ebenso
ist jeder Tabelle (TABLE) eine Zusammenfassung als Text (SUMMARY)
beizufügen.
? Nur seit längerem bekannte Standard-Tags verwenden. Die Vorlese-
Programme (Screen Reader) kommen mit Nicht-Standard-Tags und den
neuesten Errungenschaften von HTML noch nicht klar.
? Vermeiden Sie Rahmen (frames), wenn sie nicht erforderlich sind, oder
bieten Sie alternativ eine rahmenlose Variante Ihrer Seiten an.
? Die Vorlese-Programme sind meist auf eine bestimmte Sprache einge-
stellt, zum Beispiel Deutsch. Das Mischen von Sprachen irritiert den
Sehbehinderten erheblich und sollte soweit möglich unterbleiben.
Zugängliche Webseiten sind auch für Nicht-Behinderte unproblematisch.
2.6.2 X Window System (X11)
2.6.2.1 Zweck
Das unter UNIX verbreitete X Window System (nicht: Windows) ist ein
? grafisches,

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? hardware- und betriebssystem-unabhängiges,
? netzfähiges (verteiltes)
Fenstersystem, das am Massachusetts Institute of Technology (MIT) im Pro-
jekt Athena entwickelt wurde und frei verfügbar ist. Im Jahr 1988 wurde
die Version 11 Release 2 veröffentlicht. Heute wird es vom X Consortium be-
treut. Weitere korrekte Bezeichnungen sind X Version 11, X11 und X, gegen-
wärtig (2005) als sechstes Release X11R6. Eine freie Portierung auf Intel-
Prozessoren heißt XFree86.
Netzfähig bedeutet, daß die Berechnungen (die Client-Prozesse) auf einer
Maschine im Netz laufen können, während die Terminal-Ein- und -Ausgabe
(der Server-Prozess) über eine andere Maschine im Netz erfolgen (Client-
Server-Modell). Die gesamte Anwendung ist auf zwei Maschinen verteilt. Ein
Client ist ein Prozess, der irgendwelche Dienste verlangt, ein Server ein Pro-
zess, der Dienste leistet. Die Trennung einer Aufgabe in einen Client- und
einen Server-Teil erhöht die Flexibilität und ermöglicht das Arbeiten über
Netz. Man muß sich darüber klar sein, daß die Daten ohne zusätzliche Maß-
nahmen unverschlüsselt über das Netz gehen und abgehört werden können.
X11 enthält nur minimale Sicherheitsvorkehrungen. Der Preis für die Flexi-
bilität ist ein hoher Bedarf an Speicherkapazität und Prozessorzeit.
Die Leistungsfähigkeit von X11 in Verbindung mit Internet-Protokollen
(NSF) zeigt sich am Beispiel des Manuskriptes zu diesem Buch. Ich arbeite
auf einer HP-Workstation neben meinem Schreibtisch. Es versteht sich, daß
der zugehörige Bildschirm zur Oberklasse zählt. In meinem Alter braucht
man das. Die Dateien liegen auf einem Dateiserver mit reichlich Plattenka-
pazität unter Linux ein Stockwerk tiefer. Das Übersetzen der LaTeX-Dateien
bis hin zu PostScript erfolgt auf einem weiteren Linux-PC mit viel Prozessor-
leistung und Arbeitsspeicher. Das Ergebnis schaue ich mir mit xdvi(1) an,
das auf dem letztgenannten PC als X-Client läuft und meine HP-Workstation
als X-Server nutzt. Ein ahnungsloser Zuschauer könnte meinen, alles liefe
lokal auf der Workstation. Könnte es auch, aber der beschriebene Weg nutzt
die Ressourcen unseres Netzes besser.
X11 stellt die Funktionen bereit, um grafische Benutzeroberflächen zu ge-
stalten, legt aber die Art der Oberfläche nur in Grundzügen fest. Es ist ein
Fundament, um Oberflächen darauf aufzubauen. Die Einzelheiten der Ober-
fläche sind Sache besonderer Funktionsbibliotheken wie Motif bzw. Sache be-
stimmter Programme, der Window-Manager, die nicht immer Bestandteil von
X11 sind und teilweise auch Geld kosten. Der in X11 enthaltene Window-
Manager ist der Tab Window Manager twm(1), Hewlett-Packard fügt sei-
nen Systemen den Motif Window Manager mwm(1X) und den VUE Window
Manager vuewm(1) bei, unter Linux findet sich der Win95 Window Mana-
ger fvwm95(1), dessen Fenster an Microsoft Windows 95 erinnern. Das K
Desktop Environment (KDE) bringt den kwin(1) mit, GNOME Metacity.
Die X-Clients verwenden X11-Funktionen zur Ein- und Ausgabe, die in
umfangreichen Funktionsbibliotheken wie Xlib und Xtools verfügbar sind.
Es bleibt immer noch einiges an Programmierarbeit übrig, aber schließlich
arbeitet man unter X11 mit Farben, Fenstern, Mäusen und Symbolen, was

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es früher zu Zeiten der einfarbigen Kommandozeile nicht gab. Inzwischen
machen schon viele Anwendungsprogramme von den Möglichkeiten von X11
Gebrauch.
Hier steht die Abbildung X Window System
Der X-Server läuft als einziges Programm auf einem kleinen, spezialisier-
ten Computer, dem X-Terminal, oder als eines unter vielen auf einem UNIX-
Computer. Ein X-Server kann gleichzeitig mit mehreren X-Clients verkehren.
Mit X11 kann man auf dreierlei Weise zu tun bekommen:
? als Benutzer eines fertig eingerichteten X11-Systems (das gilt für wach-
sende Kreise von Linux/UNIX-Benutzern),
? als Systemverwalter, der X11 auf mehreren Netzknoten einrichtet,
? als Programmierer, der Programme schreibt, die unmittelbar im Pro-
grammcode von X11 Gebrauch machen, also nicht wie gewöhnli-
che Linux/UNIX-Programme in einer Terminal-Emulation (xterm(1),
hpterm(1X)) laufen.
Der Benutzer muss vor allem zwei Kommandos kennen. Auf der Maschine,
vor der er sitzt (wo seine Sitzung läuft, der X-Server), gibt er mit
xhost abcd
der fernen Maschine namens abcd (wo seine Anwendung läuft, der X-Client)
die Erlaubnis zum Zugriff. Das Kommando ohne Argument zeigt die augen-
blicklichen Einstellungen an. Die Antwort auf xhost(1) sollte beginnen mit
Access control enabled, andernfalls wäre es angebracht, mit seinem System-
verwalter über die Sicherheit von X11 zu diskutieren, Hinweise gibt es im
Netz. Auf der fernen Maschine abcd setzt man mit
export DISPLAY=efgh:0.0
die Umgebungsvariable DISPLAY auf den Namen efgh und die Fensternum-
mer 0.0 des X-Servers. Erst dann kann ein Client-Programm, eine Anwen-
dung über das Netz den X-Server als Terminal nutzen. Die Fensternummer
besteht aus Displaynummer und Screennummer und hat nur auf Maschinen
mit mehreren Terminals auch Werte größer null.
Abgesehen davon, daß die Daten unverschlüsselt über das Netz gehen und
mitgelesen werden können, bestehen weitere Sicherheitslücken bei X11, die
nur teilweise durch das Kommando xhost(1) geschlossen werden. Einen
Schritt weiter geht die Xauthority mit dem Kommando xauth(1), die zwi-
schen Client und Server eine Art von Schlüssel (MIT Magic Cookie) aus-
tauscht. Mittels des Kommandos:
xauth list
kann man sich die Schlüssel in der Datei $HOME/.Xauthority ansehen, mit-
tels der Pipe:
xauth extract - 'hostname':0.0 |
rexec clienthost xauth merge -

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wird ein Schlüssel zur fernen Maschine clienthost geschickt, möglicher-
weise über einen noch ungeschützten Kanal. Statt rexec(1) kann es auch
rsh(1) oder remsh(1) heißen. Bei Erfolg tauscht der Server nur noch Da-
ten mit dem betreffenden Client aus. Das Kommando xhost(1) erübrigt sich
dann, die DISPLAY-Variable ist beim Client nach wie vor zu setzen. Die Secu-
re Shell ssh(1) mit dem Kommando slogin(1) erledigt sämtliche Schritte
zum Aufbau einer sicheren Verbindung von Client und Server automatisch
und ist damit der einfachste Weg. Sie gehört allerdings nicht zur Standard-
ausrüstung von UNIX.
Hier steht die Abbildung X11 Screen Dump
Die Ausgabe eines Bildschirms oder Fensters in eine Datei oder auf einen
Drucker wird Screen Dump oder Bildschirmabzug genannt. Man braucht sol-
che Dumps gelegentlich für Vorträge oder Veröffentlichungen, siehe Abbil-
dung ?? auf Seite ??. Unter X11 schreibt eine Pipe aus den beiden Kom-
mandos xwd(1) und xpr(1) einen Dump im PostScript-Format in eine Datei
xdump.ps:
xwd | xpr -device ps -out xdump.ps &
Nach dem Aufruf der Pipe im Hintergrund muß man noch das zu dumpen-
de Fenster oder den Hintergrund anklicken, siehe die man-Seiten zu den bei-
den Kommandos. Das Kommando xgrab(1) leistet das Gleiche, ist jedoch nicht
überall verfügbar. Auch Grafik-Pakete wie gimp(1) oder xv(1) enthalten Werk-
zeuge zum Dumpen des Bildschirms, ebenso das K-Desktop-Environment un-
ter dem Menüpunkt ksnapshot.
Für den Programmierer stehen umfangreiche X11-Bibliotheken zur Ver-
fügung, das heißt X11-Funktionen zur Verwendung in eigenen Programmen,
so daß diese mit einem X-Server zusammenarbeiten. Die Xlib ist davon die
unterste, auf der weitere aufbauen.
Wer tiefer in X11 eindringen möchte, beginnt am besten mit man X,
geht dann zu http://www.camb.opengroup.org/tech/desktop/x/ ins
WWW und landet schließlich bei den ebenso zahl- wie umfangreichen Bän-
den des Verlages O'Reilly.
2.6.2.2 OSF/Motif
OSF/Motif von der Open Software Foundation ist ein Satz von Regeln zur
Gestaltung einer grafischen Benutzeroberfläche für X11, eine Bibliothek mit
Funktionen gemäß diesen Regeln sowie eine Sammlung daraus abgeleiteter
Programme. Die Open Software Foundation OSF ist ein Zusammenschluß
mehrerer Hersteller und Institute, die Software für UNIX-Anlagen herstel-
len. Motif ist heute in der kommerziellen UNIX-Welt die am weitesten ver-
breitete grafische Benutzeroberfläche und für viele Systeme verfügbar, leider
nicht kostenlos. Aber es gibt freie Nachbauten. Das Common Desktop Envi-
ronment (CDE), eine integrierte Benutzeroberfläche oder Arbeitsumgebung,
baut auf Motif auf. Unter Linux stellen das K Desktop Environment (KDE)
und das GNU Network Object Model Environment (GNOME) eine Alternati-
ve zu CDE dar.

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Hier steht die Abbildung OSF Motif Fenster
Programme, die Motif benutzen, stellen sich dem Benutzer in einheitlicher
Weise dar. Ihre Benutzung braucht man nur einmal zu lernen. Motif benötigt
eine Maus oder ein anderes Zeigegerät (pointing device). Die Maustasten ha-
ben drei Funktionen:
? select (linker Knopf),
? menu (mittlerer Knopf bzw. bei einer Maus mit zwei Tasten beide gleich-
zeitig),
? custom (rechter Knopf).
Durch Verschieben der Maus auf einer Unterlage bewegt man eine Marke
(Pointer, Cursor) auf dem Bildschirm. Die Marke nimmt je nach Umgebung
verschiedene Formen an: Kreuz, Pfeil, Sanduhr, Motorradfahrer usw. Zei-
gen (to point) heißt, die Marke auf ein Bildschirmobjekt zu bewegen. Unter
Klicken (to click) versteht man das kurze Betätigen einer Taste der ruhen-
den Maus. Zwei kurze Klicks unmittelbar nacheinander heißen Doppel-Klick
(double-click). Ziehen (to drag) bedeutet Bewegen der Maus mit gedrückter
Taste. In einigen Systemen lassen sich die Mauseingaben durch Tastaturein-
gaben ersetzen, aber das ist nur ein Behelf.
Falls das UNIX-System entsprechend konfiguriert ist, startet nach der An-
meldung automatisch X11 und darin wiederum der Motif Window Manager
mwm(1). Unter UNIX sind das Prozesse. Der Motif Window Manager erzeugt
standardmäßig zunächst einen Terminal-Emulator samt zugehörigem Fens-
ter auf dem Bildschirm. Dieses Fenster kann man seinen Wünschen anpas-
sen. Es besteht aus einer Kopfleiste (title bar), dem Rahmen (frame) und der
Fenster- oder Arbeitsfläche. Die Kopfleiste enthält links ein kleines Feld mit
einem Minuszeichen (menu button). Rechts finden wir ein Feld mit einem
winzigen Quadrat (minimize button) und ein Feld mit einem größeren Qua-
drat (maximize button) (Abbildung ?? auf Seite ??).
Ehe ein Fenster bzw. der mit ihm verbundene Prozeß Eingaben annimmt,
muß es durch Anklicken eines beliebigen Teils mit der Select-Maustaste ak-
tiviert oder selektiert werden. Dabei ändert sich die Rahmenfarbe. Gibt man
nun auf der Tastatur Zeichen ein, erscheinen sie im Fenster und gelangen
zum Computer. Man sagt auch, das Fenster habe den Fokus, oder genauer,
die Eingabe von der Tastatur sei auf das Fenster fokussiert. Es ist immer nur
ein Fenster aktiv. Ein Fenster wird deaktiviert, wenn ein anderes Fenster ak-
tiviert wird oder der Mauscursor das aktive Fenster verläßt.
Ein Fenster wird auf dem Bildschirm verschoben, indem man seine Kopf-
leiste mit der Select-Maustaste in die neue Position zieht. Nach Loslassen der
Taste verharrt das Fenster an der neuen Stelle. Die Größe eines Fenster wird
durch Ziehen einer Rahmenseite verändert. Zieht man eine Ecke, ändern sich
die beiden angrenzenden Seiten gleichzeitig.
Gelegentlich möchte man ein Fenster vorübergehend beiseite legen, ohne
es jedoch ganz zu löschen, weil mit ihm noch ein laufender Prozeß verbunden
ist. In diesem Fall klickt man mit der Select-Maustaste den Minimize-Button
an, und das Fenster verwandelt sich in ein Sinnbild, Symbol oder Icon. Das ist

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ein Rechteck von Briefmarkengröße am unteren Bildschirmrand. Der zugehö-
rige Prozeß läuft weiter, nimmt aber keine Eingaben von der Tastatur mehr
an. Icons lassen sich auf dem Bildschirm verschieben. Um aus dem Icon wie-
der ein Fenster zu machen, klickt man es doppelt mit der Select-Maustaste
an.
Durch Anklicken des Maximize-Buttons bringt man ein Fenster auf volle
Bildschirmgröße, so daß kein weiteres Fenster mehr zu sehen ist. Das emp-
fiehlt sich für längere Arbeiten in einem Fenster. Auf die vorherige Fens-
tergröße zurück kommt man durch nochmaliges Anklicken des Maximize-
Buttons.
Jetzt fehlt noch der Menü-Button. Klickt man ihn an, erscheint unter-
halb der Kopfleiste ein Menü (Pull-down-Menü) mit einigen Funktionen zur
Fenstergestaltung. Eine zur Zeit nicht verfügbare oder sinnlose Funktion er-
scheint grau.
2.6.3 Begriffe Oberflächen, X Window System
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? CDE, KDE, GNOME
? Fenster
? Desktop
? Umgebung
? Kommandozeile
? Menü
? OSF Motif
? Widget
? X Window System (X11), X-Server, X-Client
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? startx
? xterm
? xclock &
2.6.4 Memo Oberflächen, X Window System
? Die Oberfläche mit den geringsten Ansprüchen an das System ist die
Kommandozeile.
? Der erste Schritt in Richtung Benutzerfreundlichkeit sind Menus. Man
kann allerdings nicht alle Kommandos in Menus verpacken.
? Der nächste Schritt sind zeichenorientierte Fenster, wie sie mit Hilfe
der curses(3)-Funktionen geschrieben werden können. Dann kommen
grafische Fenster.

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? Das X Window System (X11) ist ein netzfähiges, hardwareunabhängi-
ges, grafisches Fenstersystem. Die Netzfähigkeit unterscheidet es von
anderen grafischen Fenstersystemen.
? Der X-Server sorgt für die Ein- und Ausgabe auf einem Terminal.
? X-Clients sind die Anwendungsprogramme.
? X-Server und X-Clients können auf verschiedenen Computern im Netz
laufen, aber auch auf demselben.
? Das Aussehen und Verhalten (look and feel) wird von dem X Window
Manager bestimmt. Es gibt verschiedene X Window Manager.
? Die Motif-Oberfläche (Motif-Widget-Bibliothek, Motif Window Manager)
hat sich in der UNIX-Welt durchgesetzt.
? Auf der Motif-Oberfläche baut das Common Desktop Environment
(CDE) auf, das zusätzliche Arbeitshilfen (Desktops) bietet.
? Unter Linux stellen das K Desktop Environment (KDE) und das GNU
Network Object Model Environment (GNOME) eine Alternative zu CDE
dar.
? Für Programmierer stehen umfangreiche X- und Motif-Bibliotheken zur
Verfügung.
2.6.5 Übung Oberflächen, X Window System
Die folgende Übung setzt in ihrem letzten Teil voraus, daß Sie an einem X-
Window-fähigen Terminal arbeiten, ein an einen seriellen Multiplexer ange-
schlossenes Terminal reicht nicht.
Melden Sie sich unter Ihrem Benutzernamen an. Der Verlauf der Sitzung
hängt davon ab, welche Möglichkeiten Ihr UNIX-System bietet. Wir beginnen
mit der Kommandozeilen-Eingabe:
who ?
help who
who -x
who -a
primes 0 100
factor 5040
Programme mit Menüs sind nicht standardmäßig in UNIX vorhanden. Wir
geben daher das Shellskript menu ein und verändern es. Insbesondere erset-
zen wir die Ausgabe der gewählten Ziffer durch den Aufruf eines Kommandos.
Um mit Fenstern und der curses(3)-Bibliothek arbeiten zu können,
müssen wir in C programmieren. Hierzu lässt sich ein Beispiel aus dem Skrip-
tum Programmieren in C/C++ heranziehen.
Das Arbeiten mit der Benutzeroberfläche OSF/Motif setzt voraus, daß die-
se eingerichtet ist. Auf vernetzten UNIX-Workstations ist das oft der Fall. In
der Regel startet Motif mit einer Terminalemulation, beispielsweise xterm

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oder hpterm. Geben Sie in diesem Fenster zunächst einige harmlose UNIX-
Kommandos ein.
Verschieben Sie das Fenster, indem Sie mit der Maus den Cursor in die
Titelleiste bringen und dann bei gedrückter linker Maustaste das Fenster be-
wegen (ziehen).
Verändern Sie die Größe des Fensters, indem Sie mit der Maus den Cursor
auf einen Rand bringen und dann bei gedrückter linker Maustaste den Rand
bewegen (ziehen).
Reduzieren Sie das Fenster, indem Sie mit der Maus den Cursor auf
den Minimize-Button (rechts oben) bringen und dann die linke Maustaste
drücken. Verschieben Sie das Icon. Stellen Sie das Fenster wieder her, in-
dem Sie den Cursor auf das Icon bringen und zweimal die linke Maustaste
drücken.
Bringen Sie das Fenster auf die maximale Größe, indem Sie den Cursor
auf den Menü-Button (links oben) bringen und dann mit gedrückter linker
Maustaste maximize wählen. Stellen Sie die ursprüngliche Größe durch er-
neute Anwahl von maximize (Menü oder Button) wieder her.
Erzeugen Sie ein zweites Fenster, indem Sie den Cursor aus dem ersten
Fenster herausbewegen und mit dem linken Mausknopf eine Terminalemu-
lation wählen. Bewegen Sie den Cursor abwechselnd in das erste und zweite
Fenster, klicken Sie links und achten Sie auf die Farbe der Rahmen.
Tippen Sie im aktiven Fenster
xterm -bg red -fg green -fn cr.12x20 &
ein. Nach Erscheinen eines Rahmens nochmals RETURN drücken. Die Optio-
nen bedeuten background, foreground und font. Warum muß das et-Zeichen
eingegeben werden? Tippen Sie
xclock &
ein und veschieben Sie die Uhr in eine Ecke.
Schließen Sie ein Fenster, indem Sie den Cursor auf den Menü-Button
bringen und mit gedrückter linker Maustaste close wählen. Verlassen Sie
Motif mit der Kombination control-shift-reset (System-Manager fra-
gen) und beenden Sie Ihre Sitzung mittels exit aus der Kommandozeile, wie
gewohnt.
2.6.6 Fragen Oberflächen, X Window System
? Was ist eine Benutzeroberfläche?
? Was ist eine Kommandozeile?
? Was ist ein Menue?
? Was ist ein Fenster?
? Was ist ein Desktop?
? Was bedeutet Multimedia im Zusammenhang mit Benutzeroberflächen?

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? Was ist das X Window System? Was unterscheidet es von anderen grafi-
schen Fenstersystemen?
? Wo läuft der X-Server, wo der X-Client?
? Was ist OSF/Motif? Alternativen?
? Was braucht man, wenn man Programme schreibt, die unter dem X Win-
dow System laufen sollen?
2.7 Writer's Workbench
Unter der Werkbank des Schreibers (Writer's Workbench) werden Werkzeu-
ge zur Textverarbeitung zusammengefasst. Linux/UNIX bietet eine Vielfalt
davon. Man darf jedoch nicht vergessen, dass Linux/UNIX keine Büroumge-
bung, sondern ein Betriebssystem ist.
2.7.1 Zeichensätze und Fonts (oder die Umlaut-Frage)
2.7.1.1 Zeichensätze
Wenn es um Texte geht, muss man sich leider zuerst mit dem Problem der
Zeichensätze (character set, data code, code de caractère) herumschlagen. Das
hat nichts mit UNIX zu tun, sondern tritt unter allen Systemen auf.
Der Rechner kennt nur Bits. Die Bedeutung erhalten die Bits durch die
Programme. Ob eine Bitfolge in der Menschenwelt eine Zahl, ein Zeichen oder
einen Schnörkel darstellt, entscheidet die Software. Um mit Texten zu arbei-
ten, muss daher ein Zeichensatz vereinbart werden. Dieser besteht aus einer
zunächst ungeordneten Menge von Zeichen (character), auch Répertoire oder
Zeichenvorrat genannt, die nur besagt, welche Zeichen bekannt sind. Zu dem
Zeichenvorrat gehören bei europäischen Sprachen:
? Kleine und große Buchstaben, auch mit Akzenten usw.,
? Ziffern,
? Satzzeichen,
? Symbole: aus der Mathematik, Euro-Symbol, Klammeraffe,
? Zwischenraum (Space), Tabulator (sogenannte Whitespaces),
? Steuerzeichen wie Seitenwechsel (Form Feed), Backspace.
In einem zweiten Schritt wird die Menge geordnet, jedem Zeichen wird eine
Position (code position, code point) zugewiesen. Naheliegend ist eine mit null
beginnende Numerierung. Die geordnete Menge ist der Zeichensatz. Bekannt
ist die Zeichensatztabelle Nr. 850 aus der DOS-Welt, in der 256 Zeichen den
hexadezimalen Zahlen von 00 bis FE zugeordnet werden. Wir wissen aber
noch nicht, wie die Zeichen im Rechner und auf dem Bildschirm oder auf
Papier dargestellt werden.

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Die Zeichencodierung (character encoding) legt fest, wie eine Folge von
Zeichen in eine Folge von Bytes umzuwandeln ist, und umgekehrt. Im ein-
fachsten Fall wird die vorzeichenlose, ganzzahlige Positionsnummer als Code
für ein Zeichen genommen.
Dann stellt sich die Frage, wie solche Zahlen im Rechner dargestellt wer-
den. Der häufigste Fall ist eine Darstellung als duale Zahl mit sieben, acht
oder mehr Bits. Es geht auch komplizierter, vor allem wenn internationale
oder nicht-lateinische Zeichensätze zu codieren sind. Wir kommen so zur Co-
detafel. In der linken Spalte stehen die Zeichen, in der rechten die Bits (oder
umgekehrt). Mit diesem Schritt ist die rechnerinterne Darstellung der Zei-
chen festgelegt, aber noch nicht deren Aussehen auf Schirm oder Papier, die
Glyphen.
Zu Zeiten, als Bits noch knapp und teuer waren, haben die Yankees
Fussnote: Yankee im weiteren, außerhalb der USA gebräuchlichen
Sinne als Einwohner der USA. Die Yankees im weiteren Sinne ver-
stehen unter Yankee nur die Bewohner des Nordostens der USA.
Ende Fussnote
eine Codetafel (Tabelle) aufgestellt, in der die ihnen bekannten Buchstaben,
Ziffern und Satzzeichen zuzüglich einiger Steueranweisungen wie Zeilen- und
Seitenvorschub mit sieben Bits dargestellt werden. Das war Sparsamkeit am
falschen Platz. Mit sieben Bits Breite unterscheide ich 27 = 128 Zeichen, nu-
meriert von 0 bis 127. Diese Codetafel ist unter dem Namen American Stan-
dard Code for Information Interchange ASCII weit verbreitet. Genau heißt
sie 7-bit-US-ASCII. Jeder Rechner kennt sie.
Die ersten 32 Zeichen der ASCII-Tafel dienen der Steuerung der Ausga-
begeräte, es sind unsichtbare Zeichen. Ein Beispiel für Steuerzeichen ist das
ASCII-Zeichen Nr. 12, Form Feed, das einen Drucker zum Einziehen eines
Blattes Papier veranlasst. Auf der Tastatur werden sie entweder in Form ih-
rer Nummer oder mit gleichzeitig gedrückter control-Taste erzeugt. Die Zif-
fern 0 bis 9 tragen die Nummern 48 bis 57, die Großbuchstaben die Num-
mern 65 bis 90. Die Kleinbuchstaben haben um 32 höhere Nummern als die
zugehörigen Großbuchstaben. Der Rest sind Satzzeichen. Im Anhang ist die
ASCII-Tafel samt einigen weiteren Tafeln wiedergegeben.
Textausgabegeräte wie Bildschirme oder Drucker erhalten vom Rechner
die ASCII-Nummer eines Zeichens und setzen diese mithilfe einer fest ein-
gebauten Software in das entsprechende Zeichen um. So wird beispielsweise
die ASCII-Nr. 100 in den Buchstaben d umgesetzt. Die Ausgabe der Zahl 100
erfordert das Abschicken der ASCII-Nr. 49, 48, 48.
Die US-ASCII-Tafel enthält nicht die deutschen Umlaute und andere eu-
ropäische Absonderlichkeiten. Es gibt einen Ausweg aus dieser Klemme, lei-
der sogar mehrere. Bleibt man bei den sieben Bits, muss man einige nicht
unbedingt benötigte US-ASCII-Zeichen durch nationale Sonderzeichen erset-
zen. Für deutsche Zeichen ist eine Ersetzung gemäß Anhang B.2 German
ASCII auf Seite 306 üblich. Für Frankreich oder Schweden lautet die Erset-
zung anders. Diese Ersatztafel liegt nicht im Rechner, sondern im Ausgabe-
gerät, das die Umsetzung der ASCII-Nummern in Zeichen vornimmt. Des-

Seite 144
halb kann ein entsprechend ausgestatteter Bildschirm oder Drucker dieselbe
Textdatei einmal mit amerikanischen ASCII-Zeichen ausgeben, ein andermal
mit deutschen ASCII-Zeichen. Werden bei Ein- und Ausgabe unterschiedliche
Zeichensätze verwendet, gibt es Zeichensalat. Andersherum gesagt: Wenn ich
einen Text ausgebe, muss ich die Codetafel der Eingabe kennen.
Spendiert man ein Bit mehr, so lassen sich 28 = 256 Zeichen darstellen.
Das ist der bessere Weg. Hewlett-Packard hat die nationalen Sonderzeichen
den Nummern 128 bis 255 zugeordnet und so den Zeichensatz ROMAN8 ge-
schaffen, dessen untere Hälfte mit dem US-ASCII-Zeichensatz identisch ist.
Das hat den Vorzug, dass reine US-ASCII-Texte genau so verarbeitet werden
wie ROMAN8-Texte. Leider hat sich diese Codetafel nicht allgemein durchge-
setzt.
Die Firma IBM hat schon früh bei größeren Anlagen den Extended Binary
Coded Decimal Interchange Code EBCDIC mit acht Bits verwendet, der aber
nirgends mit ASCII übereinstimmt. Hätte sich diese Codetafel statt ASCII
durchgesetzt, wäre uns Europäern einige Mühe erspart geblieben.
Die internationale Normen-Organisation ISO hat mehrere 8-bit-Zeichen-
sätze festgelegt, von denen einer unter dem Namen Latin-1 nach ISO 8859-
1 Verbreitung gewonnen hat, vor allem in weltweiten Netzdiensten. Seine
untere Hälfte ist wieder mit US-ASCII identisch, die obere enthält die Son-
derzeichen west- und mitteleuropäischer Sprachen. Polnische und tschechi-
sche Sonderzeichen sind in Latin-2 nach ISO 8859-2 enthalten, siehe Anhang
Latin-1 und Latin-2 ab Seite 308. Die Zeichensätze Latin-1 bis 4 sind auch im
Standard ECMA-94 beschrieben (ECMA = European Computer Manufactur-
ers Association). Kyrillische Zeichen sind in ISO 8859-5, griechische in ISO
8859-7 festgelegt (nicht als Latin-* bezeichnet; Latin-5 ist Türkisch nach ISO
8859-9).
Die Latin-Zeichensätze enthalten außer dem gewohnten Zwischenraum-
zeichen (space) ein in Textverarbeitungen oft benötigtes Zeichen für einen
Zwischenraum, bei dem kein Zeilenumbruch erfolgen darf (Latin-1 Nr. 160,
no-break space). In LaTeX wird hierfür die Tilde verwendet, in HTML die
Entity &nbsp;. Dieses Zeichen kommt beispielsweise zwischen Zahl und Maß-
einheit oder zwischen den Initialen eines Namens vor.
Bei ihren PCs schließlich wollte IBM außer nationalen Sonderzeichen
auch einige Halbgrafikzeichen wie Mondgesichter, Herzchen, Noten und Lini-
en unterbringen und schuf einen weiteren Zeichensatz IBM-PC, der in seinem
Kern mit ASCII übereinstimmt, ansonsten aber weder mit EBCDIC noch mit
ROMAN8.
Auch wenn die Ausgabegeräte 8-bit-Zeichensätze kennen, ist noch nicht
sicher, dass man die Sonderzeichen benutzen darf. Die Programme müs-
sen ebenfalls mitspielen. Der hergebrachte vi(1)-Editor, die curses(3)-
Bibliothek für Bildschirmfunktionen und einige Email-Programme verarbei-
ten nur 7-bit-Zeichen. Erst jüngere Versionen von UNIX mit Native Langua-
ge Support unterstützen 8-bit-Zeichensätze voll. Textverarbeitende Software,
die 8-bit-Zeichensätze verträgt, wird als 8-bit-clean bezeichnet. Bei Textüber-
tragungen zwischen Rechnern (Email) ist Misstrauen angebracht. Die Konse-

Seite 145
quenz heißt in kritischen Fällen Beschränkung auf 7-bit-US-ASCII, das funk-
tioniert überall.
Was macht man, wenn es zu viele Standards gibt? Man erfindet einen
neuen, der eine Obermenge der bisherigen ist. Das Unicode Consortium
(www.unicode.org/) arbeitet seit 1991 daran, einen Zeichensatz (Zeichen, Na-
men und Positionsnummer) zu definieren, der die Zeichen aller historischen,
gegenwärtigen und zukünftigen Schriftsprachen der Erde berücksichtigt.
Dieser Zeichensatz namens Unicode ist in ISO/IEC 10 646 genormt. Er reicht
für mehr als eine Million Zeichen.
Darüber hinaus legt der Unicode die Darstellung (Codierung) der Zeichen
im Verkehr der Rechner untereinander fest. Die Darstellung wird als Unicode
Transformation Format (UTF) bezeichnet; es gibt drei davon:
? UTF-32 (UCS-4) verwendet eine feste Anzahl von 32 Bits (4 Bytes) und
codiert damit bis zu 232 = 4294967296 Zeichen (Positionen). Der Bedarf
an Speicherplatz ist maximal. Kommt bei einigen UNIXen vor.
? UTF-8 verwendet 1 bis 4 Bytes nach Bedarf. Der Bedarf an Speicher-
platz ist minimal, dafür muss etwas mehr gerechnet werden. Im Web
verbreitet. Siehe auch RFC 2279.
? UTF-16 (UCS-2) ist ein Kompromiss zwischen UTF-8 und UTF-32, der
für die häufigeren Zeichen 2 Bytes (65 536 Positionen) und für die sel-
teneren ein Paar von UTF-16-Codes (4 Bytes) verwendet. Von Java und
MS Windows benutzt.
Die ASCII-Zeichen bleiben an den gewohnten Positionen, gleichzeitig kann
bei allen UTFs jedoch der vollständige Unicode-Zeichensatz benutzt werden.
UTF-7 nach RFC 1642 ist ein Zugeständnis an die Email-Standards, die
verlangen, dass Email nur mit 7 Bits codierte Zeichen enthalten darf. Die US-
ASCII-Zeichen bleiben unverändert, Zeichen auf höheren Positionen werden
durch ein Plus- und ein Minuszeichen eingerahmt nach UTF-16 und Base64
codiert.
Zur Umsetzung von Zeichen gibt es mehrere UNIX-Werkzeuge wie tr(1)
und sed(1). Das erstere ist auch ein Nothelfer, wenn man ein Zeichen in
einen Text einbauen möchte, das man nicht auf der Tastatur findet. Will man
beispielsweise den Namen Citroën richtig schreiben und sieht keine Möglich-
keit, das e mit dem Trema per Tastatur zu erzeugen, dann schreibt man Ci-
troXn und schickt den Text durch:
tr '\130' '\315' < text > text.neu
Die Zahlen sind die oktalen Positionen, hier im Zeichensatz HP-Roman8. Ein
C-Programm für diesen Zweck ist andererseits einfach:
/* Programm zum Umwandeln von bestimmten Zeichen eines
Zeichensatzes in Zeichen eines anderen Zeichensatzes,
hier ROMAN8 nach LaTeX. Als Filter (Pipe) einfuegen.
Zeichen werden durch ihre dezimale Nr. dargestellt. */
#include <stdio.h>

Seite 146
int main()
{
int c;
while ((c = getchar()) != EOF)
switch (c) {
case 189:
putchar(92);
putchar(83);
break;
case 204:
putchar(34);
putchar(97);
break;
.
.
.
case 219:
putchar(34);
putchar(85);
break;
case 222:
putchar(92);
putchar(51);
break;
default:
putchar(c);
}
}
Quelle 2.20 : C-Programm zur Zeichenumwandlung
Aus dem GNU-Projekt stammt ein Filter namens recode(1), dass etwa
hundert Codetafeln oder Zeichensätze ineinander umrechnet:
recode --help
recode -l
recode ascii-bs:EBCDIC-IBM textfile
Man beachte jedoch, dass beispielsweise ein HTML-Text, der mit ASCII-
Ersatzdarstellungen für die Umlaute (&auml; für a-Umlaut) geschrieben ist,
bei Umwandlung nach ASCII unverändert bleibt. Es werden Zeichensätze
umgewandelt, mehr nicht. Auch werden LaTeX-Formatanweisungen nicht in
HTML-Formatanweisungen übersetzt, dafür gibt es andere Werkzeuge wie
latex2html. Die Ursprungsdatei wird überschrieben, daher sicherheitshal-
ber mit einer Kopie arbeiten. Nicht jede Umsetzung ist reversibel.

Seite 147
2.7.1.2 Fonts, Orientierung
Der Zeichensatz sagt, welche Zeichen bekannt sind, nicht wie sie aussehen.
Ein Font legt das Aussehen der Zeichen, die Glyphen, fest. Ursprünglich war
ein Font der Inhalt eines Setzkastens. Verwirrung entsteht dadurch, dass
einige einfache Font-Formate die Gestaltinformationen nicht verschiedenen
Zeichen, sondern verschiedenen Zahlen (Positionen) zuordnen und so der Font
darüber befindet, welches Zeichen für welche Zahl ausgegeben wird. Die ein-
zige saubere Lösung ist die Trennung von Zeichensatz und Font. Die Vielzahl
der Fonts hat technische und künstlerische Gründe.
Bei einem anspruchsvollen Font werden nicht nur die einzelnen Zeichen
dargestellt, sondern auch bestimmte Zeichenpaare (Ligaturen). Johannes Gu-
tenberg verwendete 190 Typen, und da war noch kein Klammeraffe und kein
Euro dabei. Der Buchstabe f ist besonders kritisch. Erkennen Sie den Unter-
schied zwischen hoffen und hoffähig, Kaufleute und Kaufläche oder Mitte
und mitteilen? Ligaturen sind ein einfacher Test für die Güte eines Textpro-
gramms. Werden sie beachtet, kann man annehmen, dass sich seine Schöpfer
Gedanken gemacht haben. LaTeX-Fonts kennen Ligaturen.
Unter einer Schrift, Schriftfamilie oder Schriftart (typeface) wie Times Ro-
man, New Century Schoolbook, Garamond, Bodoni, Helvetica, Futura, Uni-
vers, Schwabacher, Courier, OCR (optical character recognition) oder Schreib-
schriften versteht man einen stilistisch einheitlichen Satz von Fonts in ver-
schiedenen Ausführungen. Die Schriftart muss zum Charakter und Zweck
des Schriftstücks und zur Wiedergabetechnik passen. Die Times Roman ist
beispielsweise ziemlich kompakt sowie leicht und schnell zu lesen (sie stammt
aus der Zeitungswelt), während die New Century Schoolbook 10 % mehr
Platz benötigt, dafür aber deutlicher lesbar ist, was für Leseanfänger und
Sehschwache eine Rolle spielt. Die klassizistische Bodoni wirkt etwas ge-
hoben und ist die Lieblingsschrift von IBM. In einer Tageszeitung wäre sie
fehl am Platze. Serifenlose Schriften wie die Helvetica eignen sich für Pla-
kate, Overhead-Folien, Beschriftungen von Geräten und kurze Texte. Die-
se Schriften liegen in verschiedenen Schriftschnitten (treatment) vor: mager,
fett, breit, schmal, kursiv, dazu in verschiedenen Größen oder Schriftgraden
(point size). Die Schriftweite, der Zeichenabstand (pitch), ist entweder fest wie
bei einfachen Schreibmaschinen, beispielsweise 10 oder 12 Zeichen pro Zoll,
oder von der Zeichenbreite abhängig wie bei den Proportionalschriften. Diese
sind besser lesbar und sparen Platz, erfordern aber in Tabellen Aufwand. Ein
vollständiger Satz von Buchstaben, Ziffern, Satz- und Sonderzeichen einer
Schrift, eines Schnittes, eines Grades und gegebenenfalls einer Schriftweite
wird heute Font genannt. Die in diesem Text verwendeten Fonts heißen Ti-
mes Roman oder New Century Schoolbook als Standardfont, Courier, Sans
Serif, Times Roman Italic, Kapitälchen, im Manuskript in 12 pt Größe. Dane-
ben habe ich Sonderausgaben von Teilen des Manuskripts in der New Cen-
tury Schoolbook in 14 Punkten Größe hergestellt. Noch größere Schrift wäre
möglich, aber dann passen nur noch wenige Wörter in die Zeile.
Im wesentlichen gibt es zwei Kategorien von Font-Formaten: Bitmap-
Fonts und Vektor-Fonts. Bitmap-Fonts speichern die Gestalt eines Zeichens

Seite 148
in einer Punktematrix. Der Vorteil besteht in der einfacheren und schnelle-
ren Verarbeitung. Darüber hinaus existieren auf vielen Systemen mehrere
Bitmap-Fonts derselben Schrift, optimiert für die am häufigsten benötigten
Schriftgrößen. Nachteilig ist die unbefriedigende Skalierbarkeit (Vergröße-
rung oder Verkleinerung). Das Problem ist das gleiche wie bei Grafiken.
Bessere Systeme verwenden daher Vektor-Fonts, die die Gestalt der Zei-
chen durch eine mathematische Beschreibung ihrer Umrisse festhalten.
Vektor-Fonts lassen sich daher problemlos skalieren. Bei starken Maßstabs-
änderungen muss jedoch auch die Gestalt etwas verändert werden. Gute
Vektor-Fonts speichern deshalb zusätzliche, beim Skalieren zu beachtende
Informationen (hints) zu jedem Zeichen.
Die beiden wichtigsten Vektor-Font-Formate sind True Type (TT), haupt-
sächlich auf Macintoshs und unter Microsoft Windows, und das von Adobe
stammende PostScript-Type-1-Format (PS1), das auch vom X Window System
(X11) dargestellt werden kann und daher unter UNIX verbreitet ist. True Ty-
pe kam um 1990 heraus und war die Antwort von Apple und Microsoft auf
Adobe. Im Jahr 1996 rauften sich Adobe und Microsoft zusammen und schu-
fen das Open Type Format als eine einheitliche Verpackung von PostScript-
und Truetype-Fonts.
Das X Window System (X11) hat zunächst nichts mit der Druckausgabe
zu tun. Die Tatsache, dass ein Font unter X11 verfügbar ist, bedeutet noch
nicht, dass er auch gedruckt werden kann. Einen gemeinsamen Nenner von
X11 und der Druckerwelt stellt das Type-1-Format dar: Fonts dieses Formates
können sowohl von X11 auf dem Bildschirm dargestellt als auch als Softfonts
(in Dateien gespeicherte Fonts) in PostScript-Drucker geladen werden. Für
den Privatanwender, der sich keinen PostScript-Drucker leisten kann, bietet
sich der Weg an, den freien PostScript-Interpreter Ghostscript als Druckerfil-
ter zu verwenden. Er wandelt PostScript-Daten in verschiedene Druckersteu-
ersprachen (PCL) um.
Da die Papierformate länglich sind, spielt die Orientierung (orientation)
eine Rolle. Das Hochformat wird englisch mit portrait, das Querformat mit
landscape bezeichnet
Fussnote: Woraus man schließt, dass Engländer ein Flachland be-
wohnende Langschädler sind, während alpine Querköpfe die Be-
zeichnungen vermutlich andersherum gewählt hätten. Ende Fuss-
note
. Ferner trägt der Zeilenabstand oder Vorschub (line spacing) wesentlich zur
Lesbarkeit bei. Weitere Gesichtspunkte zur Schrift und zur Gestaltung von
Schriftstücken findet man in der im Anhang angegebenen Literatur und im
Netz, zum Beispiel in dem FAQ der Newsgruppe comp.fonts, auf Papier
260 Seiten, zusammengestellt von Norman Walsh. Trinken Sie einen auf sein
Wohl und denken Sie darüber nach, wieviel freiwillige und unentgeltliche Ar-
beit in den FAQs steckt.
Die vorstehenden Zeilen waren vielleicht etwas viel zu einem so einfachen
Thema wie der Wiedergabe von Texten, aber es gibt nun einmal auf der Welt
mehr als die sechsundzwanzig Zeichen des lateinischen Alphabets und mehr

Seite 149
als ein Textprogramm. Auf längere Sicht kommt man nicht darum herum,
sich die Zusammenhänge klar zu machen. Dann versteht man, warum in der
Textverarbeitung so viel schiefgeht, von der künstlerischen Seite ganz abge-
sehen.
2.7.2 Reguläre Ausdrücke
Reguläre Ausdrücke (regular expression, expression régulière, RE) sind Zei-
chenmuster, die nach bestimmten Regeln gebildet und ausgewertet werden
Fussnote: Eine genaue Definition findet sich in Werken zum Über-
setzerbau. Ende Fussnote
. Eine Zeichenfolge (String) kann darauf hin untersucht werden, ob sie mit
einem gegebenen regulären Ausdruck übereinstimmt oder nicht. Einige Text-
werkzeuge wie Editoren, grep(1), lex(1), awk(1), sed(1) und perl(1)
machen von regulären Ausdrücken Gebrauch, leider in nicht völlig überein-
stimmender Weise. Die Jokerzeichen in Dateinamen und die Metazeichen der
Shells haben nichts mit regulären Ausdrücken zu tun. Näheres findet man im
Referenz-Handbuch beim Editor ed(1) und in dem Buch von Alfred V. Aho
und anderen über awk(1). Hier einige einfache Regeln und Beispiele:
? Ein Zeichen mit Ausnahme der Sonderzeichen (Metazeichen) trifft ge-
nau auf sich selbst zu (klingt so selbstverständlich wie a = a, muss aber
gesagt sein),
? ein Backslash gefolgt von einem Sonderzeichen trifft genau auf das Son-
derzeichen zu (der Backslash quotet das Sonderzeichen),
? Punkt, Stern, linke eckige Klammer und Backslash sind Sonderzeichen,
sofern sie nicht in einem Paar eckiger Klammern stehen,
? der Circumflex ist ein Sonderzeichen am Beginn eines regulären Aus-
drucks oder unmittelbar nach der linken Klammer eines Paares eckiger
Klammern,
? das Dollarzeichen ist ein Sonderzeichen am Ende eines regulären Aus-
drucks,
? ein Punkt trifft auf ein beliebiges Zeichen außer dem Zeilenwechsel zu,
? eine Zeichenmenge innerhalb eines Paares eckiger Klammern trifft auf
ein Zeichen aus dieser Menge zu,
? ist jedoch das erste Zeichen in dieser Menge der Circumflex, so trifft der
reguläre Ausdruck auf ein Zeichen zu, das weder der Zeilenwechsel noch
ein Zeichen aus dieser Menge ist,
? ein Bindestrich in dieser Menge kennzeichnet einen Zeichenbereich,
[0-9] bedeutet dasselbe wie [0123456789],
? ein regulärer Ausdruck aus einem Zeichen gefolgt von einem Fragezei-
chen bedeutet ein null- oder einmaliges Vorkommen dieses Zeichens,
? ein regulärer Ausdruck aus einem Zeichen gefolgt von einem Pluszei-
chen bedeutet ein ein- oder mehrmaliges Vorkommen dieses Zeichens,

Seite 150
? ein regulärer Ausdruck aus einem Zeichen gefolgt von einem Stern be-
deutet ein beliebig häufiges Vorkommen dieses Zeichens, nullmaliges
Vorkommen eingeschlossen (erinnert an Jokerzeichen in Dateinamen,
aber dort kann der Stern auch ohne ein anderes Zeichen davor auftre-
ten),
? ist r ein regulärer Ausdruck, dann bedeutet (r)* ein beliebig häufiges
Vorkommen dieses Ausdrucks, entsprechend auch für Plus- oder Frage-
zeichen,
? eine Verkettung regulärer Ausdrücke trifft zu auf eine Verkettung von
Strings, auf die die einzelnen regulären Ausdrücke zutreffen.
Die Regeln gehen weiter. Am besten übt man erst einmal mit einfachen re-
gulären Ausdrücken. Nehmen Sie irgendeinen Text und lassen Sie grep(1)
mit verschiedenen regulären Ausdrücken darauf los:
grep 'aber' textfile
grep 'ab.a' textfile
grep 'bb.[aeiou]' textfile
grep '^[0-9]+$' textfile
grep '\\[a-z][a-z]*{..*}' textfile
grep 'M[ae][iy]e?r' textfile
Die Single Quotes um die Ausdrücke sind eine Vorsichtsmaßnahme, die ver-
hindern soll, dass sich die Shell die Ausdrücke zu Gemüte führt. grep(1) gibt
die Zeilen aus, in denen sich wenigstens ein String befindet, auf den der re-
guläre Ausdruck passt. Im ersten Beispiel sind das alle Zeilen, die den String
aber enthalten wie aber, labern, Schabernack, aberkennen, im zweiten
trifft unter anderem abwarten zu, im dritten Abbruch. Die vierte Form er-
mittelt alle Zeilen, die nur Ziffern enthalten: Am Anfang der Zeile (Circum-
flex) ein Zeichen aus der Menge 0 bis 9, dann eine beliebige Wiederholung
von Ziffern bis zum Ende (Dollar) der Zeile. Man sagt, dass Circumflex oder
Dollarzeichen das Muster am Zeilenanfang oder -ende verankern. Das fünfte
Beispiel liefert die Zeilen mit LaTeX-Kommandos wie \index{}, \begin{},
\end{} zurück. Der fünfte Ausdruck ist folgendermaßen zu verstehen:
? ein Backslash,
? genau ein Kleinbuchstabe,
? eine beliebige Anzahl von Kleinbuchstaben,
? eine linke geschweifte Klammer,
? genau ein beliebiges Zeichen,
? eine beliebige Anzahl beliebiger Zeichen,
? eine rechte geschweifte Klammer.
In der sechsten Zeile wird nach dem Namen Meier mit all seinen Varianten
geforscht. Wie lautet ein regulärer Ausdruck, der auf die Namen aller .exe-
Programme aus der DOS-Welt zutrifft? Ganz einfach:

Seite 151
\.exe$
Der Punkt muss mittels Backslash seiner besonderen Bedeutung beraubt (ge-
quotet) werden, dann folgen drei harmlose Buchstaben. Das Dollarzeichen be-
sagt, dass die vorgenannte Zeichenfolge am Ende eines Strings (Dateinamen)
vorkommen soll. Wollen wir auch noch groß geschriebene Dateinamen erwi-
schen, geht das mit einer oder-Verknüpfung:
\.exe$|\.EXE$
Wir wollen nun einen regulären Ausdruck zusammenstellen, der auf alle gül-
tigen Internet-Email-Anschriften zutrifft. Dazu schauen wir uns einige An-
schriften an:
wulf.alex@mvm.uni-karlsruhe.de
wualex1@mvmc64.ciw.uni-karlsruhe.de
ig03@rz.uni-karlsruhe.de
012345678-0001@t-online.de
Dr_Rolf.Muus@DEGUSSA.de
Links steht immer ein Benutzername, dessen Form vom jeweiligen Betriebs-
system (Eintrag in /etc/passwd) bestimmt wird, dann folgen das @-Zeichen
(Klammeraffe) und ein Maschinen- oder Domänenname, dessen Teile durch
Punkte voneinander getrennt sind. Im einzelnen:
? Anfangs ein Zeichen aus der Menge der Ziffern oder kleinen oder großen
Buchstaben,
? dann eine beliebige Anzahl einschließlich null von Zeichen aus der Men-
ge der Ziffern, der kleinen oder großen Buchstaben und der Zeichen _-.,
? genau ein Klammeraffe als Trennzeichen,
? im Maschinen- oder Domänennamen mindestens eine Ziffer oder ein
Buchstabe,
? dann eine beliebige Anzahl von Ziffern, Buchstaben oder Strichen,
? mindestens ein Punkt zur Trennung von Domäne und Top-Level-
Domäne,
? nochmals mindestens ein Buchstabe zur Kennzeichnung der Top-Level-
Domäne.
Daraus ergibt sich folgender regulärer Ausdruck (einzeilig):
^[0-9a-zA-Z][0-9a-zA-Z_-.]*@[0-9a-zA-Z][0-9a-zA-Z_-.]*
\.[a-zA-Z][a-zA-Z]*
Das sieht kompliziert aus, ist aber trotzdem der einfachste Weg zur Beschrei-
bung solcher Gebilde. Man denke daran, dass die UNIX-Kommandos leicht
unterschiedliche Vorstellungen von regulären Ausdrücken haben. Auf meiner
Mühle beispielsweise unterscheiden sich grep(1) und egrep(1). Außerdem ist
obige Form einer Email-Anschrift nicht gegen die RFCs abgeprüft und da-
her vermutlich zu eng. Eine Anwendung für den regulären Ausdruck könnte

Seite 152
ein Programm sein, das Email-Anschriften verarbeitet und sicherstellen will,
dass die ihm übergebenen Strings wenigstens ihrer Form nach gültig sind.
Robuste Programme überprüfen Eingaben oder Argumente, ehe sie sich wei-
ter damit abgeben.
2.7.3 Editoren (ed, ex, vi, elvis, vim)
Ein Editor
Fussnote: Zur deutlichen Unterscheidung von HTML-, Grafik- oder
Sound-Editoren auch Text-Editor genannt. Ende Fussnote
ist ein Programm zum Eingeben und Ändern von Textdateien, nach dem
Kommando-Interpreter, der Shell, das am häufigsten benutzte Programm.
Eine Textdatei enthält nur druck- und sichtbare Zeichen einschließlich Zwi-
schenraum (space), Tabulator und Zeilenwechsel (CR und/oder LF), jedoch
niemals darüber hinausgehende versteckte, unsichtbare Informationen. Al-
le Editoren stehen vor der Aufgabe, dass sowohl der Text wie auch die Edi-
tierkommandos eingegeben und voneinander unterschieden werden müssen.
Folgende Lösungen sind denkbar:
? Getrennte Tastaturen für Text und Kommandos. Das kommt so selten
vor, dass kein Rechner Anschlüsse für zwei Tastaturen hat (zwei Bild-
schirme sind möglich).
? Eine Tastatur mit besonderen Tasten für Editorkommandos (insert cha-
racter, delete character usw.). Das ist gebräuchlich, aber es gibt weit
mehr Kommandos (um die 100) als Spezialtasten. Außerdem sind die
Spezialtasten von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich, und UNIX
bemüht sich, hardwareunabhängig zu sein.
? Alle Kommandos beginnen mit einem besonderen Zeichen oder einer be-
sonderen Zeichenkombination, die in normalem Text nicht vorkommt.
Diese Lösung verwendet der Editor emacs(1).
? Der Editor befindet sich entweder im Eingabemodus oder im Komman-
domodus. Im Eingabemodus werden Eingaben als Text interpretiert und
in den Speicher geschrieben. Im Kommandomodus werden Eingaben
als Kommandos aufgefasst und ausgeführt. Diesen Weg geht der Edi-
tor vi(1).
Aus Editoren kommt man nur schwer wieder hinaus, wenn man nicht das
Zauberwort kennt. Unzählige Benutzer wären schon in den Labyrinthen der
Editoren verschmachtet, wenn ihnen nicht eine kundige Seele geholfen hätte.
Deshalb hier vorab die Zauberworte:
? Falls Ihr Terminal auf nichts mehr reagiert, ist entweder auf der Rück-
seite ein Stecker locker, oder Sie haben es unwissentlich umkonfiguriert.
Dann müssen Sie eine Reset-Taste drücken, bei unseren HP-Terminals
die Kombination control-shift-reset.
? Aus dem vi(1)-Editor kommen Sie immer hinaus, indem Sie nachein-
ander die fünf Tasten escape : q ! return drücken.

Seite 153
? Den emacs(1)-Editor verlässt man mittels Drücken der beiden Tasten-
kombinationen control-x control-c nacheinander.
? Den joe(1)-Editor beendet man mit der Tastenkombination
control-k und dann x.
? Den pico-Editor bricht man mit der Tastenkombination control-x ab.
? Das Anklicken von exit im Datei-Menue des nedit(1) lässt sich ersetzen
durch die Tastenkombination control-q.
Achtung: Mit diesen Kommandos wird der Editor verlassen, nicht aber der
bearbeitete Text in den Massenspeicher zurückgeschrieben, etwaige Ände-
rungen gehen verloren. Falls das alles nicht wirkt, ist es geboten, um Hilfe zu
rufen.
Das einfachste Kommando zur Eingabe von Text ist cat(1). Mittels
cat > textfile
schreibt man von der Tastatur in die Datei textfile. Die Eingabe wird mit
dem EOF-Zeichen control-d abgeschlossen. Die Fähigkeiten von cat(1)
sind allerdings so bescheiden, dass es nicht die Bezeichnung Editor verdient.
Einfache Editoren bearbeiten immer nur eine Zeile eines Textes und wer-
den zeilenweise weitergeschaltet. Auf dem Bildschirm sehen Sie zwar dank
des Bildschirmspeichers mehrere Zeilen, aber nur in einer -- der jeweils aktu-
ellen -- können Sie editieren. Diese Editoren stammen aus der Zeit, als man
noch Fernschreibmaschinen als Terminals verwendete. Daher beschränken
sie den Dialog auf das Allernötigste. Zeilen-Editoren wie DOS edlin oder
UNIX ed(1) werden heute nur noch im Notfall benutzt. Der ed(1) ist robust
und arbeitet auch unter ungünstigen Verhältnissen (während des Bootvor-
gangs, langsame Telefonleitungen, unbekannte Terminals) einwandfrei. Sys-
temmanager brauchen ihn gelegentlich bei Konfigurationsproblemen, wenn
keine Terminalbeschreibung zur Verfügung steht. Im Handbuch findet man
bei ed(1) die Syntax regulärer Ausdrücke.
Das Kommando ex(1) ruft einen erweiterten Zeileneditor auf und dient
nicht etwa zum Abmelden. Wird praktisch nicht mehr benutzt. Der nachfol-
gend beschriebene Editor vi(1) ist identisch mit dem ex(1) -- beherrscht also
alle ex-Kommandos -- nur sein Verhalten gegenüber dem Benutzer ist kom-
fortabler. Da ex auf einigen anderen Systemen das Kommando zum Beenden
der Sitzung ist und es immer wieder vorkommt, dass Benutzer dieses Kom-
mando mit der letztgenannten Absicht eintippen, habe ich den Editor in exed
umbenannt und unter ex ein hilfreiches Shellskript eingerichtet.
Auf dem ex(1) baut der verbreitete UNIX-Bildschirm-Editor vi(1) auf
Fussnote: docs.FreeBSD.org/44doc/usd/12.vi/paper.ps.gz William
Joy und Mark Horton: An Introduction to Display Editing with Vi.
Ende Fussnote
. Ein Bildschirm-Editor stellt einen ganzen Bildschirm oder mehr des Tex-
tes gleichzeitig zur Verfügung, sodass man mit dem Cursor im Text herum-
fahren kann. Dazu muss der vi(1) den Terminaltyp kennen, den er in der

Seite 154
Umgebungs-Variablen TERM findet. Die zugehörige Terminal-Beschreibung
sucht er im Verzeichnis /usr/lib/terminfo oder in der Datei /etc/termcap.
Falls diese fehlt oder -- noch unangenehmer -- Fehler enthält, benimmt sich
der vi(1) eigenartig. Näheres zur Terminalbeschreibung unter terminfo(4) so-
wie im Abschnitt 2.14.5.2 Terminals auf Seite 270.
Das Arbeiten mit dem vi(1) wird von Leuten, die ihn nicht kennen, für
schwierig gehalten. Deshalb vorweg einige Erfahrungen von langjährigen Be-
nutzern des vi(1) und anderer Editoren:
? Der vi(1) kennt mehr als hundert Editier-Kommandos. Sie brauchen
davon etwa ein Dutzend. Die weiteren lernt man nach Bedarf. Zum
Schreiben des vorliegenden Buches habe ich zwei Dutzend verwendet.
? Der vi(1) lässt sich nahezu beliebig an persönliche Wünsche anpassen.
Das kann auf der Ebene des Systems, des Benutzers oder einzelner Ver-
zeichnisse geschehen. Dazu dienen Dateien namens .exrc oder ähnlich.
Mit den Voreinstellungen kommt man aber schon weit.
? Der vi(1) hat Grenzen hinsichtlich der Zeilenlänge und Größe von Da-
teien. Bei normalen Texten stoßen Sie niemals an diese Grenzen. Zum
Editieren extrem großer Dateien (mehr als 100 MByte) greifen Sie bes-
ser zu einem Binär-Editor, siehe Abschnitt 2.7.8 Binär-Editoren auf Sei-
te 160.
? Schwierige Aufgaben in der Textverarbeitung lassen sich am einfachs-
ten mit einem leistungsfähigen Editor bewältigen.
Das Gesagte gilt genau so für den Editor emacs(1).
Da der vi(1) mit den unterschiedlichsten Tastaturen klar kommen muss,
setzt er nur eine minimale Anzahl von Tasten voraus, im wesentlichen die
Schreibmaschinentasten, Control (Ctrl oder Strg) und Escape (Esc). Was sich
sonst noch an Tasten oben und rechts befindet, ist nicht notwendig. Dies
führt zu einer Doppelbelegung jeder Taste. Im Schreibmodus (input mode)
des vi(1) veranlasst ein Tastendruck das Schreiben des jeweiligen Zeichens
auf den Bildschirm und in den Speicher. Im Kommandomodus (command mo-
de) bedeutet ein Tastendruck ein bestimmtes Kommando an den Editor. Bei-
spielsweise löscht das kleine x das Zeichen, auf dem sich gerade der Cursor
befindet.
Beim Start ist der vi im Kommandomodus, außerdem schaltet die Escape-
Taste immer in diesen Modus, auch bei mehrmaligem Drücken. In den
Schreibmodus gelangt man mit verschiedenen Kommandos:
? a (append) schreibt anschließend an den Cursor,
? i (insert) schreibt vor den Cursor,
? o (open) öffnet eine neue Zeile unterhalb der aktuellen,
? r (replace) ersetzt das Zeichen auf der Cursorposition.
? R (replace) ersetzt den Text ab Cursorposition.
Die vi(1)-Kommandos werden auf dem Bildschirm nicht wiederholt, sondern
machen sich nur durch ihre Wirkung bemerkbar. Die mit einem Doppelpunkt
beginnenden Kommandos sind eigentlich ex(1)-Kommandos

Seite 155
Fussnote: Manche Autoren unterscheiden beim vi(1) drei Modi, in-
dem sie beim Kommando-Modus ex(1)- und vi(1)-Kommandos tren-
nen. ex(1)-Kommandos erscheinen in der Fußzeile (last line). Dann
gibt es alternativ zu dem normalen Visual Mode auch noch einen
Open Mode für dumme oder unbekannte Terminals. Diese Feinhei-
ten ersparen wir uns. Ende Fussnote
und werden in der untersten Bildschirmzeile angezeigt. Weitere vi(1)-
Kommandos im Anhang. Zum Arbeiten muss man zehn bis zwanzig im Kopf
haben.
Wie bekommt man mit dem vi(1) das Escape-Zeichen und gegebenenfalls
andere Sonderzeichen in Text? Man stellt control-v voran. Mit dem Kom-
mando u für undo macht man das jüngste Kommando, das den Text verändert
hat, rückgängig.
Der vi(1) kann Zeichenfolgen in einem Text suchen und automatisch er-
setzen. Die Zeichenfolgen sind reguläre Ausdrücke. Um im Text vorwärts zu
suchen, gibt man das Kommando /ausdruck ein, um rückwärts zu suchen,
?ausdruck. Der Cursor springt auf das nächste Vorkommen von ausdruck.
Mittels n wiederholt man die Suche. Wollen wir das Wort kompilieren durch
compilieren ersetzen, rufen wir den vi mit dem Namen unserer Textdatei auf
und geben folgendes Kommando ein:
:1,$ s/kompil/compil/g
Im einzelnen heißt das: von Zeile 1 bis Textende ($) substituiere die Zeichen-
folge kompil durch compil, und zwar nicht nur beim ersten Auftreten in der
Zeile, sondern global in der gesamten Zeile, das heißt hier also im gesamten
Text. Die Zeichenfolgen brauchen nicht gleich lang zu sein. Groß- und Klein-
buchstaben sind wie immer verschiedene Zeichen, deshalb wird man die Er-
setzung auch noch für große Anfangsbuchstaben durchführen. Der vorliegen-
de Text ist auf mehrere Dateien verteilt. Soll eine Ersetzung in allen Dateien
vorgenommen werden, schreibt man ein Shellskript korr und ruft es auf:
korr 's/kompil/compil/g' *.tex
Die korrigierten Texte findet man in den Dateien *.tex.k wieder, die ur-
sprünglichen Texte bleiben vorsichtshalber erhalten.
# Shellscript fuer fileuebergreifende Text-Ersetzungen
print Start /usr/local/bin/korr
sedcom="$1"
shift
files="$*"
for file in $files
do
sed -e "$sedcom" $file > "$file".k
done
print Ende korr

Seite 156
Quelle 2.21 : Shellskript zur Textersetzung in mehreren Dateien
Zum Löschen einer Zeichenfolge substituiert man sie durch nichts:
:1,$ s/(Slang)//g
In der Textdatei wird die Zeichenfolge (Slang) ersatzlos gestrichen. Die run-
den Klammern sind in regulären Ausdrücken keine Metazeichen, anders als
in der Shell.
Beim Aufruf des vi(1) zusammen mit dem Namen einer existierenden
Textdatei:
vi textfile
legt er eine Kopie (Editierpuffer, editing buffer) der Datei an und arbeitet
nur mit der Kopie. Der vi(1) kann gleichzeitig mit den Kopien mehrerer Da-
teien arbeiten, so dass man Textteile leicht zwischen den Dateien hin- und
herschieben kann (cut and paste). Erst das abschließende write-Kommando
-- meist in der Form :wq für write und quit -- schreibt die Kopie zurück auf
den Massenspeicher. Es ist zweckmäßig, auch während des Editierens von
Zeit zu Zeit zurückzuschreiben -- immer wenn man sich der Änderungen ei-
nes Textteiles sicher ist. Hat man Unsinn gemacht, so quittiert man den Edi-
tor ohne zurückzuschreiben, und das Original ist nicht verdorben. Man kann
auch die eben editierte Kopie in eine Datei mit einem neuen Namen -- ge-
gebenenfalls in einem anderen Verzeichnis wie /tmp -- zurückschreiben und
so das Original unverändert erhalten. Will man den vi(1) verlassen ohne zu-
rückzuschreiben, warnt er. Greifen zwei Benutzer gleichzeitig schreibend auf
dieselbe Textdatei zu, so kann zunächst jeder seine Kopie editieren. Wer als
letzter zurückschreibt, gewinnt. Das passiert auch leicht, wenn ein einzelner
Benutzer gleichzeitig mit vielen Fenstern arbeitet und die Übersicht verloren
hat.
Wird der Editiervorgang gewaltsam unterbrochen (Stromausfall), so steht
die mit dem jüngsten :w-Kommando zurückgeschriebene Kopie im Massen-
speicher. Aber der vi(1) tut von sich aus noch mehr. Er legt im jeweiligen
Arbeitsverzeichnis eine Punktdatei an -- mittels ls -la zu sehen -- die laufend
nachgeführt wird. Sie enthält den Text und binäre Informationen, ist also
nur eingeschränkt verständlich. Beim ordnungsgemäßen Beenden des Edi-
tors wird es gelöscht, bei Stromausfall bleibt es erhalten. Rufen wir später
den vi(1) mit dem Namen des während des Stromausfalls editierten Dateien
als Argument auf, bemerkt der Editor die Existenz der Punktdatei und bietet
an, diese als die jüngste Fassung des Textes weiter zu verarbeiten (recover).
So gehen im schlimmsten Fall nur wenige Eingaben infolge der Unterbre-
chung verloren. Einige Versionen des Editors legen vor jedem Zurückschrei-
ben eine Sicherungskopie des vorhergehenden Textes an. Man kann so nach
einer Katastrophe auf drei Fassungen des Textes zurückgreifen:
? die Punkt- oder Recovery-Datei, die aktuellste Fassung,
? die Textdatei auf dem Massenspeicher mit Stand des jüngsten Zurück-
schreibens,

Seite 157
? die Sicherungskopie mit Stand vor dem jüngsten Zurückschreiben.
Ich bin dem vi(1) schon dankbar gewesen. Bei einem Plattencrash hilft dieses
Vorgehen allerdings nichts, da müsste man mit Spiegeln (RAID) oder eigenen
Skripts und cron(1)-Jobs arbeiten. Bei den heutigen Preisen für CD-Rohlinge
würde ich beim Schreiben meiner Diplom- oder Doktorarbeit jeden Abend ei-
ne CD mit dem Manuskript brennen.
In der Datei $HOME/.exrc legt man individuelle Tastatur-Anpassungen
und Editor-Variable nieder. Mit dem Kommando:
:set all
sieht man sich die gesetzten Variablen an. Ihre Bedeutung ist dem Handbuch
(man vi) zu entnehmen. Auch in einem Unterverzeichnis darf man noch ein-
mal eine Datei .exrc unterbringen, dies gilt dann für vi(1)-Aufrufe aus
dem Unterverzeichnis. Beispielsweise setze ich für die Unterverzeichnisse,
die meine C-Quellen enthalten, die Tabulatorweite auf 4 statt 8 Stellen, um
die Einrückungen nicht zu weit nach rechts wandern zu lassen. Die .exrc-
Datei für diesen Zweck enthält folgende Zeilen:
:set tabstop=4
:map Q :wq
Die zweite Zeile bildet das Kommando Q (ein Makro) auf das vi(1)-
Kommando :wq ab. Dabei darf der Macroname kein bereits bestehendes
vi(1)-Kommando sein. Die Ersetzung darf 100 Zeichen lang sein. Auch
Funktionstasten lassen sich abbilden. Auf diese Weise kann man sich Um-
laute oder häufig gebrauchte Kommandos auf einzelne Tasten legen.
Vom vi(1) gibt es zwei Sonderausführungen. Der Aufruf view(1) startet
den vi(1) im Lesemodus; man kann alles machen wie gewohnt, nur nicht
zurückschreiben. Das ist ganz nützlich zum Lesen und Suchen in Texten. Die
Fassung vedit(1) ist für Anfänger gedacht und überflüssig, da man dieselbe
Wirkung durch das Setzen einiger Parameter erreicht und die anfänglichen
Gewöhnungsprobleme bleiben.
Der vi(1) gehört zur Grundausstattung von UNIX und wird nicht von
einem besonderen Gremium gepflegt. Aus dem GNU-Projekt stammt der
vi(1)-ähnliche Editor elvis(1). Er liegt wie alle GNU-Software im Quell-
code vor und kann daher auf verschiedene UNIXe und auch DOS übertra-
gen werden. Bei MINIX und Linux gehört er zum Lieferumfang. Im Netz
findet sich die vi(1)-Erweiterung vim(1) (vi improved), auch für vi(1)-
Liebhaber, die unter DOS arbeiten:
www.vim.org/
Weitere Informationen am einfachsten per WWW-Suchmaschine.
Das soll genügen. Den vi(1) lernt man nicht an einem Tag. Die Arbeits-
weise des vi(1) ist im Vergleich zu manchen Textsystemen unbequem, aber
man muss die Umstände berücksichtigen, unter denen er arbeitet. Von sei-
nen Leistungen her erfüllt er mehr Wünsche, als der Normalbenutzer hat.
Man gewöhnt sich an jeden Editor, nur nicht jede Woche an einen anderen.

Seite 158
2.7.4 Universalgenie (emacs)
Neben dem vi(1) findet man auf UNIX-Systemen oft den Editor emacs(1),
der aus dem GNU-Projekt stammt und daher im Quellcode verfügbar ist. Es
gibt auch Portierungen auf andere Systeme einschließlich IBM-PC unter DOS
sowie die Varianten microemacs und xemacs. Der grundsätzliche Unterschied
zum vi(1) ist, dass der emacs(1) nur einen Modus kennt und die Editier-
kommandos durch besondere Tastenkombinationen mit den control- und alt-
Tasten vom Text unterscheidet. Im übrigen ist er mindestens so mächtig (=
gewöhnungsbedürftig) wie der vi(1). Chacun à son goût.
2.7.4.1 Einrichtung
Falls der Emacs nicht -- wie bei den Linux-Distributionen -- fertig eingerich-
tet vorliegt, muss man sich selbst darum bemühen. Man holt ihn sich per
Anonymous FTP oder mittels eines WWW-Brausers von:
? ftp.informatik.rwth-aachen.de/pub/gnu/
? ftp.informatik.tu-muenchen.de/pub/comp/os/unix/gnu/
oder anderen Servern. Die Datei heiße emacs-20.2.tar.gz, sei also ein mit
gzip gepacktes tar-Archiv. Man legt es in ein temporäres Verzeichnis, ent-
packt es und dröselt es in seine Teile auf:
gunzip emacs-20.2.tar.gz
tar -xf emacs-20.2.tar
Danach hat man neben dem Archiv ein Verzeichnis emacs-20.2. Man wech-
selt hinein und liest die Dateien README und INSTALL, die Datei PROBLEMS
heben wir uns für später auf. In der Datei INSTALL wird angeraten, sich
aus der Datei ./etc/MACHINES die zutreffende Systembezeichnung heraus-
zusuchen, in unserem Fall hppa1.1-hp-hpux10. Ferner soll man sich noch
die Datei leim-20.2.tar.gz zur Verwendung internationaler Zeichensät-
ze (Latin-1 usw.) besorgen und neben der Emacs-Datei entpacken und auf-
dröseln; seine Dateien gehen in das Emacs-Verzeichnis. Dann ruft man ein
Shellskript auf, das ein Makefile erzeugt:
./configure hppa1.1-hp-hpux10
Es folgen make(1), das hoffentlich ohne Fehlermeldung durchläuft,
und make install (als Benutzer root wegen der Schreibrechte in
/usr/local/). Als Fehler kommen in erster Linie fehlende Bibliotheken in
Betracht, deren Beschaffung in Arbeit ausarten kann. Mittels make clean
und make distclean lassen sich die nicht mehr benötigten Dateien löschen.
Sobald alles funktioniert, sollte man auch das Verzeichnis emacs-20.2
löschen, man hat ja noch das Archiv. Der fertige Editor -- die Datei
/usr/local/bin/emacs -- sollte die Zugriffsrechte 755 haben. Mittels
man emacs kommt die Referenz auf den Schirm.

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2.7.4.2 Benutzung
Der Aufruf emacs mytext startet den Editor zur Erzeugung oder Bearbei-
tung der Textdatei mytext. Mittels control-h und t bekommt man ein Tu-
torial auf den Schirm, das vierzehn Seiten DIN A4 umfasst. Zum Einarbeiten
ist das Tutorial besser als die man-Seiten. Eine GNU Emacs Reference Card
-- sechs Seiten DIN A4 -- liegt dem Editor-Archiv bei. Mit control-h und i
gibt es eine Information von elf Seiten Umfang, von der University of Texas
zieht man sich eine GNU Emacs Pocket Reference List von vierzehn Seiten.
Als ultimative Bettlektüre erhält man im guten Buchhandel schließlich ein
Buch von 560 Seiten.
Eine Reihe von Programmen wie Compiler, Mailer, Informationsdienste
arbeitet mit dem emacs(1) zusammen, so dass man diesen nicht zu verlas-
sen braucht, wenn man etwas anderes als Textverarbeitung machen möchte.
Unter dem Namen emacspeak gibt es eine Sprachausgabe für sehgeschädigte
Benutzer. Das geht in Richtung integrierte Umgebungen. Eigentlich ist der
emacs(1) gar kein Editor, sondern ein LISP-Interpreter mit einer Samm-
lung von Macros. Es spricht nichts dagegen, diese Sammlung zu erweitern, so
dass man schließlich alles mit dem emacs(1) macht. Den vi(1) emuliert er
natürlich auch.
Zu MINIX gehört der emacs(1)-ähnliche Editor elle(1), neben dem
vi(1)-Clone elvis(1). Zu Linux gibt es den originalen emacs(1) neben
dem vi(1). Der XEmacs (ehemals Lucid Emacs) ist ein emacs(1) für das X
Window System, der jedoch teilweise andere Wege geht als das Original aus
dem GNU-Projekt. Die WWW-Seite:
emacs.org/
steckte Anfang 2001 noch in den Anfängen, Informationen also wie beim vi(1)
am einfachsten mit Hilfe einer Suchmaschine.
2.7.5 Einfachst: pico
Der pico(1) ist ein kleiner Editor, der usprünglich zu einem Email-Programm
gehörte, aber auch selbständig zu gebrauchen ist. Wer nur einfache, kurze
Texte schreibt, kommt mit ihm aus. Ansehen schadet nicht.
2.7.6 Joe's Own Editor (joe)
Der joe(1)
Fussnote: Leider hat sich ein HTML-Editor aus Frankreich densel-
ben Namen zugelegt. Ende Fussnote
von Joseph. H. Allen soll als Beispiel für eine Vielzahl von Editoren stehen,
die im Netz herumschwimmen und entweder mehr können oder einfacher zu
benutzen sind als die Standard-Editoren. Er bringt eine eigene Verhaltens-
weise in normaler und beschränkter Fassung mit, kann aber auch WordStar,

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pico(1) oder emacs(1) emulieren (nachahmen), je nach Aufruf und Kon-
figuration. Diese lässt sich in eine Datei $HOME/.joerc den eigenen Wün-
schen anpassen. Seine Verwendung unterliegt der GNU General Public Li-
cense, das heißt sie ist kostenfrei.
Der joe(1) kennt keine Modi. Nach dem Aufruf legt man gleich mit der
Texteingabe los. Editorkommandos werden durch control-Sequenzen gekenn-
zeichnet. Beispielsweise erzeugt die Folge control-k und h ein Hilfefenster
am oberen Bildschirmrand. Nochmalige Eingabe der Sequenz löscht das Fens-
ter. Am Ende verlässt man den Editor mittels control-c ohne Zurückschrei-
ben oder mit der Sequenz control-k und x unter Speichern des Textes. Wei-
tere Kommandos im Hilfefenster oder mit man joe. In Linux-Distributionen
ist joe(1) meist enthalten.
2.7.7 Der Nirwana-Editor (nedit)
Der nedit(1) setzt auf X11 auf und verwendet eine grafische Oberfläche im Stil
von Motif. Er ist in vielen Linux-Distributionen enthalten und für weitere
UNIXe sowie VMS zu haben. Insbesondere lässt er sich an die Eigenheiten
vieler Programmiersprachen anpassen; seine Makro-Sprache ähnelt C. Wer
viel programmiert, sollte sich ihn ansehen. Informationen findet man unter:
nedit.org/
Weitere auf X11 basierende Editoren sind xedit(1) und seine Fortentwicklung
axe(1).
2.7.8 Binär-Editoren
Text-Editoren fassen ihnen vorgelegte Dateien immer als Text auf. Es gibt
aber Aufgaben, bei denen eine Datei Byte für Byte ohne jegliche Interpretati-
on angezeigt und editiert werden muss. Das Werkzeug zu diesem Zweck sind
Binär-Editoren. Die meisten zeigen einen Dateiinhalt wahlweise binär, oktal,
dezimal, hexadezimal oder soweit möglich als ASCII-Zeichen an. Deshalb ist
auch die Bezeichnung Hex-Editor gebräuchlich.
Die beiden Text-Editoren vim(1) und emacs(1) kennen einen Binär-Modus.
Spezielle Binär-Editoren sind jedoch besser an die Aufgabe angepasst. Ne-
ben kommerziellen Produkten wie vedit oder ultraedit finden sich im Netz
auch freie Binär-Editoren in Form des Quellcodes oder als Paket einer Linux-
Distribution:
? khexit aus der KDE-Arbeitsumgebung,
? shed, der Simple Hex Editor, siehe shed.sourceforge.ne/,
? lfhex, der Large File Hex Editor, siehe www.freshports.org/editors/lfhex/,
? bed, der Menu Driven Binary Editor, siehe bedlinux.tripod.com/.
Ihrer Aufgabe gemäß können Binär-Editoren mit extrem großen Dateien um-
gehen, wo Text-Editoren versagen.

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2.7.9 Stream-Editor (sed)
Der Stream-Editor sed(1) bearbeitet eine Textdatei zeilenweise nach Re-
geln, die man ihm als Option oder in einer getrennten Datei (sed-Skript) mit-
gibt. Er ist im Gegensatz zu den bisher genannten Editoren nicht interaktiv,
er führt keinen Dialog. Die letzte Zeile der zu bearbeitenden Textdatei muss
leer sein oder anders gesagt, das letzte Zeichen des Textes muss ein newline-
Zeichen (Linefeed) sein.
Die einfachste Aufgabe für den sed(1) wäre der Ersatz eines bestimmten
Zeichens im Text durch ein anderes (dafür gibt es allerdings ein besseres,
weil einfacheres Werkzeug tr(1)). Der sed(1) bewältigt ziemlich komplexe
Aufgaben, daher ist seine Syntax umfangreich. Sie baut auf der Syntax des
Zeileneditors ed(1) auf. Der Aufruf
sed 'Kommandos' filename
veranlasst den sed(1), die Datei filename Zeile für Zeile einzulesen und
gemäß den Kommandos bearbeitet nach stdout auszugeben. Der Aufruf
sed '1d' filename
löscht die erste Zeile in der Datei filename und schreibt das Ergebnis nach
stdout. Die Quotes um das sed(1)-Kommando verhindern, dass die Shell
sich das für den sed(1) bestimmte Kommando ansieht und möglicherwei-
se Metazeichen interpretiert. Hier wären sie nicht nötig und stehen einfach
aus Gewohnheit. Jokerzeichen in filename dagegen werden von der Shell
zu Recht interpretiert, so dass der sed(1) von der Shell eine Liste gültiger
Namen erhält.
Folgender Aufruf ersetzt alle Großbuchstaben durch die entsprechenden
Kleinbuchstaben (einzeilig):
sed 'y/ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ/
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz/' filename
Das y-Kommando kennt keine Zeichenbereiche, wie sie bei regulären Aus-
drücken oder beim Kommando tr(1) erlaubt sind, man muss die beiden
notwendigerweise gleichlangen Zeichenmengen auflisten. Übrigens ist obiges
Kommando ein Weg zur ROT13-Verschlüsselung, indem man die zweite Zei-
chenmenge mit n beginnen lässt. Geht es um den Ersatz eines festen Zeichen-
musters oder eines regulären Ausdrucks durch einen festen String, so nimmt
man:
sed 's/\\[a-z][a-z]*{..*}/LaTeX-K/g' filename
Im Kommando steht s für substitute. Dann folgt ein regulärer Ausdruck zur
Kennzeichnung dessen, was ersetzt werden soll, hier das bereits erwähnte
Muster eines LaTeX-Kommandos. An dritter Stelle ist der Ersatz (replace-
ment) aufgeführt, hier die feste Zeichenfolge LaTeX-K, und schließlich ein
Flag, das besagt, den Ersatz global (überall, nicht nur beim ersten Auftreten

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des regulären Ausdrucks in der Zeile) auszuführen. Das Trennzeichen zwi-
schen den vier Teilen kann jedes beliebige Zeichen sein, es darf nur nicht in
den Teilen selbst vorkommen.
Der sed(1) ist mächtig und nützlich, aber lernbedürftig. Erleichtert wird
die Arbeit dadurch, dass man ein sed-Skript oder auch die Anweisung in der
Kommandozeile Schritt für Schritt aufbauen und testen kann. Im Netz findet
sich viel Material dazu, lassen Sie eine Suchmaschine nach unix AND editor
AND sed suchen.
Merke: Der vi(1) ist ein interaktiver Editor, der Tastatureingaben erfor-
dert und nicht Bestandteil einer Pipe sein oder im Hintergrund laufen kann.
Der sed(1) ist ein Filter, das keine Tastatureingaben verlangt, Glied einer
Pipe oder eines Shellskripts sein und unbeaufsichtigt laufen kann.
2.7.10 Listenbearbeitung (awk)
Das Werkzeug awk(1) ist nach seinen Urhebern Alfred V. Aho, Peter J. Wein-
berger und Brian W. Kernighan benannt und firmiert als programmierbares
Filter oder Listengenerator. Es lässt sich auch als eine Programmiersprache
für einen bestimmten, engen Zweck auffassen. Der awk(1) bearbeitet eine
Textdatei zeilenweise, wobei er jede Zeile -- auch Satz genannt -- in Felder
zerlegt. Eine typische Aufgabe ist die Bearbeitung von Listen. Hier ist er an-
genehmer als der sed(1), allerdings auch langsamer. Für die Verwaltung
eines kleinen Vereins ist er recht, für das Telefonbuch von Berlin nicht.
In einfachen Fällen werden dem awk(1) beim Aufruf die Befehle zusam-
men mit den Namen der zu bearbeitenden Dateien mitgegeben, die Befehle
in Hochkommas, um sie vor der Shell zu schützen:
awk 'befehle' files
Ein awk(1)-Befehl besteht aus den Teilen Muster und Aktion. Jede Eingabe-
zeile, auf die das Muster zutrifft, wird entsprechend der Aktion behandelt.
Die Ausgabe geht auf stdout. Ein Beispiel:
awk '{if (NR < 8) print $0}' myfile
Die Datei myfile wird Zeile für Zeile gelesen. Die vorgegebene awk(1)-
Variable NR ist die Zeilennummer, beginnend mit 1. $0 ist die ganze jeweilige
Zeile. Falls die Zeilennummer kleiner als 8 ist, wird die Zeile nach stdout
geschrieben. Es werden also die ersten 7 Zeilen der Datei ausgegeben. Nun
wollen wir das letzte Feld der letzten Zeile ausgeben:
awk 'END {print $NF}' myfile
Das Muster END trifft zu, wenn die letzte Zeile verarbeitet ist. Üblicherweise
gilt die zugehörige Aktion irgendwelchen Abschlussarbeiten. Die Variable NF
enthält die Anzahl der Felder der Zeile, die Variable $NF ist also das letzte
Feld. Nun wird es etwas anspruchsvoller:
awk '$1 != prev { print; prev = $1 }' wortliste

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Die Datei wortliste enthalte in alphabetischer Folge Wörter und gege-
benenfalls weitere Bemerkungen zu den Wörtern, pro Wort eine Zeile. Der
awk(1) liest die Datei zeilenweise und spaltet jede Zeile in durch Spaces oder
Tabs getrennte Felder auf. Die Variable $1 enthält das erste Feld, also hier
das Wort zu Zeilenbeginn. Falls dieses Wort von dem Wort der vorangegan-
genen Zeile abweicht (Variable prev), wird die ganze Zeile ausgegeben und
das augenblickliche Wort in die Variable prev gestellt. Zeilen, die im ersten
Feld übereinstimmen, werden nur einmal ausgegeben. Dieser awk(1)-Aufruf
hat eine ähnliche Funktion wie das UNIX-Kommando uniq(1). Da Varia-
ble mit dem Nullstring initialisiert werden, wird auch die erste Zeile richtig
bearbeitet.
Wenn die Anweisungen an den awk(1) umfangreicher werden, schreibt
man sie in eine eigene Datei (awk-Skript). Der Aufruf sieht dann so aus:
awk -f awkskript textfiles
awk-Skripte werden in einer Sprache geschrieben, die teils an Shellskripte,
teils an C-Programme erinnert. Sie bestehen -- wie ein deutscher Schulaufsatz
-- aus Einleitung, Hauptteil und Schluss. Sehen wir uns ein Beispiel an, das
mehrfache Eintragungen von Stichwörtern in einem Sachregister aussortiert
und die zugehörigen Seitenzahlen der ersten Eintragung zuordnet:
# awk-Script fuer Sachregister
BEGIN { ORS = ""
print "Sachregister"
}
{
if ($1 == altwort)
print ", " $NF
else
{
print "\n" $0
altwort = $1
nor++
}
}
END { print "\n\n"
print "gelesen: " NR " geschrieben: " nor "\n"
}
Quelle 2.22 : awk-Skript für Sachregister
Das Doppelkreuz markiert einen Kommentar. Der Einleitungsblock wird
mit BEGIN gekennzeichnet, der Hauptteil steht nur in geschweiften Klam-
mern und der Schluss beginnt mit END. Die vorbestimmte, awk(1)-eigene
Variable ORS (Output Record Separator, d. h. Trennzeichen zwischen Sätzen
in der Ausgabe), defaultmäßig das Newline-Zeichen, wird mit dem Nullstring
initialisiert. Dann wird die Überschrift Sachregister ausgegeben.

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Im Hauptteil wird das aktuelle erste Feld gegen die Variable altwort
geprüft. Bei Übereinstimmung werden ein Komma, ein Space und das letzte
Feld der aktuellen Zeile ausgegeben, nämlich die Seitenzahl. Die awk(1)-
eigene Variable NF enthält die Anzahl der Felder des aktuellen Satzes, die
Variable $NF mithin das letzte Feld.
Bei Nichtübereinstimmung (einem neuen Stichwort also) werden ein
Newline-Zeichen und dann die ganze Zeile ($0) ausgegeben. Anschließend
werden das erste Feld in die Variable altwort gestellt und die vom Pro-
grammierer definierte Variable nor inkrementiert. So wird mit der ganzen
Textdatei verfahren.
Am Ende der Textdatei angelangt, werden noch zwei Newline-Zeichen, die
awk(1)-eigene Variable NR (Number of Records) und die Variable nor ausge-
geben. Die Aufgabe wäre auch mit dem sed(1) oder einem C-Programm zu
lösen, aber ein awk-Skript ist der einfachste Weg. Der awk(1) vermag noch
viel mehr.
Eine Besonderheit des awk(1) sind Vektoren mit Inhaltindizierung (as-
sociative array). In Programmiersprachen wie C oder FORTRAN werden die
Elemente eines Arrays oder Vektors mit fortlaufenden ganzen Zahlen (Indi-
zes) bezeichnet. Auf ein bestimmtes Element wird mittels des Arraynamens
und des Index zugegriffen:
arrayname[13]
In einem awk-Array dürfen die Indizes nicht nur ganze Zahlen, sondern auch
beliebige Strings sein:
telefon[''Meyer'']
ist eine gültige Bezeichnung eines Elementes. Es könnte die Anzahl der
Telefonanschlüsse namens Meyer in einem Telefonbuch enthalten.
Neuere Alternativen zu awk(1) sind GNU gawk und Perl. Letzteres ist ei-
ne interpretierte Programmiersprache zur Verarbeitung von Textdateien, die
Elemente aus C, sed(1), awk(1) und der Shell sh(1) enthält. Ihre Möglich-
keiten gehen über das Verarbeiten von Texten hinaus in Richtung Shellskrip-
te, siehe Abschnitt 2.5.3 Noch eine Skriptsprache: Perl auf Seite 123.
2.7.11 Verschlüsseln (crypt)
2.7.11.1 Aufgaben der Verschlüsselung
Auf einem UNIX-System kann der Verwalter (Superuser) auf jede Datei zu-
greifen, auf Microsoft Windows mit gewissen Einschränkungen auch. Das
Netz ist mit einfachen Mitteln unauffällig abzuhören. Will man seine Da-
ten vor Unbefugten schützen, hilft nur Verschlüsseln. Man darf aber nicht
vergessen, dass bereits die Analyse des Datenverkehrs einer Quelle oder ei-
nes Ziels Informationen liefert. Wer ganz unbemerkt bleiben will, muss sich
mehr einfallen lassen als nur eine Verschlüsselung.
Eng verwandt mit der Verschlüsselung (encryption, cryptage, chiffrement)
ist die Authentifizierung oder Authentisierung (authentication, authentifica-
tion). Nachstehend geht es nur darum, einen Text oder auch andere Daten für

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Unbefugte unbrauchbar zu machen; für Befugte sollen sie natürlich weiterhin
brauchbar bleiben.
Das Ganze ist heute eine Wissenschaft und heißt Kryptologie. In den
letzten Jahrzehnten hat sie einen stark mathematischen Einschlag bekom-
men. Trotzdem bietet sie einen gewissen Unterhaltungswert, insbesondere
die Kryptanalyse, der Versuch, Verschlüsselungen zu knacken.
Die zu verschlüsselnden Daten nennen wir Klartext (plain text), die ver-
schlüsselten Daten Geheimtext (cipher text).
2.7.11.2 Symmetrische Verfahren
Im einfachsten Fall wird jedes Zeichen des Klartextes nach einer Regel durch
ein anderes Zeichen desselben Alphabetes ersetzt. Die einfachste Regel dieses
Falles ist die Verschiebung um eine feste Anzahl von Stellen im Alphabet, bei-
spielsweise um +3 Stellen. Aus A (Zeichen Nr. 1) wird D (Zeichen Nr. 1 + 3).
Dieses Verfahren soll Caius Julius Caesar benutzt haben. Er vertraute auf
die Dummheit seiner Gegner. Zum Entschlüsseln des Geheimtextes nimmt
man dasselbe Verfahren mit -3 Stellen. Wählt man eine Verschiebung um
13 Stellen, so führt bei einem Alphabet mit 26 Zeichen eine Wiederholung
der Verschlüsselung zum Klartext zurück. Dieses Verfahren ist unter dem
Namen ROT13 bekannt und wird im Netz verwendet, um einen Text -- bei-
spielsweise die Auflösung eines Rätsels -- zu verfremden. ROT26 gilt als die
schwächste aller Verschlüsselungen des lateinischen Alphabetes. Man kann
die Verfahren raffinierter gestalten, indem man Zeichengruppen verschlüs-
selt, Blindzeichen unter den Geheimtext mischt, die Algorithmen wechselt
usw.
Seit 1970 unterscheidet man zwei Gruppen von Verfahren:
? Symmetrische Verfahren (Private-Key-V.),
? Unsymmetrische Verfahren (Public-Key-V.).
Dazu kommen für bestimmte Aufgaben noch die Einweg-Hash-Verfahren. Bei
den symmetrischen Verfahren kennen Sender und Empfänger neben dem Al-
gorithmus sowohl den Chiffrier- wie den Dechiffrierschlüssel. Beide Schlüssel
sind identisch oder voneinander ableitbar. Da der Algorithmus kaum geheim
zu halten ist, beruht die Sicherheit auf dem Schlüssel, der nicht zu simpel sein
darf und geheim bleiben muss. Das Problem liegt darin, den Schlüssel zum
Empfänger zu schaffen. Das geht nur über einen vertrauenswürdigen Kanal,
also nicht über Email. Treffen Sie Ihren Brieffreund gelegentlich bei Kaffee
und Kuchen, können Sie ihm einen Zettel mit dem Schlüssel zustecken. Woh-
nen Sie in Karlsruhe, Ihre Brieffreundin in Fatmomakke, wird der Schlüsse-
laustausch aufwendiger. Ein weiteres Problem liegt in der Anzahl der benö-
tigten Schlüssel beim Datenverkehr unter mehreren Beteiligten. Geht es nur
darum, Daten vor dem Superuser zu verbergen, ist kein Schlüsselaustausch
nötig und daher ein symmetrisches Verfahren angebracht.
Die Verschlüsselung nach dem weit verbreiteten Data Encryption Stan-
dard (DES) gehört in diese Gruppe, zur Ver- und Entschlüsselung wird der-
selbe Schlüssel benutzt. DES wurde von IBM entwickelt und 1977 von der

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US-Regierung als Standard angenommen. Es gilt heute schon nicht mehr
als sicher, Triple-DES ist besser. Weitere Mitglieder dieser Gruppe sind
IDEA, Blowfish und CAST5. Symmetrische Verfahren arbeiten im allgemei-
nen schneller als unsymmetrische.
Unter UNIX stehen ein Kommando crypt(1) sowie eine C-
Standardfunktion crypt(3) zur Verfügung, die ein nicht sehr ausgefeiltes
symmetrisches Verfahren verwenden. Man ver- und entschlüsselt mittels des
Kommandos:
crypt < eingabe > ausgabe
Das Kommando fragt nach einem Schlüssel. Dieser wird für beide Richtun-
gen eingesetzt. Der Klartext ist erforderlichenfalls gesondert zu löschen (phy-
sikalisch, nicht nur logisch, das heißt zu überschreiben). Die Crypt Breaker's
Workbench enthält alles Nötige, um diese Verschlüsselung zu knacken (axi-
on.physics.ubc.ca/cbw.html).
2.7.11.3 Unsymmetrische Verfahren
Die asymmetrischen Verfahren verwenden zum Verschlüsseln und Entschlüs-
seln zwei völlig verschiedene, nicht voneinander ableitbare Schlüssel. Benut-
zer A hat sich ein Paar zusammengehöriger Schlüssel gebastelt, den ersten
zum Verschlüsseln, den zweiten zum Entschlüsseln, wie, werden wir noch se-
hen. Den ersten Schlüssel gibt er öffentlich bekannt, daher Public Key. Jeder
kann ihn benutzen, zum Beispiel Benutzer B, der A eine vertrauliche Email
schicken möchte. Was einmal damit verschlüsselt ist, lässt sich nur noch mit
dem zweiten Schlüssel entschlüsseln, und den hält Benutzer A geheim. Er
teilt ihn niemandem mit, daher Private Key.
Jetzt kann es nur noch passieren, dass ein Benutzer C unter Missbrauch
des Namens von B an A eine beleidigende Mail schickt und B darauf hin
mit A Krach bekommt. Veröffentlicht A den Dechiffrierschlüssel und behält
den Chiffrierschlüssel für sich, kann er chiffrierte Texte versenden, die jeder
entschlüsseln und lesen kann, wobei die Texte nur von A chiffriert worden
sein können. Das ist das Authentifizierungs-Problem.
Wie kommt man nun zu einem derartigen Schlüsselpaar? Ein Weg beruht
auf der Tatsache, dass man leicht zwei ganze Zahlen großer Länge mitein-
ander multiplizieren kann, sogar ohne Rechner, während die Zerlegung ei-
ner großen Zahl (um die zweihundert dezimale Stellen entsprechend etwa
500 Bits) in ihre Primfaktoren mit den heute bekannten Algorithmen und
Rechnern aufwendig ist, jedenfalls wenn gewisse Voraussetzungen eingehal-
ten werden. Ron Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman haben auf diesem
Gedanken aufbauend das verbreitete RSA-Verfahren entwickelt.
Man wähle zufällig zwei große Primzahlen p und q, zweckmäßig von an-
nähernd gleicher Länge. Ihr Produkt sei n = pq. Weiter wähle man eine Zahl
e so, dass e und (p-1)(q-1) teilerfremd (relativ prim) zueinander sind. Eine
vierte Zahl d berechne man aus:
d = e-1 mod ((p- 1)(q - 1)) (2.1)

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Die Zahlen e und n bilden den öffentlichen Schlüssel, die Zahl d ist der pri-
vate, geheime Schlüssel. Die beiden Primzahlen p und q werden nicht weiter
benötigt, müssen aber geheim bleiben (löschen).
Wir sehen den Klartext K als eine Folge von Ziffern an. Er wird in Blöcke
Ki kleiner n aufgeteilt. Die Geheimnachricht G besteht aus Blöcken Gi, die
sich nach
Gi = Ke
i mod n (2.2)
berechnen. Zur Entschlüsselung berechnet man
Ki = Gd
i mod n (2.3)
Einzelheiten und Begründung hierzu siehe die Bücher von Friedrich L. Bau-
er oder Bruce Schneier. Nun ein Beispiel aus dem Buch von F. L. Bauer. Wir
wählen einen Text aus lateinischen Buchstaben samt Zwischenraum und er-
setzen die Zeichen durch die Nummern von 00 bis 26. Er bekommt folgendes
Aussehen:
K = 051818011805000821... (2.4)
und wählen:
p = 47 q = 59 n = p*q = 2773 (2.5)
Wir teilen den Klartext in vierziffrige Blöcke kleiner n auf:
K1 = 0518 K2 = 1801 K3 = 1805... (2.6)
Zur Bestimmung von e berechnen wir:
(p- 1)(q - 1) = 46 * 58 = 2668 (2.7)
Die Zahl 2668 hat die Teiler 2, 4, 23, 29, 46, 58, 92, 116, 667 und 1334. Für e
wählen wir 17, teilerfremd zu 2668. Dann ergibt sich d zu:
d = 17-1 mod 2668 (2.8)
Diese vielleicht unbekannte Schreibweise ist gleichbedeutend damit, ein Paar
ganzer Zahlen d,x so zu bestimmen, dass die Gleichung:
d* 17 = 2668 *x + 1 (2.9)
erfüllt ist. Die Zahl d = 157 ist eine Lösung mit x = 1. Gezielt ermittelt man
Lösungen mittels des Erweiterten Euklidischen Algorithmus. Nun haben wir
mit n, e und d alles, was wir brauchen und gehen ans Verschlüsseln:
G1 = Ke
1 mod n = 051817 mod 2773 = 1787 (2.10)
und entsprechend für die weiteren Blöcke. Gleiche Klartextblöcke ergeben
gleiche Geheimtextblöcke, was bereits ein Risiko ist. Zum Entschlüsseln be-
rechnet man:
K1 = Gd
1 mod n = 1787157 mod 2773 = 518 (2.11)
und so weiter. Die Arithmetik großer Ganzzahlen ist für Rechner kein Pro-
blem, für Taschenrechner eher. Man kann sie sogar in Silizium gießen und

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erhält schnelle Chips zum Ver- und Entschlüsseln, ohne Software bemühen
zu müssen. Da n und e öffentlich sind, könnte man durch Zerlegen von n in
seine Primfaktoren leicht den privaten Schlüssel d ermitteln, aber das Zerle-
gen großer Zahlen ist nach heutigem Wissensstand sehr aufwendig.
Es gibt weitere unsymmetrische Verfahren wie das von Taher Elgamal.
Wird das Dokument symmetrisch verschlüsselt und der dazu erforderliche
Schlüssel unsymmetrisch verschlüsselt mitgeteilt, spricht man auch von hy-
briden Verfahren. Auf www.rsa.com/ findet sich Material zur Vertiefung des
Themas. Eine zehnteilige FAQ-Sammlung zur Kryptografie liegt im Netz.
2.7.11.4 Angriffe (Kryptanalyse)
Angriffe auf verschlüsselte Daten -- wissenschaftlich als Kryptanalyse, sonst
als Cracking bezeichnet -- gehen möglichst von irgendwelchen bekannten oder
vermuteten Zusammenhängen aus. Das kleinste Zipfelchen an Vorkenntnis-
sen kann entscheidend sein
Fussnote: Beim Knacken von Enigma spielte eine Rolle, dass der
Gegner wusste, dass ein Buchstabe niemals durch sich selbst ver-
schlüsselt wurde. Ende Fussnote
. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Benutzer seinen nur gering modifizierten
Benutzernamen als Passwort verwendet, ist leider hoch. Damit fängt man
an. Das Ausprobieren aller nur möglichen Schlüssel wird Brute Force Attack
genannt und ist bei kurzen Schlüsseln dank Rechnerhilfe auch schnell von
Erfolg gekrönt. Das Faktorisieren kleiner Zahlen ist ebenfalls kein Problem.
Aber selbst bei großen Zahlen, die für einen einzelnen Rechner -- auch wenn
er zu den schnellsten gehört -- eine praktisch unlösbare Aufgabe darstellen,
kommt man in kurzer Zeit zum Ziel, wenn man die Leerlaufzeiten von eini-
gen Hundert durchschnittlichen Rechnern für seinen Zweck einsetzen kann.
Das ist ein organisatorisches Problem, kein mathematisches, und bereits ge-
löst, siehe www.distributed.net/rc5/. Das ganze Nachdenken über sichere Ver-
schlüsselung erübrigt sich im übrigen bei schlampigem Umgang mit Daten
und Schlüsseln. Der Benutzer ist erfahrungsgemäß das größte Risiko.
2.7.12 Formatierer
2.7.12.1 Inhalt, Struktur und Aufmachung
Ein Schriftstück - sei es Brief oder Buch - hat einen Inhalt, nämlich Text,
gegebenenfalls auch Abbildungen, der in einer bestimmten Form dargestellt
ist. Bei der Form unterscheiden wir zwischen der logischen Struktur und
ihrer Darstellung auf Papier oder Bildschirm, Aufmachung oder Layout ge-
nannt. Beim Schreiben des Manuskriptes macht sich der Autor Gedanken
über Struktur und Inhalt, aber kaum über Schrifttypen und Schriftgrößen,
den Satzspiegel, den Seitenumbruch, die Numerierung der Abbildungen. Das
ist Aufgabe des Metteurs oder Layouters im Verlag, der seinerseits möglichst
wenig am Inhalt ändert. Schreiben und Setzen sind unterschiedliche Aufga-
ben, die unterschiedliche Kenntnisse erfordern.

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Der Rechner wird als Werkzeug für alle drei Aufgaben (Inhalt, Struktur,
Layout) eingesetzt. Mit einem Editor schreibt man einen strukturierten Text,
weitergehende Programme prüfen die Rechtschreibung, helfen beim Erstel-
len eines Sachregisters, analysieren den Stil. Ein Satz- oder Formatierpro-
gramm erledigt den Zeilen- und Seitenumbruch, sorgt für die Numerierung
der Abschnitte, Seiten, Abbildungen, Tabellen, Fußnoten und Formeln, legt
die Schriftgrößen fest, ordnet die Abbildungen in den Text ein, stellt das In-
haltsverzeichnis zusammen usw. Während es einfache Formatierer gibt, er-
füllt ein Satzprogramm höhere Ansprüche und besteht daher aus einem gan-
zen Programmpaket.
Der UNIX-Formatierer nroff(1) und das Satzprogramm LaTeX (TeX,
LaTeX, pdftex etc.) halten Struktur und Layout auseinander. Man schreibt
mit einem beliebigen Editor den strukturierten Text und formatiert anschlie-
ßend. LaTeX verfolgt darüber hinaus den Gedanken, dass der Autor seine
Objekte logisch beschreiben und von der typografischen Gestaltung, dem Lay-
out, möglichst die Finger lassen soll. Der Autor soll sagen: Jetzt kommt eine
Kapitelüberschrift oder Jetzt folgt eine Fußnote. LaTeX legt dann nach typo-
grafischen Regeln die Gestaltung fest. Man kann darüber streiten, ob diese
Regeln das Nonplusultra der Schwarzen Kunst sind, ihr Ergebnis ist jeden-
falls besser als vieles, was Laien sich ausdenken.
Sowohl nroff(1) wie LaTeX zielen auf die Wiedergabe der Dokumente
mittels Drucker auf Papier ab. Mit Hilfe von Programmen wie gv(1) oder
xdvi(1) lassen sich die Ergebnisse vor dem Ausdrucken auf dem Bildschirm
beurteilen. Die Hypertext Markup Language HTML, deren Anwendung wir
im Abschnitt über das World Wide Web begegnen, hat viel mit LaTeX gemein-
sam, eignet sich jedoch in erster Linie für Dokumente, die auf dem Bildschirm
dargestellt werden sollen. Auch sie trennt Struktur und Layout.
Textverarbeitungsprogramme wie Word, Wordperfect oder Wordstar --
häufig mit einigen weiteren Anwendungen zu sogenannten Office-Paketen ge-
bündelt -- haben Formatierungsaufgaben integriert, sodass man sich am Bild-
schirm während des Schreibens den formatierten Text ansehen kann. Diese
Möglichkeit wird als WYSIWYG bezeichnet: What you see is what you get,
auf französisch Tel écran -- tel écrit. Das erleichtert bei einfachen Aufgaben
die Arbeit, bei anspruchsvollen Manuskripten hat es der Autor jedoch leich-
ter, wenn er sich zunächst auf Inhalt und Struktur konzentrieren kann. Au-
ßerdem birgt WYSIWYG eine Versuchung in sich. Die reichen Mittel aus dem
typografischen Kosmetikkoffer namens Desktop Publishing sind sparsam ein-
zusetzen, unser Ziel heißt Lesbarkeit, nicht Barock.
Beim Arbeiten mit Formatierern wie LaTeX -- gegebenfalls in Verbindung
mit einem Versionskontrollsystem wie RCS -- kommen die Schwierigkeiten
am Anfang, wenn man eine Reihe von Kommandos lernen muss, wenig Vor-
lagen hat und viel Mühe in die Strukturierung des Projektes steckt, die sich
nicht auf Papier niederschlägt. Beim Arbeiten mit WYSIWYG-Programmen
hat man schnell Erfolgserlebnisse, die Schwierigkeiten kommen später, wenn
die Manuskripte umfangreicher und komplexer werden, aber dann wird ein
Umstieg teuer.

Seite 170
2.7.12.2 Ein einfacher Formatierer (adjust)
Ein einfacher Formatierer ist adjust(1). Der Aufruf
adjust -j -m60 textfile
versucht, den Text in textfile beidseits bündig (Blocksatz) mit 60 Zeichen
pro Zeile zu formatieren. Die Ausgabe geht nach stdout. adjust(1) trennt
keine Silben, sondern füllt nur mit Spaces auf. Für bescheidene Anforderun-
gen geeignet.
2.7.12.3 UNIX-Formatierer (nroff, troff)
Die Standard-Formatierer in UNIX sind nroff(1) für Druckerausgabe und
sein Verwandter troff(1) für Fotosatzbelichter. Da wir letztere nicht ha-
ben, ist bei uns troff(1) nicht installiert. Das n steht für new, da der Vor-
gänger von nroff(1) ein roff war, und dieser hieß so, weil man damit
run off to the printer verband.
Eine Datei für nroff(1) enthält den unformatierten Text und nroff-
Kommandos. Diese stehen stets in eigenen Zeilen mit einem Punkt am An-
fang. Ein nroff-Text könnte so beginnen:
.po 1c
.ll 60
.fi
.ad c
.cu 1
Ein Textbeispiel
von W. Alex
.ad b
.ti 1c
Dies ist ein Beispiel fuer einen Text, der mit nroff
formatiert werden soll. Er wurde mit dem Editor vi
geschrieben.
.ti 1c
Hier beginnt der zweite Absatz.
Die Zeilenlaenge in der Textdatei ist unerheblich.
Man soll die Zeilen kurz halten.
Fuer die Ausgabe formatiert nroff die Zeilen.
Die nroff-Kommandos bedeuten folgendes:
? po 1c page offset 1 cm (zusätzlicher linker Seitenrand)
? ll 60 line length 60 characters
? fi fill output lines (für Blocksatz)

Seite 171
? ad c adjust center
? cu 1 continuous underline 1 line (auch Spaces unterstreichen)
? ad b adjust both margins
? ti 1c temporary indent 1 cm
Die Kommandos können wesentlich komplexer sein als im obigen Beispiel,
es sind auch Makros, Abfragen und Rechnungen möglich. S. R. Bourne führt
in seinem im Anhang ?? Zum Weiterlesen auf Seite ?? genannten Buch die
Makros auf, mit denen die amerikanische Ausgabe seines Buches formatiert
wurde. Es gibt ganze Makrobibliotheken zu nroff(1).
Da sich Formeln und Tabellen nur schlecht mit den Textbefehlen beschrei-
ben lassen, verwendet man für diese beiden Fälle eigene Befehle samt Präpro-
zessoren, die die Spezialbefehle in nroff(1)-Befehle umwandeln. Für Tabel-
len nimmt man tbl(1), für Formeln neqn(1), meist in Form einer Pipe:
tbl textfile | neqn | nroff | col | lp
wobei col(1) ein Filter zur Behandlung von Backspaces und dergleichen ist.
2.7.12.4 LaTeX
TeX ist eine Formatierungssoftware, die von Donald Ervin Knuth entwickelt
wurde -- dem Mann, der seit Jahrzehnten an dem siebenbändigen Werk The
Art of Computer Programming schreibt und hoffentlich noch lange lebt. Die
Stärke der Software sind umfangreiche mathematische Texte, seine Schwä-
che war die Grafik. Inzwischen gibt es Zusatzprogramme (TeXCAD u. a.)
zu LaTeX, die es erleichtern, den Text durch Zeichnungen zu ergänzen. Au-
ßerdem kann man Grafiken bestimmter Formate -- Encapsulated PostScript,
auch jpeg-Fotos -- in den Text einbinden. Seine Grenzen findet TeX/LaTeX bei
der Gestaltung von:
? Zeitungen mit mehreren Spalten, vielen Überschriften, Anzeigen und
dergleichen. Für diese Aufgabe braucht man Layout-Programme wie
Quark Xpress (kommerziell).
? Bildbänden oder Fotoalben mit vielen großformatigen Abbildungen.
Hier kann man sich helfen, indem man Bild- und Textteil voneinander
trennt. Das gesamte Werk lässt sich dann wieder mit LaTeX einrichten.
Wenn jedes Bild samt Unterschrift genau eine Seite beansprucht, wird
es wieder einfach.
TeX ist sehr leistungsfähig, verlangt aber vom Benutzer die Kenntnis vie-
ler Einzelheiten, ähnlich wie das Programmieren in Assembler. LaTeX ist eine
Makrosammlung, die auf TeX aufbaut. Die LaTeX-Makros von Leslie Lam-
port erleichtern bei Standardaufgaben und -formaten die Arbeit beträchtlich,
indem viele TeX-Befehle zu einfach anzuwendenden LaTeX-Befehlen zusam-
mengefasst werden. Kleinere Modifikationen der Standardeinstellungen sind
vorgesehen, weitergehende Sonderwünsche erfordern das Hinabsteigen auf
TeX-Ebene. LaTeX eignet sich für alle Arten von Dokumenten, vom Brief bis

Seite 172
zum mehrbändigen Lebenswerk. Es steht für viele Systeme kostenfrei zur
Verfügung. Alle verbreiteten Linux-Distributionen bringen LaTeX mit.
Computeralgebrasysteme wie Maple arbeiten mit LaTeX zusammen; aus
den Arbeitsblättern lassen sich LaTeX-Artikel erzeugen. Diese kann man
entweder als selbständige Dokumente behandeln oder nach etwas Editie-
ren (Löschen des Vorspanns) als Kapitel oder Abschnitte in andere LaTeX-
Dokumente einbinden. Man hat damit sozusagen ein LaTeX, das rechnen
kann.
Das Adobe-pdf-Format (Portable Document Format), eine Weiterentwick-
lung von PostScript, hat sich sehr verbreitet. Es führt zu kompakteren
Dateien und ist vielseitiger. Zum Lesen oder Drucken von pdf-Dateien
braucht man den kostenlos erhältlichen Adobe Reader. Es gibt Werkzeuge
zum Umwandeln von PostScript nach pdf; besser jedoch ist es, aus LaTeX-
Manuskripten mittels pdflatex unmittelbar pdf-Dateien zu erzeugen. Zwi-
schen beiden LaTeX-Programmen bestehen kleine Unterschiede beim Einbin-
den von Fotos in den Text.
Dokumentklassen Das wichtigste Stilelement ist die Dokumentklasse.
Diese bestimmt die Gliederung und wesentliche Teile der Aufmachung.
Die Dokumentklasse book kennt Bände, Kapitel, Abschnitte, Unterabschnit-
te usw. Ein Inhaltsverzeichnis wird angelegt, auf Wunsch und mit etwas
menschlicher Unterstützung auch ein Sachregister. Bei der Dokumentklasse
report beginnt die Gliederung mit dem Kapitel, ansonsten ist sie dem Buch
ähnlich. Das ist die richtige Klasse für Dissertationen, Diplomarbeiten, For-
schungsberichte, Skripten und dergleichen. Mehrbändige Werke sind in die-
sem Genre eher selten. Die Dokumentklasse article eignet sich für Aufsätze
und kurze Berichte. Die Gliederung beginnt mit dem Abschnitt, die Klasse
kennt kein Inhaltsverzeichnis, dafür aber ein Abstract. Nützlich ist auch die
Dokumentklasse foils zur Formatierung von Folien für Overhead-Projektoren.
Hier wird das Dokument in Folien gegliedert, die Schriftgöße beträgt 25 oder
30 Punkte. Zum Schreiben von Briefen gibt es eine Klasse -- dinbrief -- mit de-
ren Hilfe sich anspruchsvoll gestaltete, normgerechte Briefe erstellen lassen.
Arbeitsweise Man schreibt seinen Text mit einem beliebigen Editor. Da-
bei wird nur von den druckbaren Zeichen des US-ASCII-Zeichensatzes zu-
züglich Linefeed Gebrauch gemacht. In den Text eingestreut sind LaTeX-
Anweisungen. Der Name der Textdatei muss die Kennung .tex haben. Dann
schickt man die Textdatei durch den LaTeX-Compiler. Dieser erzeugt eine
Binärdatei, deren Namen die Kennung .dvi trägt. Das bedeutet device inde-
pendent, die Binärdatei ist noch nicht auf ein bestimmtes Ausgabegerät hin
ausgerichtet. Mittels eines geräteabhängigen Treiberprogrammes wird aus
der dvi-Datei die bit-Datei erzeugt -- Kennung .bit -- das mit einem UNIX-
Kommando wie cat durch eine hundertprozentig transparente Schnittstelle
zum Ausgabegerät geschickt wird. Es gibt ein Programm dvips(1), das ei-
ne PostScript-Datei erzeugt, welche auf einem beliebigen PostScript-Drucker

Seite 173
ausgegeben werden kann. Bei pdflatex entfällt der Zwischenschritt über die
dvi-Datei. Man erhält sofort eine pdf-Datei.
Format dieses Textes Der vorliegende Text wurde mit LaTeX2e auf einem
Linux-PC formatiert, mittels dvips(1) auf PostScript umgesetzt und auf ei-
nem Laserdrucker von Hewlett-Packard ausgegeben. Zunehmend mache ich
jedoch von pdflatex Gebrauch. Im wesentlichen verwende ich die Standard-
vorgaben. Die Zeichnungen wurden mit TeXCAD oder xfig(1) entworfen. TeX-
CAD erzeugt LaTeX-Dateien, die man editieren kann, so man das für nötig
befindet.
Im Text kommen Quelltexte von Programmen vor, die wir ähnlich wie Ab-
bildungen oder Tabellen in einer eigenen Umgebung formatieren wollten.
Eine solche Umgebung war seinerzeit nicht fertig zu haben. Man musste
selbst zur Feder greifen, möglichst unter Verwendung vorhandenen Codes.
Die Schwierigkeit lag darin herauszufinden, wo was definiert wird, da viele
Makros wieder von anderen Makros abhängen. Die neue source-Umgebung
wird zusammen mit einigen weiteren Wünschen in einer Datei alex.sty de-
finiert, das dem LaTeX-Kommando usepackage als Argument mitgegeben
wird:
% alex.sty mit Erweiterungen fuer Skriptum, 1996-11-30
%
% Aenderungen von latex.tex, report.sty, rep12.sty
%
% Meldung fuer Bildschirm und main.log:
\typeout{Option alex.sty, 1996-11-30 W. Alex}
%
% Stichwoerter hervorheben und in Index aufnehmen:
% (hat sich als unzweckmaessig erwiesen,
% Text nach und nach verbessern)
\newcommand{\stw}[1]{{\em#1}\index{#1}}
%
% Hervorhebungen in Boldface mittels \em:
\renewcommand{\em}{\bf}
%
% Fussnoten-Schriftgroesse vergroessern:
\renewcommand{\footnotesize}{\small}
%
% in Tabellen:
\newcommand{\x}{\hspace*{10mm}}
\newcommand{\h}{\hspace*{25mm}}
\newcommand{\hh}{\hspace*{30mm}}
\newcommand{\hhh}{\hspace*{40mm}}
%
% falls \heute nicht bekannt:
\newcommand{\heute}{\today}
%
% Abkuerzung:
\newcommand{\lra}{\longrightarrow}

Seite 174
%
% Plazierung von Gleitobjekten (Bilder usw.):
% totalnumber ist die maximale Anzahl von
% Gleitobjekten pro Seite
% textfraction ist der Bruchteil einer Seite,
% der fuer Text mindestens verfuegbar bleiben muss
% (ist null erlaubt??)
\setcounter{totalnumber}{4}
\renewcommand{\textfraction}{0.1}
%
% Splitten von Fussnoten erwschweren:
\interfootnotelinepenalty=2000
%
% kein zusaetzlicher Zwischenraum nach Satzende
\frenchspacing
%
% Numerierung der Untergliederungen:
\setcounter{secnumdepth}{3}
\setcounter{tocdepth}{3}
%
% neuer Zaehler fuer Uebersicht (Overview):
\newcounter{ovrdepth}
\setcounter{ovrdepth}{1}
%
% Satzspiegel vergroessern:
\topmargin-24mm
\textwidth146mm
\textheight236mm
%
% zusaetzlicher Seitenrand fuer beidseitigen Druck:
\oddsidemargin14mm
\evensidemargin0mm
%
% eigene Bezeichnungen, lassen sich beliebig aendern:
\def\contentsname{Inhaltsverzeichnis}
\def\chaptername{Kapitel}
\def\listfigurename{Abbildungen}
\def\listtablename{Tabellen}
\def\listsourcename{Programme}
\def\indexname{Sach- und Namensverzeichnis}
\def\figurename{Abb.}
\def\tablename{Tabelle}
\def\sourcename{Programm}
\def\ovrname{"Ubersicht}
%
% wegen Quotes (Gaensefuesschen) in source-Umgebung,
% darf auch sonst verwendet werden:
\def\qunormal{\catcode'\"=12}
\def\quactive{\catcode'\"=\active}
%
% in Unterschriften Umlaute ("a, "o, "u) ermoeglichen

Seite 175
% (der Programmtext wird mit qunormal geschrieben):
\def\caption{\quactive \refstepcounter\@captype
\@dblarg{\@caption\@captype}}
%
% neue Umgebung source fuer Programmtexte
% aehnlich figure, nicht floatend, Seitenumbruch erlaubt
% abgestimmt auf \verbinput{file} aus verbtext.sty
% qunormal + quactive sind enthalten
%
% neuer Zaehler, kapitelweise:
\newcounter{source}[chapter]
\def\thesource{\thechapter.\arabic{source}\ }
\def\fnum@source{{\sl\sourcename\ \thesource}}
%
% Filekennung List of Sources (main.los) und
% Overview (main.ovr):
\def\ext@source{los}
\def\ext@overview{ovr}
%
% neue Umgebung, Aufruf: \begin{source} .... \end{source},
% vor end{source} kommt caption:
\newenvironment{source}{\vskip 12pt \qunormal
\def\@currentlabel{\p@source\thesource}
\def\@captype{source}}{\quactive \vskip 12pt}
%
% neuer Befehl \listofsources analog \listoffigures
% zur Erzeugung eines Programmverzeichnisses:
\def\listofsources{\@restonecolfalse\if@twocolumn
\@restonecoltrue\onecolumn
\fi\chapter*{\listsourcename\@mkboth
{{\listsourcename}}{{\listsourcename}}}\@starttoc{los}
\if@restonecol\twocolumn\fi}
\let\l@source\l@figure
%
% Kapitelkopf, rep12.sty. Siehe Kopka 2, S. 187 + 289:
% ohne Kapitel + Nummer:
\def\@makechapterhead#1{\vspace*{36pt}
{\parindent 0pt \raggedright
\LARGE \bf \thechapter \hspace{6mm} #1 \par
\nobreak \vskip 10pt } }
\def\@makeschapterhead#1{\vspace*{36pt}
{\parindent 0pt \raggedright
\LARGE \bf #1 \par
\nobreak \vskip 10pt } }
%
% aus rep12.sty; ergaenzt wegen source
% (sonst fehlt der vspace im Programmverzeichnis):
\def\@chapter[#1]#2{\ifnum \c@secnumdepth >\m@ne
\refstepcounter{chapter}
\typeout{\@chapapp\space\thechapter.}

Seite 176
\addcontentsline{toc}{chapter}{\protect
\numberline{\thechapter}#1}\else
\addcontentsline{toc}{chapter}{#1}\fi
\chaptermark{#1}
\addtocontents{lof}{\protect\addvspace{10pt}}
\addtocontents{los}{\protect\addvspace{10pt}}
\addtocontents{lot}{\protect\addvspace{10pt}}
\if@twocolumn \@topnewpage[\@makechapterhead{#2}]
\else \@makechapterhead{#2}
\@afterheading \fi}
%
% Inhaltsverzeichnis modifiziert:
\def\tableofcontents{\@restonecolfalse
\if@twocolumn\@restonecoltrue\onecolumn
\fi\chapter*{\contentsname
\@mkboth{{\contentsname}}{\contentsname}}
\@starttoc{toc}\if@restonecol\twocolumn\fi}
%
% weniger Luft in itemize (listI), aus rep12.sty:
\def\@listI{\leftmargin\leftmargini
\parsep 4pt plus 2pt minus 1pt
\topsep 6pt plus 4pt minus 4pt
\itemsep 2pt plus 1pt minus 1pt}
%
% Seitennumerierung, aus report.sty uebernommen
% in main.tex erforderlich \pagestyle{uxheadings}
% nur fuer Option twoside passend:
\def\ps@uxheadings{\let\@mkboth\markboth
\def\@oddfoot{} \def\@evenfoot{}
\def\@evenhead{\small{{\rm \thepage} \hfil
{\rm \leftmark}}}
\def\@oddhead{\small{{\rm \rightmark} \hfil
{\rm \thepage}}}
\def\chaptermark##1{\markboth {\ifnum \c@secnumdepth
>\m@ne \thechapter \ \ \fi ##1}{}}
\def\sectionmark##1{\markright
{\ifnum \c@secnumdepth >\z@
\thesection \ \ \fi ##1}}}
%
% Abb., Tabelle slanted, wie Programm:
\def\fnum@figure{{\sl\figurename\ \thefigure}}
\def\fnum@table{{\sl\tablename\ \thetable}}
%
% ersetze im Index see durch \it s.:
\def\see#1#2{{\it s.\/} #1}
%
% Indexvorspann, siehe Kopka 2, Seite 66:
\def\theindex#1{\@restonecoltrue\if@twocolumn
\@restonecolfalse\fi
\columnseprule \z@
\columnsep 35pt\twocolumn[\@makeschapterhead

Seite 177
{\indexname}#1]
\@mkboth{\indexname}{\indexname}\thispagestyle
{plain}\parindent\z@
\parskip\z@ plus .3pt\relax\let\item\@idxitem}
%
% Uebersicht aus Inhaltsverzeichnis entwickelt:
%
% Wenn Inhaltsverzeichnis fertig,
% fgrep chapter main.toc > main.ovr
% Dann nochmals latex main.tex (Workaround)
\def\overview{\@restonecolfalse\if@twocolumn
\@restonecoltrue\onecolumn
\fi\chapter*{\vspace*{-18mm}\ovrname
\@mkboth{{\ovrname}}{\ovrname}}
\@starttoc{ovr}\if@restonecol\twocolumn\fi}
Quelle 2.23 : LaTeX-Datei alex.sty mit eigenen Makros, insbesondere der
source-Umgebung
Das Manuskript wurde auf mehrere Dateien in je einem Unterverzeich-
nis pro Kapitel aufgeteilt, die mittels \include in die Hauptdatei main.tex
eingebunden werden. Die Hauptdatei sieht so aus:
% Hauptfile main.tex fuer das gesamte Buch
% alex.sty erforderlich, 1996-11-30, fuer source usw.
% Files bigtabular.sty und verbtext.sty erforderlich
%
% Format: LaTeX
%
% Umgestellt auf LaTeX2e 1998-05-27 W. Alex
%
\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\documentclass[12pt,twoside,a4paper]{report}
\usepackage{german,makeidx}
\usepackage{bigtabular,verbatim,verbtext,alex}
\pagestyle{uxheadings}
\sloppy
%
% Universitaetslogo einziehen
\input{unilogo}
%
% Trennhilfe
\input{hyphen}
%
% Indexfile main.idx erzeugen
\makeindex
%
% nach Bedarf:
% \includeonly{einleit/vorwort,einleit/umgang}
%
\begin{document}

Seite 178
\unitlength1.0mm
\include{verweisU}
\include{verweisC}
\begin{titlepage}
\begin{center}
\vspace*{20mm}
\hspace*{13mm} \unilogo{32}\\
\vspace*{24mm}
\hspace*{14mm} {\Huge UNIX, C und Internet\\}
\vspace*{10mm}
\hspace*{13mm} {\Large W. Alex und G. Bern"or\\}
\vspace*{6mm}
\hspace*{13mm} {\large unter Mitarbeit von B. Alex
und O. Koglin\\}
\vspace*{10mm}
\hspace*{13mm} {\Large 1999\\}
\vspace*{80mm}
\hspace*{13mm} {\Large Universit"at Karlsruhe\\}
\end{center}
\end{titlepage}
\include{einleit/copyright}
\pagenumbering{roman}
\setcounter{page}{5}
\include{einleit/vorwort}
\overview
\include{einleit/gebrauch}
\tableofcontents
\listoffigures
% \listoftables
\listofsources
\cleardoublepage
\pagenumbering{arabic}
\include{einleit/umgang}
\include{hardware/hardware}
\include{unix/unix}
\include{program/program}
\include{internet/internet}
\include{recht/recht}
\begin{appendix}
\include{anhang/anhang}
\end{appendix}
\cleardoublepage
\addcontentsline{toc}{chapter}{\indexname}
\printindex
\cleardoublepage
\setcounter{page}{0}
\include{einleit/rueckseite}
\end{document}
Quelle 2.24 : LaTeX-Hauptdatei main.tex für Manuskript

Seite 179
Das Prozentzeichen leitet Kommentar ein und wirkt bis zum Zeilenende.
Der Befehl makeindex im Vorspann von main.tex führt zur Eintragung der
im Text mit \index markierten Wörter samt ihren Seitenzahlen in eine Da-
tei main.idx. In der Markierung der Wörter steckt Arbeit. Die idx-Datei
übergibt man einem zu den LaTeX-Erweiterungen gehörenden Programm
makeindex von Pehong Chen (nicht zu verwechseln mit dem zuvor genannten
LaTeX-Kommando \makeindex). Das Programm erzeugt eine Datei namens
main.ind, die ein bisschen editiert und durch den \printindex-Befehl am
Ende des Manuskripts zum Dokument gebunden und ausgegeben wird.
Der DIN-Brief Zum Schreiben von Briefen mittels LaTeX verwendet
man im deutschen Sprachraum zweckmäßig die Dokumentklasse din-
brief. Die Klassenbeschreibung heißt dinbrief.cls und liegt im Verzeichnis
/usr/share/texmf/tex/latex/dinbrief/, die zugehörige Dokumentation im Ver-
zeichnis /usr/share/doc/texmf/latex/dinbrief/. Im persönlichen Briefverzeich-
nis legt man sich eine Vorlage (Muster, Schablone, Template) folgender Art
an:
\documentclass[12pt]{dinbrief}
\usepackage{german, newcent}
% \input{briefkopf} % verwende keinen ausser dem Absender
\address{{\bf Dr.-Ing. Wulf Alex}\\
Latexweg 999\\
D-12345 Unixhausen (Baden)\\
Tel. 01234/567890\\
Mobiltel. 0160/12345\\
Email wulf.alex@mvm.uni-karlsruhe.de}
\backaddress{W. Alex, Latexweg 999, D-12345 Unixhausen}
% \signature{W. Alex}
\place{Unixhausen (Baden)}
\begin{document}
\begin{letter}{Superputer GmbH\\
Debianstra\3e 111\\ \\
{\bf 01234 Linuxberg}}
\subject{Open-Source-Treffen 2003}
\nowindowrules
\opening{Sehr geehrte Damen und Herren,}
Hier folgt der Text.
\closing{Mit freundlichem Gru\3\\Ihr}
% \ps{Postscriptum}
% \cc{Verteiler}
% \encl{Bericht 2003.1}
\end{letter}

Seite 180
\end{document}
Quelle 2.25 : LaTeX-Datei dinbrief.tex als Vorlage für Briefe
die man kopiert, um einen neuen Brief abzufassen. Nach dem Editieren der
Kopie geht es wie mit jedem LaTeX-Dokument weiter. Effektivitätsbewusste
Faulpelze legen sich ein Makefile an:
# Makefile fuer Briefe, W. Alex 2003-01-10
SRC = $@ # vordefinierte make-Variable
LATEX = /usr/bin/latex
PLATEX = /usr/bin/pdflatex
DVIPS = /usr/bin/dvips
.DEFAULT : # vordefiniertes Target
${PLATEX} ${SRC}.tex
${LATEX} ${SRC}.tex
${DVIPS} -o ${SRC}.ps ${SRC}
clean :
rm -f *.aux *.log *.dvi
Quelle 2.26 : Makefile zum LaTeXen von Briefen
und rufen make mit dem Namen der Briefdatei ohne Kennung als Argument
auf.
Planung eines LaTeX-Projektes Der gesamte Text samt LaTeX-Befehlen
kann in einer einzigen, großen Datei untergebracht werden. Bei umfangrei-
chen Werken wie einer Diplomarbeit ist eine Aufteilung auf mehrere Unter-
verzeichnisse und Dateien zweckmäßiger. Die Aufteilung sollte man zu Be-
ginn der Arbeit vornehmen, nicht erst wenn die Textdatei schon auf einige
Megabyte angewachsen ist. In das Hauptverzeichnis des Projektes kommen:
? die Haupt-LaTeX-Datei (main.tex, diplom.tex, skriptum.tex
oder ähnlich),
? das zugehörige Makefile (Makefile),
? die Datei mit den Trenn-Ausnahmen (hyphen.tex),
? die Datei mit den persönlichen Stil-Anpassungen (alex.sty),
? spezielle Hilfsdateien
(unilogo.tex, extarticle.cls, size14.clo),
? je ein Unterverzeichnis für jedes Kapitel (chapter),
? je ein Unterverzeichnis für Bilder, Tabellen, Programmquellen,
Overhead-Folien und dergleichen.
In jedes Kapitel-Unterverzeichnis kommen:

Seite 181
? je eine Kapiteldatei (unix.tex, internet.tex, CC++.tex),
? je eine Datei für jeden Abschnitt (section).
Eine Kapiteldatei beginnt mit \chapter{...} und endet mit \clearpage
oder \cleardoublepage. Eine Abschnittsdatei beginnt mit \section{...}
und endet offen. Die Kapiteldateien werden mittels \include{...}
in die Haupt-LaTeX-Datei eingebunden, die Abschnittsdateien mittels
\input{...} in die Kapiteldateien.
Jedes Kapitel, jeder Abschnitt, jeder Unterabschnitt, jedes Bild, jede Ta-
belle und jedes Programm bekommen von vornherein mittels \label{...}
ein Label, auf das man sich mit \ref{...} oder \pageref{...} im Text
beziehen kann. Zweckmäßig beginnt man den Labelnamen mit einem Hin-
weis auf das gelabelte Objekt: \label{chap:...}, \label{sec:...} oder
\label{fig:...}. Ebenso sind vor jedem Absatz die ins Sachregister aufzu-
nehmenden Stichwörter mittels \index{...} zu nennen, pro Zeile ein Ein-
trag wegen besserer Übersicht. Diese Verzierungen nachträglich anzubrin-
gen, kostet unnötig Zeit. Eine Übersicht der verwendeten Label zieht man
sich aus der .aux-Datei heraus:
grep newlabel skriptum.aux | tr -d '\\newlabel' |
sort > skriptum.lab
Das Makefile sieht dann ungefähr so aus:
all : diplom schirm papier
diplom :
rm -f *.dvi *.aux *.log *.idx *.ilg *.ind
rm -f *.toc *.lof *.lot
latex diplom
latex diplom
latex diplom
schirm :
xdvi diplom
papier :
dvips -o diplom.ps diplom
clean :
rm -f *.dvi *.aux *.log *.idx *.ilg *.ind
rm -f *.toc *.lof *.lot
Drei LaTeX-Durchgänge wegen Referenzen und Inhaltsverzeichnis.
Technische Dokumente enthalten oft Illustrationen. Hierzu benötigt man
folgende Werkzeuge (in Linux-Distributionen üblicherweise enthalten):
? zum Zeichnen von Diagrammen aus Formeln oder Wertetabellen gnu-
plot(1),

Seite 182
? zum Zeichnen von Schemata und dergleichen xfig(1),
? zum Scannen und Bearbeiten von Fotos gimp(1).
Diese Werkzeuge werden im Abschnitt 2.9 L'atelier graphique auf Seite 232
erläutert.
2.7.13 Texinfo
Dem Texinfo-System (gesprochen tekinfo) aus der GNU-Sammlung begegnen
wir oft im Zusammenhang mit Online-Hilfen wie den man-Seiten. Zum Bei-
spiel heißt es auf der man-Seite zum Kommando dvips(1), dass sie veraltet
sei und man statt ihrer die zugehörige Texinfo-Dokumentation lesen möge.
Texinfo erlaubt, Dokumente zu strukturieren und wahlweise auf Bildschirm
oder Papier auszugeben. Auch eigene Dokumente lassen sich mit dem System
verarbeiten.
Als erstes beschaffen wir uns das Paket, sofern es nicht schon eingerichtet
ist, per Anonymous FTP von ftp.gnu.org oder einem näher gelegenen Mirror.
Das Paket ist wie üblich ein komprimiertes Archiv und muss daher in ei-
nem beliebigen Verzeichnis mittels gunzip(1) auf Trinkstärke verdünnt und
dann mit tar -xf ausgepackt werden. Anschließend findet man ein Unterver-
zeichnis texinfo-* vor und wechselt hinein. Optimisten rufen dann sofort das
Kommando ./configure auf, nach dessen hoffentlich erfolgreichem Abschluss
make. Geht alles gut, kann man make check ausprobieren. Das Einrichten
wird vom Benutzer root (wegen der Zugriffsrechte der Systemverzeichnisse)
mit make install vorgenommen. In unserem Fall lagen danach die Program-
me samt Zubehör unter /usr/local. Mit make clean und make distclean wird
aufgeräumt.
Das Kommando zum Lesen lautet /usr/local/bin/info. Man kann es zu-
nächst einmal anstelle man aufrufen, beispielsweise als info ls. Dann be-
kommt man mit den Möglichkeiten von Texinfo wie Vorwärts- und Rück-
wärtsblättern die gewohnte man-Seite angezeigt. Mit dem Kommando info
info erscheint eine kurze, strukturierte Einführung auf dem Bildschirm, die
man durcharbeiten sollte. Bei Schwierigkeiten versuchen Sie es mit einer Op-
tion info -f info.
Ein Texinfo-Quelltext wird mit einem beliebigen Editor geschrieben. Der
GNU-emacs kennt einen Texinfo-Modus, der die Arbeit erleichtert. Metazei-
chen sind der Klammeraffe und die beiden geschweiften Klammern. Tabs ver-
ursachen Probleme bei der Formatierung, ansonsten dürfen alle druckbaren
ASCII-Zeichen im Text vorkommen. Die Formatierkommandos lauten anders
als bei nroff(1), TeX oder LaTeX, obwohl sie zum großen Teil dieselben Aufga-
ben haben. Man darf auch nicht vergessen, dass man für zwei verschiedene
Leserkreise schreibt: die Buchleser und die Bildschirmleser. Kurze Passagen
im Text lassen sich so markieren, dass sie sich nur an einen der beiden Le-
serkreise wenden, aber zwei fast gänzlich unterschiedliche Dokumente abzu-
fassen, wäre ein Rückfall in die Zeit vor Texinfo. Die Referenz entnimmt man
am besten dem Archiv oder dem Netz, hier nur ein kurzes Beispiel:
(noch zu schreiben)

Seite 183
Zur Erzeugung der Papierausgabe ist die Texinfo-Quelldatei durch das
TeX-System samt den Makros Texinfo.tex zu schicken, die DVI-Datei dann
wie unter TeX oder LaTeX gewohnt durch dvips(1), um eine druckbare
PostScript-Datei zu erhalten. Die online lesbare info-Datei wird von dem Pro-
gramm makeinfo(1) erstellt, das zum Texinfo-Paket gehört. Zweckmäßig fasst
man die Kommandos in einem Makefile zusammen:
all : sample.ps sample.info
sample.ps : sample.dvi
dvips -o sample.ps sample
sample.dvi : sample.texinfo
tex sample.texinfo
sample.info : sample.texinfo
makeinfo sample
clean :
rm *.aux *.toc *.log
und ruft nach dem Editieren nur noch make(1) auf. Im Netz finden sich Kon-
verter von Texinfo nach HTML, nroff, IPF und RTF.
2.7.14 Hypertext
2.7.14.1 Was ist Hypertext?
Bei Hypertext und der Hypertext Markup Language (HTML) geht es auch um
das Formatieren von Texten oder allgemeiner von Hypermedia-Dokumenten,
aber es kommt noch etwas hinzu. Hypertexte enthalten Hyperlinks. Das sind
Verweise, die elektronisch auswertbar sind, so dass man ohne Suchen und
Blättern zu anderen Hypertexten weitergeführt wird. Man kann die Hyper-
links als aktive Querverweise bezeichnen. Auf Papier erfüllen Fußnoten, Li-
teratursammlungen, Register, Querverweise und Konkordanzen einen ähnli-
chen Zweck, ohne elektronischen Komfort allerdings. Im ersten Kapitel war
von Wallenstein die Rede. Von diesem Stichwort könnten Verweise auf das
Schauspiel von Friedrich Schiller, die Werke von Alfred Döblin, Ricarda Huch,
Peter Englund oder auf die Biografie von Golo Mann führen, die die jeweiligen
Texte auf den Bildschirm bringen, in Schillers Fall sogar mit einem Film.
In den jeweiligen Werken wären wieder Verweise enthalten, die auf Essays
zur Reichsidee oder zur Rolle Böhmens in Europa lenken. Leseratten würden
vielleicht auf dem Alexanderplatz in Berlin landen oder bei einem anderen
Vertreter der schreibfreudigen Familie Mann. Von dort könnte es nach Frank-
reich, Indien, Ägypten, in die USA oder die Schweiz weitergehen. Vielleicht
findet man auch Bemerkungen zum Verhältnis zwischen Literatur und Poli-
tik. Beim Nachschlagen in Enzyklopädien gerät man manchmal ins ziellose

Seite 184
Schmökern. Mit Hypertext ist das noch viel, viel schlimmer. So ist jede In-
formation eingebettet in ein Gespinst oder Netz von Beziehungen zu anderen
Informationen, und wir kommen zum World Wide Web. Davon später mehr.
2.7.14.2 Hypertext Markup Language (HTML)
Zum Schreiben von Hypertext-Dokumenten ist die Hypertext Markup Lan-
guage (HTML) entworfen worden, gegenwärtig in der Version 4 im Netz. Zum
Lesen von Hypertexten braucht man HTML-Brauser wie netscape, mozilla,
galeon, opera, mosaic, konqueror oder den Internet-Explorer von Microsoft.
Leider halten sich die wenigsten Brauser an den gültigen HTML-Standard.
Sie erkennen nicht alle standardkonformen HTML-Konstrukte und bringen
eigene (proprietäre) Vorstellungen mit. Wenn man HTML-Dokumente (Web-
seiten) für die Öffentlichkeit schreibt, sollte man daher seine Erzeugnisse mit
verschiedenen Brausern betrachten und überdies mit mehreren Werkzeugen
testen.
Ein einfaches HTML-Dokument, das nicht alle Möglichkeiten von HTML
ausreizt, ist schnell geschrieben:
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Institut fuer Hoeheres WWW-Wesen</TITLE>
</HEAD>
<BODY BGCOLOR="#ffffff">
<IMG SRC="http:../logowww.jpg" alt="">
<H3>
Fakult&auml;t f&uuml;r Internetwesen
</H3>
<HR>
Geb&auml;ude 30.70 <BR>
Telefon +49 721 608 2404 <BR>
<H4>
Leiter der Verwaltung
</H4>
Dipl.-Ing. Schorsch Meier
<H4>
Werkstattleiter
</H4>
Alois Hingerl

Seite 185
<HR>
Zur <A HREF="http://www.uni-karlsruhe.de/Uni/">
Universit&auml;t </A>
<HR>
http://www.ciw.uni-karlsruhe.de/hwwww/index.html <BR>
J&uuml;ngste &Auml;nderung 2002-11-25
<A HREF="mailto:webmaster@mvm.uni-karlsruhe.de">
webmaster@mvm.uni-karlsruhe.de
</A>
</BODY>
</HTML>
Das ganze Dokument wird durch <HTML> und </HTML> eingerahmt. In sei-
nem Inneren finden sich die beiden Teile <HEAD> und <BODY>. Die Forma-
tanweisungen <H3> usw. markieren Überschriften (Header). Sonderzeichen
werden entweder durch eine Umschreibung (entity) (+&auml;) oder durch die
Nummer im Latin-1-Zeichensatz (&#228;) dargestellt. <BR> ist ein erzwun-
gener Zeilenumbruch (break), <HR> eine waagrechte Linie (horizontal ruler).
Am Ende sollte jedes Dokument seinen Uniform Resource Locator (URL) ent-
halten, damit man es wiederfindet, sowie das Datum der jüngsten Änderung
und die Email-Anschrift des Verantwortlichen.
Vor einem verbreiteten Fehler -- gerade bei Anfängern -- sei gewarnt.
Die HTML-Kommandos beschreiben eine Struktur, nicht das Aussehen. Vie-
le Kommandos lassen sich missbrauchen, was in manchen Zusammenhän-
gen gut geht, in anderen nicht. Das <BR>-Element erzeugt einen Zeilenum-
bruch, mehrere aufeinander folgende <BR>-Elemente also Leerzeilen. Die-
se kann ich auch mittels mehrerer <P>-Elemente hervorrufen, die eigentlich
zum Einrahmen von Absätzen oder Paragrafen gedacht sind. Abgesehen von
der unterschiedlichen Syntax (Attribute etc.) kann ein Brauser unter einem
Paragrafen etwas anderes verstehen als einen Zeilenwechsel, man weiß das
nie sicher. Beliebt ist der Missbrauch von Tabellen zur Darstellung von mehr-
spaltigem Text. Spätestens beim Lesen des Dokumentes mit einem zeilen-
weise arbeitenden Screen-Reader geht das voll in die Hose. Man nehme also
immer das HTML-Element, das den eigenen Wunsch logisch genau wieder-
gibt, und nicht eines, das unter den gegenwärtigen, zufälligen Umständen
den gewünschten Effekt auf dem Bildschirm erzeugt.
HTML-Dateien tragen die Kennung .html oder .htm, letztere in der auf
Dateinamen nach dem 8.3-Muster beschränkten Welt. Dokumente können
Anweisungen an den WWW-Server enthalten, die dieser bei einer Anfrage
nach dem Dokument vor dem Senden der Antwort ausführt. Diese Server
Parsed Documents oder Server Side Includes tragen oft statt der Kennung
.html die Kennung .shtml, aber das ist nicht zwingend. Beispiele sind Zäh-
ler oder bei jeder Anfrage aktualisierte Tabellen. Im Gegensatz dazu stehen

Seite 186
Dokumente mit Anweisungen an den Brauser. Im Netz sind mehrere Kurz-
anleitungen und die ausführliche Spezifikation von HTML verfügbar.
Texte, Bilder und Tabellen werden gut unterstützt. Zum Schreiben von
mathematischen Formeln sind zwar im HTML-Standard Wege vorgesehen,
die sich an LaTeX anlehnen, die gängigen HTML-Brauser geben jedoch die
Formeln nicht wieder, so dass manche Autoren getrennte LaTeX- und HTML-
Fassungen ihrer Manuskripte herstellen (müssen). Aus dieser unbefriedi-
genden Lage ist ein Ausweg in Sicht, die Structured Generalized Markup
Language (SGML). Man verfasst einen Text mit einer Formatierungssprache
(Markup Language) eigener Wahl und vielleicht sogar eigener Zucht. In ei-
nem zweiten Dokument namens Document Type Definition (DTD) beschreibt
man dazu in SGML, was die Konstrukte der Markup Language bedeuten.
SGML ist also eine Sprache zur Beschreibung einer Sprache. HTML ist eine
Sprache, die mittels SGML beschrieben werden kann. Ein SGML-Brauser er-
zeugt aus Text und DTD nach Wunsch ASCII-, LaTeX- oder HTML-Vorlagen
für ihre jeweiligen Zwecke. Das funktioniert in Ansätzen bereits, Einzelheiten
wie immer im Netz, das bei solchen Entwicklungen aktueller ist als Papier.
SGML ist für manche Aufgaben ein zu aufwendiges Werkzeug. Anderer-
seits möchte man gelegentlich mehr machen, als HTML erlaubt. Hier hilft
die Extensible Markup Language (XML) mit Möglichkeiten, eigene Tags (For-
matieranweisungen) zu definieren. Man könnte XML als eine abgespeckte
SGML bezeichnen. Ehe man an XML oder SGML geht, sollte man ein ein-
wandfreies HTML-Dokument und Stylesheets schreiben können, was nicht
bedeutet, alle Feinheiten von HTML zu beherrschen.
2.7.15 PostScript und PDF
2.7.15.1 PostScript
(kommt demnächst, oder später)
2.7.15.2 Portable Document Format (PDF)
Das Portable Document Format (PDF) von Adobe ist eine Erweiterung von
PostScript. PostScript-Dateien lassen sich daher einfach mittels eines Pro-
grammes wie dem Adobe Distiller nach PDF umwandeln. PDF-Werkzeuge
sind für viele Systeme verfügbar, PDF-Dokumente sind zwischen diesen Sys-
temen austauschbar.
Das Portable Document Format zielt ab auf die Wiedergabe der Doku-
mente (Texte, Zeichnungen, Fotos) auf dem Bildschirm, ähnlich wie HTML.
Im Gegensatz zu LaTeX- oder HTML-Quellen und in Übereinstimmung mit
PostScript-Dateien wird in PDF-Dateien das Aussehen der Dokumente ge-
nau festgelegt. Der Autor bestimmt, was der Leser sieht. Die Erweiterung
gegenüber PostScript besteht vor allem darin, dass PDF-Dokumente ebenso
wie HTML-Seiten aktiv sein können; es gibt Hyperlinks, Eingabefelder und
bewegte Grafiken. Vereinfacht gesagt ist PDF eine Mischung aus PostScript
und HTML. Zum Lesen lassen sich WWW-Brauser oder spezielle Lesepro-

Seite 187
gramme wie dem Adobe Reader acroread(1) verwenden. Beim Drucken auf
Papier geht die Aktivität natürlich verloren, je nach Drucker auch die Farbe.
PDF-Dokumente werden entweder aus anderen Formaten oder durch
Einscannen von gedruckten Vorlagen erzeugt. Hierzu gibt es Werkzeuge.
Man schreibt also nicht eine PDF-Quelle so wie man ein LaTeX-Manuskript
schreibt. Ein PDF-Dokument wird mit dem Werkzeug Acrobat Exchange wei-
ter bearbeitet.
2.7.16 Computer Aided Writing
Die Verwendung von Rechnern und Programmen wirkt sich auf die Tech-
nik und das Ergebnis des Schreibens aus, insgesamt hoffentlich positiv. La-
TeX führt typischerweise zu Erzeugnissen, die stark gegliedert sind und ein
entsprechend umfangreiches Inhaltsverzeichnis aufweisen, aber wenig Abbil-
dungen und nicht immer ein Sachregister haben. Von der Aufgabe her ist das
selten gerechtfertigt, aber das Programm erleichtert nun einmal das eine und
erschwert das andere. Manuskripte, die auf einem WYSIWYG-System herge-
stellt worden sind, zeichnen sich häufig durch eine Vielfalt von grafischen
Spielereien aus. Eine gute Typografie drängt sich nicht vor den Inhalt, sie
fällt nicht auf, der Leser bemerkt sie nicht.
Neben diesen Äußerlichkeiten weisen Computertexte eine tiefer gehen-
de Eigenart auf. In einem guten Text beziehen sich Sätze und Absätze auf
vorangegangene oder kommende Teile, sie bilden ein Kette, die nicht ohne
weiteres unterbrochen werden darf. Der Rechner erleichtert das Verschieben
von Textteilen und das voneinander unabhängige Arbeiten an verschiedenen
Stellen des Textes. Man beginnt mit dem Schreiben nicht immer am An-
fang des Manuskriptes, sondern dort, wo man den meisten Stoff bereit hat
oder wo das Bedürfnis am dringendsten scheint. Von einer Kette, in der je-
des Glied mit dem vorangehenden verbunden ist, bleibt nicht viel übrig, die
Absätze oder Sätze stehen beziehungslos nebeneinander, oder es entstehen
falsche Bezüge, manchmal auch ungewollte Wiederholungen. Während man
beim Programmieren aus guten Gründen versucht, die Module oder Objekte
eines Programms möglichst unabhängig voneinander zu gestalten und nur
über einfache, genau definierte Schnittstellen miteinander zu verknüpfen, ist
dieses Vorgehen bei einem Text selten der beste Weg. Stellen Sie sich ein Dra-
ma oder einen Roman vor, dessen Abschnitte in beliebiger Reihenfolge gele-
sen werden können. Dass manche Leute Bücher vom Ende her lesen, ist eine
andere Geschichte.
Bei Hypertext-Dokumenten, wie sie im World Wide Web stehen, ist der
Aufbau aus einer Vielzahl voneinander unabhängiger Bausteine, die in belie-
biger Reihenfolge betrachtet werden können, noch ausgeprägter. Das führt zu
anderen Arten des Schreibens und Lesens, die nicht schlechter zu sein brau-
chen als die traditionellen. Hypertext ermöglicht eine Strukturierung eines
Textes, die Papier nicht bieten kann und die der Struktur unseres Wissens
vielleicht besser entspricht. Hypertexte gleichen eher einem Gewebe als ei-
ner Kette. Wie ein Roman oder ein Gedicht in Hypertext aussehen könnten,
ist noch nicht erprobt. Auf jeden Fall lässt sich Hypertext nicht vorlesen.

Seite 188
Heute schafft ein Autor am Schreibtisch buchähnliche oder eigenständi-
ge Erzeugnisse, an deren Zustandekommen früher mehrere geachtete Berufe
beteiligt waren und entsprechend Zeit benötigt haben. Bücher werden nach
reproduktionsreifen (camera-ready) Vorlagen gedruckt, die aus dem Rech-
ner und dem Laser-Drucker stammen. Auch die Verteilung von Wissen geht
über elektronische Medien einfacher und schneller als auf dem hergebrach-
ten Weg. Dazu kommen bewegte Grafiken, Sound, Interaktivität und Print-
on-Demand. Ergänzungen zum Buch wie unsere WWW-Seite www.ciw.uni-
karlsruhe.de/technik.html, Aktualisierungen und die Rückkopplung vom Le-
ser zum Autor sind im Netz eine Kleinigkeit. Das ganze technische Drumher-
um um ein Dokument -- Text oder Manuskript trifft ja nicht ganz zu -- wird
als Document Engineering bezeichnet. Goethes Eckermann wäre heute ein
Dokumenten-Ingenieur.
2.7.17 Weitere Werkzeuge (grep, diff, sort usw.)
Für einzelne Aufgaben der Textverarbeitung gibt es Spezialwerkzeuge in
UNIX. Häufig gebraucht werden grep(1) (= global regular expression
print), egrep(1) und fgrep(1). Sie durchsuchen Textdateien nach Zeichen-
mustern. Ein einfacher Fall: suche in der Datei telefon nach einer Zeile, die
das Zeichenmuster alex enthält. Das Kommando lautet
grep -i alex telefon
Die Option -i weist grep(1) an, keinen Unterschied zwischen Groß- und
Kleinbuchstaben zu machen. Die gleiche Suche leistet auch ein Editor wie der
vi(1), nur ist der ein zu umfangreiches Werkzeug für diesen Zweck. Unter
DOS heißt das entsprechende Werkzeug find, das nicht mit UNIX-find(1)
verwechselt werden darf.
Für unsere Anlage habe ich unter Verwendung von grep(1) ein Shellskript
namens it (= info Telefon) geschrieben, das erst in einem privaten, dann in
einem öffentlichen Telefonverzeichnis sucht:
grep -s $* $HOME/inform/telefon /mnt/inform/telefon |
sed -e "s/^\/[^:]*://g"
Quelle 2.27 : Shellskript zum Suchen in einem Telefonverzeichnis
Um in der Datei fluids nach dem String dunkles Hefe-Weizen zu su-
chen, auch mit großem Anfangsbuchstaben und in allen Beugungsformen,
gibt es folgende Wege:
grep unkle fluids | grep Hefe-Weiz
grep '[Dd]unkle[mns]* Hefe-Weizen' fluids
Der erste Weg könnte auch seltsame Kombinationen liefern, die unwahr-
scheinlich sind, erfordert aber keine vertieften Kenntnisse von regulären Aus-
drücken. Der zweite Weg macht von letzteren Gebrauch, engt die Auswahl ein
und wäre in unbeaufsichtigt laufenden Shellskripts vorzuziehen.

Seite 189
grep(1) ist ursprünglich nicht rekursiv, das heißt es geht nicht in Unter-
verzeichnisse hinein. Nimmt man find(1) zur Hilfe, das rekursiv arbeitet,
so lässt sich auch rekursiv greppen:
find . -print | xargs grep suchstring
Das Kommando xargs(1) hängt die Ausgabe von find(1) an die Argument-
liste von grep(1) an und führt es aus.
Mittels diff(1) werden die alte und die neue Version einer Datei mit-
einander verglichen. Bei entsprechendem Aufruf wird eine dritte Datei er-
zeugt, die dem Editor ed(1) als Kommandoskript (ed-Skript) übergeben wer-
den kann, so dass dieser aus der alten Version die neue erzeugt. Gebräuchlich
zum Aktualisieren von Programmquellen. Schreiben Sie sich eine kleine Text-
datei alt, stellen Sie eine Kopie namens neu davon her, verändern Sie diese
und rufen Sie dann diff(1) auf:
diff -e alt neu > edskript
Fügen Sie mit einem beliebigen Editor am Ende des edskript zwei Zeilen
mit den ed(1)-Kommandos w und q (write und quit) hinzu. Dann rufen Sie
den Editor ed(1) mit dem Kommandoskript auf:
ed - alt < edskript
Anschließend vergleichen Sie mit dem simplen Kommando cmp(1) die beiden
Versionen alt und neu auf Unterschiede:
cmp alt neu
Durch den ed(1)-Aufruf sollte die alte Version genau in die neue Version
überführt worden sein, cmp(1) meldet nichts.
Weitere Werkzeuge, deren Syntax man im Handbuch, Sektion 1 nachlesen
muss, sollen hier nur tabellarisch aufgeführt werden:
? bfs big file scanner, untersucht große Textdateien auf Muster
? col filtert Backspaces und Reverse Line Feeds heraus
? comm common, vergleicht zwei sortierte Dateien auf gemeinsame Zeilen
? cut schneidet Spalten aus Tabellen heraus
? diff3 vergleicht drei Dateien
? expand/unexpand wandelt Tabs in Spaces um und umgekehrt
? fold faltet lange Zeilen (bricht Zeilen um)
? hyphen findet Zeilen, die mit einem Trennstrich enden
? nl number lines, numeriert Zeilen
? paste mischt Dateien zeilenweise
? ptx permuted index, erzeugt ein Sachregister
? rev reverse, mu nelieZ trhek

Seite 190
? rmnl remove newlines, entfernt leere Zeilen
? rmtb remove trailing blanks (lokale Erfindung)
? sort sortiert zeilenweise, nützlich
? spell prüft amerikanische Rechtschreibung
Fussnote: Es gibt eine internationale Fassung ispell im GNU-
Projekt. Ende Fussnote
? split spaltet eine Datei in gleich große Teile
? ssp entfernt mehrfache leere Zeilen
? tr translate, ersetzt Zeichen
? uniq findet wiederholte Zeilen in einer sortierten Datei
? vis zeigt eine Datei an, die unsichtbare Zeichen enthält
? wc word counter, zählt Zeichen, Wörter, Zeilen
Die Liste lässt sich durch eigene Werkzeuge beliebig erweitern. Das können
Programme oder Shellskripte sein. Hier ein Beispiel zur Beantwortung einer
zunächst anspruchsvoll erscheinenden Fragestellung mit einfachen Mitteln.
Ein Sachtext soll nicht unnötig schwierig zu lesen sein, die Sachzusammen-
hänge sind schwierig genug. Ein grobes Ma:s für die Lesbarkeit eines Textes
ist die mittlere Satzlänge. Erfahrungsgemäß sind Werte von zehn bis zwölf
Wörtern pro Satz für deutsche Texte zu empfehlen. Wie kann eine Pipe aus
UNIX-Werkzeugen diesen Wert ermitteln? Schauen wir uns das Vorwort an.
Als erstes müssen die LaTeX-Konstrukte herausgeworfen werden. Hierfür
gibt es ein Programm delatex, allerdings nicht standardmäßig unter UNIX.
Dann sollten Leerzeilen entfernt werden -- Werkzeug rmnl(1) -- sowie einige
Satzzeichen -- Werkzeug tr -d. Schließlich muss jeder Satz in einer eigenen
Zeile stehen. Wir ersetzen also alle Linefeed-Zeichen (ASCII-Nr. 10, oktal 12)
durch Leerzeichen und danach alle Punkte durch Linefeeds. Ein kleiner Feh-
ler entsteht dadurch, dass Punkte nicht nur ein Satzende markieren, aber
bei einem durchschnittlichen Text ist dieser Fehler gering. Schicken wir den
so aufbereiteten Text durch das Werkzeug wc(1), so erhalten wir die Anzahl
der Zeilen gleich Anzahl der Sätze, die Anzahl der Wörter (wobei ein Wort ein
maximaler String begrenzt durch Leerzeichen, Tabs oder Linefeeds ist) und
die Anzahl der Zeichen im Text. Die Pipe sieht so aus:
cat textfile | rmnl | tr -d '[0-9],;"()' |
tr '\012' '\040' | tr '.' '\012' | wc
Quelle 2.28 : Shellskript zur Stilanalyse
Die Anzahl der Wörter geteilt durch die Anzahl der Sätze liefert die mittle-
re Satzlänge. Die Anzahl der Zeichen durch die Anzahl der Wörter ergibt die
mittlere Wortlänge, infolge der Leerzeichen am Wortende erhöht um 1. Auch
das ist ein Stilmerkmal. Die Ergebnisse für das Vorwort (ältere Fassung) sind
29 Sätze, 417 Wörter und 3004 Zeichen, also eine mittlere Satzlänge von 14,4

Seite 191
Wörtern pro Satz und eine mittlere Wortlänge (ohne Leerzeichen) von 6,2
Zeichen pro Wort. Zählt man von Hand nach, kommt man auf 24 Sätze. Die
Punkte bei den Zahlenangaben verursachen den Fehler. Man müsste das Sat-
zende genauer definieren. Die erste Verbesserung des Verfahrens wäre, nicht
nur die Mittelwerte, sondern auch die Streuungen zu bestimmen. Hierzu wä-
re der awk(1) zu bemühen oder gleich ein C-Programm zu schreiben. Das
Programm liefert nur Zahlen; ihre Bedeutung erhalten sie, indem man sie zu
Erfahrungswerten in Beziehung setzt. Soweit sich Stil durch Zahlen kenn-
zeichnen lässt, hilft der Rechner; wenn das Verständnis von Wörtern, Sätzen
oder noch höheren Einheiten verlangt wird, ist er überfordert.
Es soll ein UNIX-Kommando style(1) geben, das den Stil eines eng-
lischen Textes untersucht und Verbesserungen vorschlägt. Dagegen ist das
Kommando diplom(1), das nach Eingabe eines Themas und einer Seiten-
anzahl eine Diplomarbeit schreibt -- mit spell(1) und style(1) geprüft --
noch nicht ausgereift.
2.7.18 Textdateien aus anderen Welten (DOS, Mac)
In UNIX-Textdateien wird der Zeilenwechsel (line break) durch ein newline-
Zeichen \n markiert, hinter dem das ASCII-Zeichen Nr. 10 (LF, Line feed)
steckt, das auch durch die Tastenkombination control-j eingegeben wird.
In DOS-Textdateien wird ein Zeilenwechsel durch das Zeichenpaar Carriage
return -- Line feed (CR LF, ASCII Nr. 13 und 10, control-m und control-j)
markiert, das Dateiende durch das ASCII-Zeichen Nr. 26, control-z. Auf
Macs ist die dritte Möglichkeit verwirklicht, das Zeichen Carriage return (CR,
ASCII Nr. 13) allein veranlasst den Sprung an den Anfang der nächsten Zeile.
Auf einer UNIX-Maschine lassen sich die störenden Carriage returns (ok-
tal 15) der DOS-Texte leicht durch folgenden Aufruf entfernen:
tr -d "\015" < file1 > file2
Der vi(1) oder sed(1) können das natürlich auch, ebenso ein einfaches C-
Programm.
Wenn Ihr Text auf einem Bildschirm oder Drucker treppenförmig darge-
stellt wird -- nach rechts fallend -- erwartet das Gerät einen Text nach Art von
DOS mit CR und LF, der Text enthält jedoch nach Art von UNIX nur LF als
Zeilenende. In einigen Fällen lässt sich das Gerät entsprechend konfigurie-
ren, auf jeden Fall kann man den Text entsprechend ergänzen. Wenn umge-
kehrt auf dem Bildschirm kein Text zu sehen ist, erwartet das Ausgabepro-
gramm einen UNIX-Text ohne CR, die Textdatei stammt jedoch aus der DOS-
Welt mit CR und LF. Jede Zeile wird geschrieben und gleich wieder durch den
Rücksprung an den Zeilenanfang gelöscht. Viele UNIX-Pager berücksichtigen
das und geben das CR nicht weiter. Auf Druckern kann sich dieses Missver-
ständnis durch Verdoppelung des Zeilenabstandes äußern. Kein Problem, nur
lästig.
Neben diesen, dem Benutzer auffallenden Unterschieden gibt es auch viele
Möglichkeiten der rechnerinternen Darstellung der Zeichen. Damit in einem

Seite 192
Netz verschiedene Rechner Texte austauschen können, hat man sich im In-
ternet -- im RFC 854 Telnet -- darauf geeinigt, im Netz die Zeichen gemäß
Network-Virtual-Terminal-ASCII (NVT-ASCII) darzustellen und die Umset-
zung auf die lokale Darstellung dem Sender bzw. dem Empfänger zu über-
lassen. Dabei werden die 128 Zeichen des US-ASCII-Zeichensatzes durch ein
Byte (Oktett) dargestellt, dessen oberstes Bit (most significant bit) null ist.
2.7.19 Druckerausgabe (lp, lpr, CUPS)
Drucker sind entweder über eine Schnittstelle (parallel, seriell, USB) an
einen Rechner angeschlossen oder stehen als selbständige Geräte (Knoten)
im Netz. Im ersten Fall kann man in den Datenstrom, der zum Drucker geht,
zentral eingreifen. Im zweiten Fall kann man nur hoffen, dass die Netzteil-
nehmer keinen Unsinn zum Drucker schicken.
Auf einer UNIX-Anlage arbeiten in der Regel mehrere Benutzer gleich-
zeitig, aber auch ein einzelner Benutzer kann kurz nacheinander mehrere
Textdateien zum Drucker schicken. Damit es nicht zu einem Durcheinander
kommt, sorgt ein Dämon, der Line Printer Spooler, dafür, dass sich die Druck-
aufträge (requests) in eine Warteschlange einreihen und der Reihe nach zu
dem jeweils verlangten Drucker geschickt werden. Die Schreibberechtigung
auf /dev/printer hat nur der Dämon, nicht der Benutzer. Auch in ande-
ren Zusammenhängen (Email) spricht man von spoolen, wenn Aufträge oder
Dateien in Warteschlangen eingereiht werden.
Der Dämon sorgt auch dafür, dass die Drucker richtig eingestellt werden,
beispielsweise auf Querformat oder deutschen Zeichensatz. Auf manchen Sys-
temen findet sich eine Datei /etc/printcap mit einer Beschreibung der Drucker,
ähnlich wie in /usr/lib/terminfo oder /etc/termcap die Terminals beschrieben
werden.
Das Kommando zum Drucken
Fussnote: Welches Druckkommando haben wir heute? ist eine in
UNIX-Umgebungen häufig gestellte Frage. Ende Fussnote
lautet:
lp -dlp1 textfile
lpr -Plp2 textfile
Die erste Form stammt aus der System-V-Welt, die zweite aus der BSD-Welt.
Die Option wählt in beiden Fällen einen bestimmten Drucker aus, fehlt sie,
wird der Default-Drucker genommen. Die Kommandos kennen weitere Optio-
nen, die mittels man nachzulesen sind. Mit dem Kommando lpstat(1) oder
lpq(1) schaut man sich den Spoolerstatus an, Optionen per man(1) ermit-
teln. Mit cancel request-id oder lprm(1) löscht man einen Druckauftrag
(nicht mit kill(1)), auch fremde. Der Auftraggeber erhält eine Nachricht,
wer seinen Auftrag gelöscht hat.
In neuerer Zeit ist das Common Unix Printing System (CUPS) hinzuge-
kommen, das vor allem das Drucken im Netz unterstützt. Es versteht von
Haus aus die Druckkommandos aus dem System V, kann aber auf die BSD-
Druckkommandos erweitert werden.

Seite 193
Laserdrucker gehobener Preisklassen bieten heute eine Möglichkeit zum
unmittelbaren Anschluss an ein Netz (Ethernet). Sie erhalten dann eine ei-
gene IP-Adresse im Internet und einen Namen wie ein Rechner. Der Vorteil
ist die höhere Geschwindigkeit bei der Übertragung der Daten, der Nachteil
liegt darin, dass man die Daten nicht unmittelbar vor dem Drucken durch
ein Skript filtern kann, das beispielweise die Ausgabe von kompilierten Pro-
grammen oder unsinnigen Steuerzeichen abfängt. Aus mancherlei Gründen
gehören Druckerstörungen in einem heterogenen Netz leider zum täglichen
Brot der Verwalter.
2.7.20 Begriffe Writer's Workbench
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Font
? Format, Formatierprogramm
? Hypertext, Hypertext Markup Language (HTML)
? PostScript, Portabel Document Format (pdf)
? Regulärer Ausdruck
? (Text-)Editor
? Verschlüsseln, symmetrisches und unsymmetrisches V.
? Zeichensatz, ASCII, Latin-1, Unicode
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? vi (oder joe oder emacs)
? grep
? sort
? Anfänge von awk
? Anfänge von sed
? lp oder ]tt lpr
2.7.21 Memo Writer's Workbench
? Zeichen werden im Rechner durch Nummern (Bitfolgen) dargestellt.
Die Zuordnung Zeichen-Nummer findet sich in Zeichensatz-Tabellen wie
US-ASCII. Die Tabelle legt damit auch fest, welche Zeichen überhaupt
verfügbar sind, nicht jedoch wie sie aussehen. Werden bei Ein- und Aus-
gabe unterschiedliche Tabellen verwendet, gibt es Zeichensalat.
? Ein Font legt fest, wie Zeichen auf Bildschirm oder Papier aussehen.
? Ein Editor ist ein Werkzeug zum Schreiben von Text. Auf irgendeine
Weise müssen die Editorkommandos vom Text unterschieden werden
(Vergleiche vi(1) und emacs(1)).

Seite 194
? Soll der Text in einer bestimmten Form ausgegeben werden, muss er
Formatierkommandos enthalten, die sich von dem eigentlichen Text un-
terscheiden. Die Formatierung vor der Ausgabe auf Drucker oder Bild-
schirm nehmen Formatierprogramme vor. Verbreitete Formatierspra-
chen sind nroff(1), LaTeX, Texinfo und HTML:
-- nroff(1) ist das klassische UNIX-Werkzeug zum Formatieren von
Texten zur Ausgabe auf Druckern (Aufsätze, Berichte, Bücher).
-- TeX und LaTeX haben dasselbe Ziel wie nroff(1), sind aber leis-
tungsfähiger und weiter verbreitet.
-- Texinfo ermöglicht, einen strukturierten Text sowohl auf dem Bild-
schirm als auf Papier auszugeben. Besonders geeignet für Anlei-
tungen und Hilfetexte. Die Aufbereitung zum Drucken geht über
TeX.
-- HTML kennt Hyperlinks, iruhende und bewegte Grafiken sowie
Sound und formatiert in erster Linie für die Ausgabe auf Bildschir-
men.
? Im Gegensatz zu Editoren stehen Wortprozessoren (What You See Is
What You Get), bei denen man sofort beim Eingeben die Formatierung
sieht. Hier gibt es jedoch unterschiedliche, nicht miteinander verträg-
liche Welten. Außerdem kann man mit den vorgenannten Formatier-
programmen mehr machen als mit Wortprozessoren, bei entprechendem
Lernaufwand.
? Für kurze, einfache Dokumente, die gedruckt werden sollen, sind Wort-
prozessoren geeignet. Für lange, komplex strukturierte Dokumente, die
gedruckt werden sollen, ist nroff(1) oder TeX/LaTeX am besten geignet,
wobei TeX/LaTeX in der Formelschreibung unübertroffen ist. Nicht zu
umfangreiche Dokumente, die auf dem Bildschirm wiedergegeben wer-
den sollen, lassen sich am besten in HTML erzeugen. Lange Dokumente,
die am Bildschirm gelesen, aber unter Verzicht auf einige Möglichkeiten
auch gedruckt werden sollen, sind am besten als PDF-Dokumente zu
veröffentlichen.
? Neben Editoren und Formatierern enthält UNIX eine Vielzahl kleinerer
Werkzeuge zur Textbearbeitung (grep(1), sort(1), diff(1), awk(1) usw.).
? Zum Abfassen eines technischen Dokumentes braucht man einen Edi-
tor (vi(1), emacs(1) oder joe(1)) zum Schreiben und Ändern, ein Werk-
zeug zum Erstellen von Diagrammen (gnuplot(1)), ein Werkzeug zum
Zeichnen (xfig(1)), ein Werkzeug zum Scannen und Bearbeiten von Fo-
tos (gimp(1)) und ein Formatierprogramm (latex(1), pdftex(1)).
? Die Zeilenstruktur eines Textes wird in UNIX, in DOS und auf Macs
durch unterschiedliche Zeichen dargestellt, so dass gelegentlich Umfor-
mungen nötig werden.
? Die Verschlüsselung ist beim Arbeiten in Netzen der einzige Schutz vor
unbefugten Zugriffen auf Daten während einer Übertragung.

Seite 195
? Ein symmetrischer Schlüssel dient sowohl zum Ver- wie zum Entschlüs-
seln und muss daher auf einem sicheren Weg dem Empfänger der ver-
schlüsselten Nachrichten überbracht werden.
? Bei einer unsymmetrischen Verschlüsselung besitzt man ein Paar von
Schlüsseln, einer davon darf veröffentlicht werden. Entweder verschlüs-
selt man mit dem geheimen, privaten Schlüssel und entschlüsselt mit
dem öffentlichen oder umgekehrt.
2.7.22 Übung Writer's Workbench
Anmelden wie gewohnt. Schreiben Sie mit dem Editor vi(1) oder emacs(1)
einen knapp zweiseitigen Text mit einer Überschrift und einigen Absätzen.
Die Textdatei heiße beispiel. Spielen Sie mit folgenden und weiteren Werk-
zeugen:
tr "[A-Z]" "[a-z]" < beispiel > beispiel.k
cmp beispiel beispiel.k
sed 's/[A-Z]/[a-z]/g' beispiel
grep -i unix beispiel
spell beispiel
fold -50 beispiel
adjust -j -m60 beispiel
wc beispiel
Verzieren Sie das Beipiel mit nroff(1)-Kommandos, lassen Sie es durch
nroff(1) laufen und sehen Sie sich die Ausgabe auf dem Bildschirm und auf
Papier an. Zum Drucken nroff(1) und Druckkommando durch Pipe verbin-
den.
Bearbeiten Sie Ihren Text mit dem Shellskript frequenz. Welche Wör-
ter kommen häufig vor, welche selten? Wo tauchen Tippfehler wahrscheinlich
auf? Suchen Sie die Tippfehler in Ihrem Text mit dem vi(1) (Schrägstrich).
Schreiben Sie eine unsortierte zweispaltige Liste mit Familiennamen und
Telefonnummern. Die Datei namens liste soll auch einige mehrfache Ein-
tragungen enthalten. Bearbeiten Sie es wie folgt:
sort liste
sort -u liste
sort -d liste
sort +1 -2 liste
sort liste | uniq
sort liste | cut -f1
sort liste | awk '$1 != prev {print; prev = $1 }'

Seite 196
Untersuchen Sie mit dem Shellskript zur Textanalyse einen leichten Text -
aus einer Tageszeitung etwa - und einen schwierigen. Wir empfehlen Imma-
nuel Kant Der Streit der Fakultäten, immer aktuell. Wo sind Ihre eigenen
Texte einzuordnen? Beenden der Sitzung mit exit.
2.7.23 Fragen Writer's Workbench
? Was ist ein Zeichensatz?
? Was ist eine Kodetafel?
? Was ist ein Font?
? Was ist die ASCII-Tabelle? Was ist Latin-1?
? Was ist ein regulärer Ausdruck? Wozu braucht man REs?
? Wie suche ich nach Zeichenfolgen in Dateien?
? Was ist ein Editor? Welches sind die beiden großen UNIX-Editoren?
? Was macht ein Stream-Editor wie der sed?
? Was kann man mit dem awk machen?
? Welche beiden Arten der Verschlüsselung gibt es? Warum braucht man
beide?
? Was erledigen Formatier- oder Satzprogramme?
? Vor- und Nachteile von Formatierprogrammen gegenüber WYSIWYG-
Programmen?
? Was ist LaTeX? Stärken von LaTeX?
? Was ist Hypertext? Was ist ein Hyperlink? Was ist HTML?
? Wie unterscheiden sich Textdateien aus verschiedenen Betriebssyste-
men (DOS/Microsoft Windows, Macintosh, UNIX)?
? Welche Drucksysteme sind unter UNIX gebräuchlich? Welche Aufgaben
erledigt ein Drucksystem?
2.8 Programmer's Workbench
Unter der Werkbank des Programmierers werden UNIX-Werkzeuge zusam-
mengefaßt, die zum Programmieren benötigt werden. Auf Maschinen, die
nicht zur Programmentwicklung eingesetzt werden, können sie fehlen. Das
Werkzeug make(1) und die Revisionskontrolle sind auch bei Projekten außer-
halb der Programmierung nützlich, vor allem beim Bearbeiten umfangreicher
Manuskripte.

Seite 197
2.8.1 Nochmals die Editoren
Editoren wurden bereits im UNIX-Kapitel, Abschnitt 2.7 Writer's Workbench
auf Seite 142 erläutert. Hier geht es nur um einige weitere Eigenschaften des
Editors vi(1), die beim Schreiben von Programmquellen von Belang sind.
Im Quellcode werden üblicherweise Schleifenrümpfe und dergleichen um
eine Tabulatorbreite eingerückt, die als Default 8 Leerzeichen entspricht. Bei
geschachtelten Schleifen stößt der Text schnell an den rechten Seitenrand. Es
empfiehlt sich, in dem entsprechenden Verzeichnis eine Datei .exrc mit den
Zeilen:
set tabstop=4
set showmatch
set number
anzulegen. Die Option showmatch veranlaßt den vi(1), bei jeder Eingabe
einer rechten Klammer kurz zur zugehörigen linken Klammer zu springen.
Die Option number führt zur Anzeige der Zeilennummern, die jedoch nicht
Bestandteil des Textes werden. Eine Zeile set lisp ist eine Hilfe beim Ein-
geben von LISP-Quellen.
Steht der Cursor auf einer Klammer, so läßt das Kommando % den Cursor
zur Gegenklammer springen und dort verbleiben.
Auch beim emacs(1) gibt es einige Wege, das Schreiben von Quellen zu
erleichtern, insbesondere natürlich, falls es um LISP geht. Der Editor nedit(1)
lässt sich auf den Stil aller gängigen Programmiersprachen einschließlich La-
TeX einstellen und ist in vielen Linux-Distributionen enthalten.
2.8.2 Compiler und Linker (cc, ccom, ld)
Auf das Schreiben der Quelltexte mit einem Editor folgt ihre Übersetzung
in die Sprache der jeweiligen Maschine mittels eines Übersetzungsprogram-
mes, meist eines Compilers. Jedes vollständige UNIX-System enthält einen
C-Compiler; Compiler für weitere Programmiersprachen sind optional. Auf
unserer Anlage sind zusätzlich ein FORTRAN- und ein PASCAL-Compiler
vorhanden, wobei von FORTRAN gegenwärtig die Versionen 77 und 90 ne-
beneinander laufen.
Kompilieren bedeutete vor der EDV-Zeit zusammentragen. Im alten Rom
hatte es auch noch die Bedeutung von plündern. In unseren Herzens-
ergießungen haben wir viel aus Büchern, Zeitschriften, WWW-Seiten und
Netnews kompiliert.
Ein Compiler übersetzt den Quellcode eines Programmes in Maschinen-
sprache. Die meisten Programme enthalten Aufrufe von externen Program-
modulen, die bereits vorübersetzt und in Bibliotheken zusammengefaßt sind.
Beispiele sind Ausgaberoutinen oder mathematische Funktionen. Der aus-
führbare Code dieser externen Module wird erst vom Linker
Fussnote: Linker werden auch Binder, Mapper oder Loader ge-
nannt. Manchmal wird auch zwischen Binder und Loader unter-
schieden, soll uns hier nicht beschäftigen. Ende Fussnote

Seite 198
mit dem Programmcode vereinigt, so daß ein vollständiges ausführbares Pro-
gramm entsteht. Es gibt die Möglichkeit, die externen Module erst zur Lauf-
zeit hinzuzunehmen; das heißt dynamisches Linken und spart Speicherplatz.
Dabei werden die Module entweder beim Laden des Programms in den Ar-
beitsspeicher oder erst bei ihrem Aufruf hinzugeladen (load on demand). Be-
nutzen mehrere Programme ein in den Arbeitsspeicher kopiertes Modul ge-
meinsam anstatt jeweils eine eigene Kopie anzulegen, so kommt man zu den
Shared Libraries und spart nochmals Speicherplatz.
Die Aufrufe lauten cc(1), f77(1), f90(1) und pc(1). Diese Kom-
mandos rufen Compilertreiber auf, die ihrerseits die eigentlichen Compiler
/lib/ccom, f77comp, f90comp und pascomp starten und noch weitere Din-
ge erledigen. Ohne Optionen rufen die Compilertreiber auch noch den Linker
/bin/ld(1) auf, so dass das Ergebnis ein lauffähiges Programm ist, das als
Default den Namen a.out(4) trägt. Mit dem Namen a.out(4) sollte man
nur vorübergehend arbeiten (mit mv(1) ändern). Der Aufruf des C-Compilers
sieht beispielsweise so aus:
cc source.c
cc -g source.c -lm -L./lib -I. -DMAX=100
Die erste Zeile stellt den minimalen Aufruf dar, die zweite einen um gängige
Optionen erweiterten. Die Option -g veranlaßt den Compiler, zusätzliche In-
formationen für den symbolischen Debugger zu erzeugen. Weitere Optionen
sind:
? -v (verbose) führt zu etwas mehr Bemerkungen beim Übersetzen,
? -o (output) benennt die ausführbare Datei mit dem auf die Option
folgenden Namen, meist derselbe wie die Quelle, nur ohne Kennung:
cc -o myprogram myprogram.c,
? -c hört vor dem Linken auf, erzeugt Objektfile mit der Kennung .o,
? -p (profile) erzeugt beim Ablauf des Programmes eine Datei mon.out,
das mit dem Profiler prof(1) ausgewertet werden kann, um Zeitinfor-
mationen zum Programm zu erhalten,
? -O optimiert das ausführbare Programm oder auch nicht.
Der Quelltext des C-Programmes steht in der Datei source.c, die einen be-
liebigen Namen tragen kann, nur sollte der Name mit der Kennung .c en-
den. Die anschließende Option -lm fordert den Linker auf, die mathematische
Standard-Bibliothek einzubinden. Die Option -L./lib wendet sich ebenfalls
an den Linker und teilt ihm mit, dass sich im Verzeichnis ./lib weitere
Bibliotheken befinden. Die Reihenfolge, in der Bibliotheken eingebunden wer-
den, ist wichtig. Die Option -I. veranlasst den Präprozessor, Include-Dateien
auch im aktuellen Verzeichnis zu suchen, was er nicht immer automatisch
tut. Es könnte auch ein anderes Verzeichnis angegeben werden. Die Option
-DMAX=100 definiert eine symbolische Konstante namens MAX und weist ihr
den Wert 100 zu, genau wie eine Zeile:
#define MAX 100

Seite 199
im Quelltext, nur eben hier mit der Möglichkeit, den Wert bei der Überset-
zung zu bestimmen. Speichermodelle wie unter PC-DOS gibt es in UNIX
nicht. Hat man Speicher, kann man ihn uneingeschränkt nutzen.
Für C-Programme gibt es einen Syntax-Prüfer namens lint(1), den man
unbedingt verwenden sollte. Er reklamiert nicht nur Fehler, sondern auch
Stilmängel. Manchmal beanstandet er auch Dinge, die man bewußt gegen die
Regeln geschrieben hat. Man muß seinen Kommentar sinnvoll interpretieren.
Aufruf:
lint mysource.c
Ein verbesserter lint, ein Secure Programming Lint findet sich bei der Uni-
versity of Virginia unter:
http://www.splint.org/
Unter Linux ist lint(1) nicht überall vorhanden, dann kann man den Compiler
gcc(1) mit einer Option aufrufen, die ihn nur zu einer Prüfung der Syntax
veranlasst:
gcc -fsyntax-only -pedantic -Wall mysource.c
Ferner gibt es unter einigen UNIXen für C-Quelltexte einen Beautifier
namens cb(1), der den Text in eine standardisierte Form mit Einrückungen
usw. bringt und die Lesbarkeit erleichtert:
cb source.c > source.b
Wenn man mit dem Ergebnis source.b zufrieden ist, löscht man die ur-
sprüngliche Datei source.c und benennt source.b in source.c um.
2.8.3 Unentbehrlich (make)
Größere Programme sind stark gegliedert und auf mehrere bis viele Dateien
und Verzeichnisse verteilt. Der Compileraufruf wird dadurch länglich, und
die Wahrscheinlichkeit, etwas zu vergessen, steigt. Hier hilft make(1). Man
schreibt einmal alle Angaben für den Compiler in ein makefile (auch Makefi-
le) und ruft dann zum Kompilieren nur noch make(1) auf. Für Manuskripte
ist make(1) ebenfalls zu gebrauchen. Statt Makefiles ließen sich auch Shell-
skripte einsetzen, die Stärke von make(1) liegt jedoch im Umgang mit Datei-
en unter Beachtung des Zeitstempels mtime (jüngster schreibender Zugriff).
Werkzeuge wie make(1) werden als Builder bezeichnet.
Man lege für das Projekt ein eigenes Unterverzeichnis an, denn make(1)
sucht zunächst im Arbeits-Verzeichnis. Das makefile beschreibt die Abhän-
gigkeiten (dependencies) der Programmteile voneinander und enthält die
Kommandozeilen zu ihrer Erzeugung. Ein einfaches makefile sieht so aus
(Zeilen mit Kommandos müssen durch einen Tabulatorstop -- nicht durch
Spaces -- eingerückt sein):

Seite 200
pgm: a.o b.o
cc a.o b.o -o pgm
a.o: incl.h a.c
cc -c a.c
b.o: incl.h b.c
cc -c b.c
Quelle 2.29 : Einfaches Makefile
und ist folgendermaßen zu verstehen:
? Das ausführbare Programm (Ziel, Target) namens pgm hängt ab von den
Modulen im Objektcode a.o und b.o. Es entsteht durch den Compiler-
aufruf cc a.o b.o -o pgm.
? Das Programmodul a.o hängt ab von der include-Datei incl.h und
dem Modul im Quellcode a.c. Es entsteht durch den Aufruf des Compi-
lers mit cc -c a.c. Die Option - c unterbindet das Linken.
? Das Programmodul b.o hängt ab von derselben include-Datei und
dem Modul im Quellcode b.c. Es entsteht durch den Compileraufruf
cc -c b.c.
Ein makefile ist ähnlich aufgebaut wie ein Backrezept: erst werden die
Zutaten aufgelistet, dann folgen die Anweisungen. Zu beachten ist, daß man
am Ziel startet und rückwärts bis zu den Quellen geht. Kommentar beginnt
mit einem Doppelkreuz und reicht bis zum Zeilenende. Leerzeilen werden
ignoriert.
make(1) verwaltet auch verschiedene Versionen der Programmodule und
paßt auf, daß eine neue Version in alle betroffenen Programmteile einge-
bunden wird. Umgekehrt wird eine aktuelle Version eines Moduls nicht un-
nötigerweise kompiliert. Warum wird im obigen Beispiel die include-Datei
incl.h ausdrücklich genannt? Der Compiler weiß doch auf Grund einer ent-
sprechenden Zeile im Quelltext, daß diese Datei einzubinden ist? Richtig, aber
make(1) muß das auch wissen, denn die include-Datei könnte sich ändern,
und dann müssen alle von ihm abhängigen Programmteile neu übersetzt wer-
den. make(1) schaut nicht in die Quellen hinein, sondern nur auf die Zeit-
stempel (mtime) der Zutaten. Unveränderliche include-Dateien wie stdio.h
brauchen nicht im makefile aufgeführt zu werden.
Nun ein etwas umfangreicheres Beispiel, das aber längst noch nicht alle
Fähigkeiten von make(1) ausreizt:
# Kommentar, wie ueblich
CC = /bin/cc
CFLAGS =
FC = /usr/bin/f77
LDFLAGS = -lcl
all: csumme fsumme clean

Seite 201
csumme: csumme.c csv.o csr.o
$(CC) -o csumme csumme.c csv.o csr.o
csv.o: csv.c
$(CC) -c csv.c
csr.o: csr.c
$(CC) -c csr.c
fsumme: fsumme.c fsr.o
$(CC) -o fsumme fsumme.c fsr.o $(LDFLAGS)
fsr.o: fsr.f
$(FC) -c fsr.f
clean:
rm *.o
Quelle 2.30 : Makefile mit Makros und Dummy-Zielen
Zunächst werden einige Makros definiert, z. B. der Compileraufruf CC. Über-
all, wo im Makefile das Makro mittels $(CC) aufgerufen wird, wird es vor
der Ausführung wörtlich ersetzt. Auf diese Weise kann man einfach einen
anderen Compiler wählen, ohne im ganzen Makefile per Editor ersetzen zu
müssen. Dann haben wir ein Dummy-Ziel all, das aus einer Aufzählung wei-
terer Ziele besteht. Mittels make all wird dieses Dummy-Ziel erzeugt, d. h.
die aufgezählten Ziele. Unter diesen befindet sich auch eines namens clean,
das ohne Zutaten daherkommt und offenbar nur bestimmte Tätigkeiten wie
das Löschen temporärer Dateien bezweckt. Ein Dummy-Ziel ist immer out-
of-date, die zugehörigen Kommandos werden immer ausgeführt.
make(1) darf rekursiv aufgerufen werden, ein Makefile darf make-Aufrufe
enthalten, die sich auf andere Makefiles beziehen. Das kann so aussehen:
......
cd subdirectory ; make all ; make clean
......
Gelangt make an diese Zeile, springt es in das Unterverzeichnis, sucht dort
ein Makefile und erzeugt die Ziele all und clean. Anschließend macht es im
Makefile des aktuellen Verzeichnisses weiter. Eine Anwendung ist ein aus
mehreren Kapiteln bestehendes Skriptum, das komplett als Report forma-
tiert werden soll, dazu noch die Kapitel in jeweils einem eigenen Unterver-
zeichnis als Artikel samt Folien. Natürlich sind die Makefiles in den Unter-
verzeichnissen weiche Links auf ein einziges Makefile. Ohne make(1) und ei-
ne entsprechende Verzeichnisstruktur würde man sich dumm und dämlich
tippen.
Im GNU-Projekt wird Software im Quellcode für verschiedene Systeme
veröffentlicht. In der Regel muß man die Quellen auf der eigenen Anlage kom-
pilieren. Infolgedessen gehören zu den GNU-Programmen fast immer um-
fangreiche Makefiles oder sogar Hierarchien davon. Übung im Gebrauch von

Seite 202
make(1) erleichtert die Einrichtung von GNU-Software daher erheblich. Oft
wird ein an das eigene System angepaßtes Makefile erst durch ein Kommando
./configure erzeugt. Die Reihenfolge bei solchen Programmeinrichtungen
lautet dann:
./configure
(vi Makefile)
make
make install
make clean
wobei make install Schreibrechte in den betroffenen Verzeichnissen erfor-
dert, also meist Superuserrechte. Gelegentlich wird make(1) aus einem Shell-
skript heraus aufgerufen, das einige Dinge vorbereitet. So wird zum Beispiel
sendmail(1) durch den Aufruf des mitgelieferten Shellskripts Build erzeugt.
Das Skript configure erlaubt oft die Option --prefix=DIR, wobei DIR das
Verzeichnis ist, in dem das ganze Gerödel eingerichtet werden soll, default-
mäßig meist /usr/local, aber manchmal besser /usr oder /opt. Da von configure
alles Weitere abhängt, sollte man sich die zugehörige Protokoll-Datei con-
fig.log ansehen, auch wenn anscheinend keine Probleme aufgetreten sind.
Statt make clean kann man auch make distclean versuchen, das räumt
noch gründlicher auf, so daß hinterher wieder mit ./configure ein Neubeginn
möglich ist.
2.8.4 Debugger (xdb, gdb)
Programme sind Menschenwerk und daher fehlerhaft
Fussnote: Es irrt der Mensch, so lang er strebt. Goethe, Faust.
Oder errare humanum est, wie wir Lateiner sagen. Noch etwas äl-
ter: ????????? ?? ??????o???? ??o???? ????o??. Die entsprechen-
de Aussage in babylonischer Keilschrift aus dem Codex Kombysis
können wir leider aus Mangel an einem TeX-Font vorläufig nicht
wiedergeben. In der nächsten Auflage werden wir jedoch eine ein-
gescannte Zeichnung aus der Höhle von Rienne-Vaplus zeigen, die
als älteste Dokumentation obiger Weisheit gilt. Ende Fussnote
. Es gibt keine Möglichkeit, die Fehlerfreiheit eines Programmes festzustellen
oder zu beweisen außer in trivialen oder idealen Fällen.
Die Fehler lassen sich in drei Klassen einteilen. Verstöße gegen die Re-
geln der jeweiligen Programmiersprache heißen Grammatikfehler oder Syn-
taxfehler. Sie führen bereits zu einem Abbruch des Kompiliervorgangs und
lassen sich schnell lokalisieren und beheben. Der C-Syntax-Prüfer lint ist
das beste Werkzeug zu ihrer Entdeckung. wihle statt while wäre ein ein-
facher Syntaxfehler. Fehlende oder unpaarige Klammern sind auch beliebt,
deshalb enthält der vi(1) eine Funktion zur Klammerprüfung. Unzulässige
Operationen mit Pointern sind ebenfalls an der Tagesordnung. Geht es um
Texte, so fallen Tippfehler und Grammatikfehler in diese Klasse.

Seite 203
Falls das Programm die Kompilation ohne Fehlermeldung hinter sich ge-
bracht hat, startet man es. Dann melden sich die Laufzeitfehler, die un-
ter Umständen nur bei bestimmten und womöglich seltenen Parameterkon-
stellationen auftreten. Ein typischer Laufzeitfehler ist die Division durch eine
Variable, die manchmal den Wert Null annimmt. Die Fehlermeldung lautet
Floating point exception. Ein anderer häufig vorkommender Laufzeitfehler
ist die Überschreitung von Arraygrenzen oder die Verwechslung von Varia-
blen und Pointern, was zu einem Memory fault, einem Speicherfehler führt.
Die dritte Klasse bilden die logischen Fehler oder Denkfehler. Sie werden
auch semantische Fehler genannt. Das Programm arbeitet einwandfrei, nur
tut es nicht das, was sich der Programmierer vorgestellt hat. Ein typischer
Denkfehler ist das Verzählen bei den Elementen eines Arrays oder bei Schlei-
fendurchgängen um genau eins. Hier hilft der Computer nur wenig, da der
Ärmste ja gar nicht weiß, was sich der Programmierer vorstellt. Diese Feh-
ler kosten viel Mühe, doch solcherlei Verdrüsse pflegen die Denkungskräfte
anzuregen, meint Wilhelm Busch und hat recht.
Eine vierte Fehlerklasse liegt fast schon außerhalb der Verantwortung des
Programmierers. Wenn das mathematische Modell zur Beschreibung eines
realen Problems ungeeignet ist, mag das Programm so fehlerarm sein wie es
will, seine Ergebnisse gehen an der Wirklichkeit vorbei. Für bestimmte Zwe-
cke ist eine Speisekarte ein brauchbares Modell einer Mahlzeit, für andere
nicht.
In diese Klasse fallen auch Fehler, die dadurch entstehen, dass wir im
Computer stets mit Zahlen endlicher Länge rechnen, während in Wirklich-
keit die Zahl ? unendlich viele Dezimalstellen hat und gemessene Größen
statistischen Schwankungen unterliegen, also unscharf begrenzte Intervalle
darstellen. Grundkenntnisse in moderner numerischer Mathematik bewah-
ren vor blindem Glauben an den Computer.
Ob und wie inhaltliche Fehler in Texten -- falsche oder fehlende Angaben --
einer der vorstehenden Klassen sinnvoll zugeordnet werden können, ist noch
zu überlegen. Dann gibt es noch den Fehler Thema verfehlt, der vielleicht
zum Modell-Fehler passt. Hintergrund dieser Gedanken ist die Anwendung
von Software-Werkzeugen in Text-Projekten, was erwiesenermaßen die Ar-
beit erleichtert.
Ein Fehler wird im Englischen auch als bug bezeichnet, was soviel wie
Wanze oder Laus bedeutet. Ein Programm zu entlausen heißt Debugging.
Dazu braucht man einen Debugger (déverminateur, déboguer). Das sind Pro-
gramme, unter deren Kontrolle das verlauste Programm abläuft. Man hat
dabei vielfältige Möglichkeiten, in den Ablauf einzugreifen. Ein absoluter De-
bugger wie der adb(1) bezieht sich dabei auf das lauffähige Programm im
Arbeitsspeicher -- nicht auf den Quellcode -- und ist somit für die meisten Auf-
gaben wenig geeignet. Ein symbolischer Debugger wie der sdb(1), der GNU
gdb(1) oder der xdb(1) bezieht sich auf die jeweilige Stelle im Quelltext
Fussnote: Real programmers don't use source language debuggers.
Ende Fussnote

Seite 204
. Debugger sind mächtige und hilfreiche Werkzeuge. Manche Programmierer
gehen so weit, daß sie das Schreiben eines Programms als Debuggen einer
leeren Datei bzw. eines weißen Blattes Papier ansehen. In der Übung wird
eine einfache Anwendung des Debuggers vorgeführt.
Falls Sie auch mit dem UNIX-Debugger nicht alle Würmer in Ihrem Pro-
gramm finden und vertreiben können, möchten wir Ihnen noch ein altes
Hausrezept verraten, das aus einer Handschrift des 9. Jahrhunderts stammt.
Das Rezept ist im Raum Wien -- München entstanden und unter den Namen
Contra vermes oder Pro nescia bekannt. Leider ist die README-Datei, welche
die Handhabung erklärt, verlorengegangen. Wir schlagen vor, die Zeilen als
Kommentar in das Programm einzufügen. Hier der Text:
Gang út, nesso, mid nigun nessiklinon,
ût fana themo marge an that bên,
fan thêmo bêne an that flêsg,
ût fan themo flêsgke an thia hûd,
ût fan thera hûd an thesa strâla.
Drohtin. Uuerthe sô!
2.8.5 Profiler (time, gprof)
Profiler sind ebenfalls Programme, unter deren Kontrolle ein zu untersuchen-
des Programm abläuft. Ziel ist die Ermittlung des Zeitverhaltens in der Ab-
sicht, das Programm schneller zu machen. Ein einfaches UNIX-Werkzeug ist
time(1):
time prim 1000000
Die Ausgabe sieht so aus:
real 0m 30.65s
user 0m 22.53s
sys 0m 1.07s
und bedeutet, daß die gesamte Laufzeit des Programms prim 30.65 s betrug,
davon entfielen 22.53 s auf die Ausführung von Benutzeranweisungen und
1.07 s auf Systemtätigkeiten. Die Ausgabe wurde durch einen Aufruf des
Primzahlenprogramms aus dem Skriptum Programmieren in C/C++ erzeugt,
das selbst Zeiten mittels des Systemaufrufs time(2) misst und rund 22 s für
die Rechnung und 4 s für die Bildschirmausgabe meldet.
Ein weiterer Profiler ist gprof(1). Seine Verwendung setzt voraus, daß
das Programm mit der Option -G kompiliert worden ist. Es wird gestar-
tet und erzeugt neben seiner normalen Ausgabe eine Datei gmon.out, das
mit gprof(1) betrachtet wird. Besser noch lenkt man die Ausgabe von
gprof(1) in eine Datei um, die sich lesen und editieren läßt:
gprof prim > prim.gprofile
Eine stark gekürzte Analyse mittels gprof(1) sieht so aus:

Seite 205
%time the percentage of the total running time of the
program used by this function.
cumsecs a running sum of the number of seconds accounted
for by this function and those listed above it.
seconds the number of seconds accounted for by this
function alone. This is the major sort for this
listing.
calls the number of times this function was invoked, if
this function is profiled, else blank.
name the name of the function. This is the minor sort
for this listing.
%time cumsecs seconds calls msec/call name
52.1 12.18 12.18 $$remU
22.2 17.38 5.20 $$mulU
20.8 22.25 4.87 333332 0.01 ttest
2.1 22.74 0.49 9890 0.05 _doprnt
0.8 22.93 0.19 _mcount
0.6 23.08 0.15 $$divide_by_const
0.6 23.22 0.14 1 140.00 main
0.3 23.29 0.07 9890 0.01 _memchr
0.2 23.34 0.05 _write_sys
0.1 23.36 0.02 9890 0.00 _printf
0.0 23.37 0.01 9887 0.00 _write
0.0 23.38 0.01 9887 0.00 _xflsbuf
0.0 23.39 0.00 9890 0.00 _wrtchk
0.0 23.39 0.00 1 0.00 _sscanf
0.0 23.39 0.00 1 0.00 _start
0.0 23.39 0.00 1 0.00 _strlen
0.0 23.39 0.00 1 0.00 atexit
0.0 23.39 0.00 1 0.00 exit
0.0 23.39 0.00 1 0.00 ioctl
Wir sehen, daß die Funktion ttest() sehr oft aufgerufen wird und 4,87 s
verbrät. Die beiden ersten Funktionen werden vom Compiler zur Verfügung
gestellt (Millicode aus /usr/lib/milli.a) und liegen außerhalb unserer
Reichweite.
Für genauere Auskünfte zieht man den Systemaufruf times(2), den De-
bugger oder das UNIX-Kommando prof(1) in Verbindung mit der Subrouti-
ne monitor(3) heran.

Seite 206
2.8.6 Archive, Bibliotheken (ar)
Viele Teilaufgaben in den Programmen wiederholen sich immer wieder. Das
sind Aufgaben, die mit dem System zu tun haben, Befehle zur Bildschirm-
steuerung, mathematische Berechnungen wie Logarithmus oder trigonome-
trische Funktionen, Datenbankfunktionen oder Funktionen zur Abfrage von
Meßgeräten am Bus.
Damit man diese Funktionen nicht jedesmal neu zu erfinden braucht, wer-
den sie in Bibliotheken gepackt, die dem Programmierer zur Verfügung ste-
hen. Teils stammen sie vom Hersteller des Betriebssystems (also ursprüng-
lich AT&T), teils vom Hersteller der Compiler (bei uns Hewlett-Packard und
GNU) oder der Anwendungssoftware, teils von Benutzern. Bibliotheken ent-
halten Programmbausteine, es lassen sich aber auch andere Dateien (Texte,
Grafiken) in gleicher Weise zusammenfassen. Dann spricht man allgemeiner
von Archiven. Außer den Dateien enthalten Archive Verwaltungsinformatio-
nen (Index) zum schnellen Finden der Inhalte. Diese Informationen wurden
früher mit dem Kommando ranlib(1) eigens erzeugt, heute erledigt ar(1)
das mit. Die Verwendung von Bibliotheken beim Programmieren wird im
Skriptum Programmieren in C/C++ erläutert.
Außer den mit dem Compiler gelieferten Bibliotheken kann man zusätz-
lich erworbene oder selbst erstellte Bibliotheken verwenden. Im Handel sind
beispielsweise Bibliotheken mit Funktionen für Bildschirmmasken, zur Ver-
waltung index-sequentieller Dateien, für Grafik, zur Meßwerterfassung und
-aufbereitung und für besondere mathematische Aufgaben. Auch aus dem
Netz laufen Bibliotheken zu. Eigene Bibliotheken erzeugt man mit dem
UNIX-Kommando ar(1); das Datei-Format ist unter ar(4) beschrieben. Ein
Beispiel zeige den Gebrauch. Wir haben ein Programm statistik.c zur Be-
rechnung von Mittelwert und Varianz der in der Kommandozeile mitgegebe-
nen ganzen Zahlen geschrieben:
/* Statistische Auswertung von eingegebenen Werten
Privat-Bibliothek ./libstat.a erforderlich
Compileraufruf cc statistik.c -L . -lstat
*/
#define MAX 100 /* max. Anzahl der Werte */
#include <stdio.h>
void exit(); double mwert(), varianz();
main(int argc, char *argv[])
{
int i, a[MAX];
if (argc < 3) {
puts("Zuwenig Werte"); exit(-1);
}

Seite 207
if (argc > MAX + 1) {
puts("Zuviel Werte"); exit(-1);
}
/* Uebernahme der Werte in ein Array */
a[0] = argc - 1;
for (i = 1; i < argc; i++) {
sscanf(argv[i], "%d", a + i);
}
/* Ausgabe des Arrays */
for (i = 1; i < argc; i++) {
printf("%d\n", a[i]);
}
/* Rechnungen */
printf("Mittelwert: %f\n", mwert(a));
printf("Varianz: %f\n", varianz(a));
return 0;
}
Quelle 2.31 : C-Programm Statistik mit Benutzung einer eigenen Funktions-
bibliothek
Das Programm verwendet die Funktionen mwert() und varianz(), die
wir aus einer hausgemachten Funktionsbibliothek namens libstat.a ent-
nehmen. Der im Kommentar genannte Compileraufruf mit der Option -L .
veranlaßt den Linker, diese Bibliothek im Arbeits-Verzeichnis zu suchen. Die
Funktionen sehen so aus:
double mwert(x)
int *x;
{
int j, k;
double m;
for (j = 1, k = 0; j <= *x; j++) {
k = k + x[j];
}
m = (double)k / (double)*x;
return m;
}
Quelle 2.32 : C-Funktion Mittelwert ganzer Zahlen

Seite 208
extern double mwert();
double varianz(x)
int *x;
{
int j;
double m, s, v;
m = mwert(x);
for (j = 1, s = 0; j <= *x; j++) {
s = s + (x[j] - m) * (x[j] - m);
}
v = s / (*x - 1);
return v;
}
Quelle 2.33 : C-Funktion Varianz ganzer Zahlen
Diese Funktionen werden mit der Option -c kompiliert, so daß wir zwei
Objektfiles mwert.o und varianz.o erhalten. Mittels des Aufrufes
ar -r libstat.a mwert.o varianz.o
erzeugen wir die Funktionsbibliothek libstat.a, auf die mit der Compiler-
option -lstat zugegriffen wird. Der Vorteil der Bibliothek liegt darin, daß
man sich nicht mit vielen einzelnen Funktionsfiles herumzuschlagen braucht,
sondern mit der Compileroption gleich ein ganzes Bündel verwandter Funk-
tionen erwischt. In das Programm eingebunden werden nur die Funktionen,
die wirklich benötigt werden.
Merke: Ein Archiv ist weder verdichtet noch verschlüsselt. Dafür sind an-
dere Werkzeuge (gzip(1), crypt(1)) zuständig.
2.8.7 Weitere Werkzeuge
Das Werkzeug cflow(1) ermittelt die Funktionsstruktur zu einer Gruppe
von C-Quell- und Objektfiles. Der Aufruf:
cflow statistik.c
liefert auf stdout
1 main: int(), <statistik.c 15>
2 puts: <>
3 exit: <>
4 sscanf: <>
5 printf: <>
6 mwert: <>
7 varianz: <>

Seite 209
was besagt, daß die Funktion main() vom Typ int ist und in Zeile 15 des
Quelltextes statistik.c definiert wird. main() ruft seinerseits die Funk-
tionen puts, exit, sscanf und printf auf, die in statistik.c nicht defi-
niert werden, da sie Teil der Standardbibliothek sind. Die Funktionen mwert
und varianz werden ebenfalls aufgerufen und nicht definiert, da sie aus ei-
ner Privatbibliothek stammen.
Das Werkzeug cxref(1) erzeugt zu einer Gruppe von C-Quellfiles eine
Kreuzreferenzliste aller Symbole, die nicht rein lokal sind. Der Aufruf
cxref fehler.c
gibt nach stdout eine Liste aus, deren erste Zeilen so aussehen:
fehler.c:
SYMBOL FILE FUNCTION LINE
BUFSIZ /usr/include/stdio.h -- *10
EOF /usr/include/stdio.h -- 70 *71
FILE /usr/include/stdio.h -- *18 78 123
127 128 201
223
FILENAME_MAX /usr/include/stdio.h -- *67
FOPEN_MAX /usr/include/stdio.h -- *68
L_ctermid /usr/include/stdio.h -- *193
L_cuserid /usr/include/stdio.h -- *194
L_tmpnam /usr/include/stdio.h -- *61
NULL /usr/include/stdio.h -- 35 *36
PI fehler.c -- *27
P_tmpdir /usr/include/stdio.h -- *209
SEEK_CUR /usr/include/stdio.h -- *55
SEEK_END /usr/include/stdio.h -- *56
SEEK_SET /usr/include/stdio.h -- 53 *54
TMP_MAX /usr/include/stdio.h -- 63 *64
_CLASSIC_ANSI_TYPES /usr/include/stdio.h -- 162
Durch die include-Datei stdio.h und gegebenenfalls durch Bibliotheks-
funktionen geraten viele Namen in das Programm, von denen man nichts
ahnt. Ferner gibt es einige Werkzeuge zur Ermittlung und Bearbeitung von
Strings in Quellfiles und ausführbaren Programmen, teilweise beschränkt auf
C-Programme (tt strings(1), xstr(1)).
Weitere wichtige Werkzeuge sind ein Lineal und Buntstifte, mit denen
man zusammengehörende Namen oder Teile im Quelltext markiert.
2.8.8 Versionsverwaltung mit RCS, SCCS und CVS
Größere Projekte werden von zahlreichen, unter Umständen wechselnden
Programmierern oder Autoren gemeinsam bearbeitet. In der Regel werden
die so entstandenen Programmpakete über Jahre hinweg weiterentwickelt

Seite 210
und vielleicht auf mehrere Systeme portiert. Die Arbeit vollzieht sich in meh-
reren Stufen parallel zur Zeitachse:
? Aufgabenstellung
? Aufgabenanalyse
? Umsetzung in eine Programmiersprache
? Testen
? Dokumentieren
? vorläufige Freigabe
? endgültige Freigabe
? Weiterentwicklung, Pflege
Des weiteren wird ein Programmpaket in viele überschaubare Module aufge-
teilt. Von jedem Modul entstehen im Verlauf der Arbeit mehrere Fassungen
oder Versionen. Der Zustand des ganzen Projektes läßt sich in einem dreidi-
mensionalen Koordinatensystem mit den Achsen Modul, Stufe (Zeit) und Ver-
sion darstellen. Das von Walter F. Tichy entwickelte Revision Control System
RCS ist ein Werkzeug, um bei dieser Entwicklung Ordnung zu halten. Es ist
einfach handzuhaben und verträgt sich gut mit make(1). Das RCS erledigt
drei Aufgaben:
? Es führt Buch über die Änderungen an den Texten.
? Es ermöglicht, ältere Versionen wiederherzustellen, ohne daß diese voll-
ständig gespeichert zu werden brauchen (Speichern von Differenzen).
? Es verhindert gleichzeitige schreibende Zugriffe mehrerer Benutzer auf
denselben Text.
Sowie es um mehr als Wegwerfprogramme geht, sollte man make(1) und
RCS einsetzen. Der geringe Aufwand zum Einarbeiten wird bei der weiteren
Arbeit mehr als wett gemacht. Arbeiten mehrere Programmierer an einem
Projekt, kommt man um RCS oder ähnliches nicht herum. Beide Werkzeuge
sind auch für Manuskripte oder WWW-Dateien zu verwenden. RCS ist in den
meisten Linux-Distributionen enthalten. Man beginnt folgendermaßen:
? Unterverzeichnis anlegen, hineinwechseln.
? Mit einem Editor die erste Fassung des Quelltextes schrei-
ben. Irgendwo im Quelltext - z. B. im Kommentar - sollte
$Header: /home/debian/unix/unix8.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
oder
$Id: unix8.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
vorkommen, siehe unten. Dann übergibt man mit dem Kommando
ci filename (check in) die Datei dem RCS. Dieses ergänzt die Datei
durch Versionsinformationen und macht eine nur lesbare RCS-Datei
(444) mit der Kennung ,v daraus. Die ursprüngliche Datei löschen.

Seite 211
? Mit dem Kommando co filename (check out, ohne ,v) bekommt man
eine Kopie seiner Datei zurück, und zwar nur zum Lesen. Diese Ko-
pie kann man mit allen UNIX-Werkzeugen bearbeiten, nur das Zurück-
schreiben mittels ci verweigert das RCS.
? Mit dem Kommando co -l filename wird eine les- und schreibba-
re Kopie erzeugt. Dabei wird die RCS-Datei für weitere, gleichzeitige
Schreibzugriffe gesperrt (l = lock). Die Kopie kann man mit allen UNIX-
Werkzeugen bearbeiten, Umbenennen wäre jedoch ein schlechter Ein-
fall.
? Beim Zurückstellen mittels ci filename hat man Gelegenheit, einen
kurzen Kommentar in die Versionsinformationen zu schreiben wie
Grund und Umfang der Änderung. Mittels rlog filename werden die
Versionsinformationen auf den Schirm geholt. Enthält der Quelltext die
Zeichenfolge $Log: unix8.tex,v $ -- zweckmäßig im Kommentar am
Anfang -- so werden die Versionsinformationen auch dorthin übernom-
men. Dann hat man alles im Quellfile beisammen.
? Falls Sie sich mit co -l filename eine Kopie zum Editieren geholt
und damit gleichzeitig das Original für weitere Schreibzugriffe ge-
sperrt haben, anschließend die Kopie mit rm(1) löschen, so haben Sie
nichts mehr zum Zurückstellen. In diesem Fall läßt sich die Sperre
mit rcs -u filename aufheben. Besser ist es jedoch, auf die UNIX-
Kommandos zu verzichten und nur mit den RCS-Kommandos zu arbei-
ten.
Das ist für den Anfang alles. Die RCS-Kommandos lassen sich in Makefi-
les verwenden. Die vom RCS vergebenen Zugriffsrechte können von UNIX-
Kommandos (chmod(1)) überrannt werden, aber das ist nicht Sinn der Sache;
der Einsatz von RCS setzt voraus, daß sich die Beteiligten diszipliniert ver-
halten.
Hier ein Makefile mit RCS-Kommandos für das nachstehende Sortierpro-
gramm:
# makefile zu mysort.c, im RCS-System
# $Header: /home/debian/unix/quellen/sortmakef.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
CC = /bin/cc
CFLAGS = -Aa -DDEBUG
all: mysort clean
mysort: mysort.o bubble.o
$(CC) $(CFLAGS) -o mysort mysort.o bubble.o
mysort.o: mysort.c myheader.h
$(CC) $(CFLAGS) -c mysort.c
bubble.o: bubble.c myheader.h
$(CC) $(CFLAGS) -c bubble.c

Seite 212
mysort.c: mysort.c,v
co mysort.c
bubble.c: bubble.c,v
co bubble.c
myheader.h: myheader.h,v
co myheader.h
clean:
/bin/rm -f *.c *.o *.h makefile
Quelle 2.34 : Makefile zum Sortierprogramm mysort.c
Da dieses Beispiel sich voraussichtlich zu einer kleinen Familie von Quelltex-
ten ausweiten wird, legen wir eine privates include-Datei mit unseren eige-
nen, für alle Teile gültigen Werten an:
/* myheader.h zum Sortierprogramm, RCS-Beispiel
W. Alex, Universitaet Karlsruhe, 04. Juli 1995
*/
/*
$Header: /home/debian/unix/quellen/sortinclude,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
*/
int bubble(char *text);
int insert(char *text);
#define USAGE "Aufruf: mysort filename"
#define NOTEXIST "File existiert nicht"
#define NOTREAD "File ist nicht lesbar"
#define NOTSORT "Problem beim Sortieren"
#define LINSIZ 64 /* Zeilenlaenge */
#define MAXLIN 256 /* Anzahl Zeilen */
Quelle 2.35 : Include-Datei zum Sortierprogramm mysort.c
Nun das Hauptprogramm, das die Verantwortung trägt,
aber sonst nicht viel tut. Hier ist der Platzhalter
$Header: /home/debian/unix/unix8.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
Bestandteil des Codes, die Versionsinformationen stehen also auch im
ausführbaren Programm. Man könnte sogar mit ihnen etwas machen,
ausgeben beispielsweise:
/* Sortierprogramm mysort, als Beispiel fuer RCS */
/*
$Log: mysort.tex,v $

Seite 213
Revision 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf
Anlegen des unix-Reps
*/
static char rcsid[] =
"$Header: /home/debian/unix/quellen/mysort.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $";
#include <stdio.h>
#include "myheader.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
long time1, time2;
/* Pruefung der Kommandozeile */
if (argc != 2) {
puts(USAGE); return(-1);
}
/* Pruefung des Textfiles */
if (access(argv[1], 0)) {
puts(NOTEXIST); return(-2);
}
if (access(argv[1], 4)) {
puts(NOTREAD); return(-3);
}
/* Sortierfunktion und Zeitmessung */
time1 = time((long *)0);
if (bubble(argv[1])) {
puts(NOTSORT); return(-4);
}
time2 = time((long *)0);
/* Ende */
printf("Das Sortieren dauerte %ld sec.\n", time2 - time1);
return 0;
}
Quelle 2.36 : C-Programm Sortieren, für RCS
Hier die Funktion zum Sortieren (Bubblesort, nicht optimiert). Der einzige
Witz in dieser Funktion ist, daß wir nicht die Strings durch Umkopieren sor-

Seite 214
tieren, sondern nur die Indizes der Strings. Ansonsten kann man hier noch
einiges verbessern und vor allem auch andere Sortieralgorithmen nehmen.
Man sollte auch das Einlesen und die Ausgabe vom Sortieren trennen:
/* Funktion bubble() (Bubblesort), als Beispiel fuer RCS
W. Alex, Universitaet Karlsruhe, 04. Juli 1995 */
/*
$Header: /home/debian/unix/quellen/bubble.tex,v 1.1.1.1 2005/02/06 20:01:11 wulf Exp $
*/
#include &#60;stdio.h&#62;
#include &#60;string.h&#62;
#include "myheader.h"
int bubble(char *text)
{
int i = 0, j = 0, flag = 0, z, line[MAXLIN];
char array[MAXLIN][LINSIZ];
FILE *fp;
#if DEBUG
printf("Bubblesort %s\n", text);
#endif
/* Einlesen */
if ((fp = fopen(text, "r")) == NULL) return(-1);
while ((!feof(fp)) && (i < MAXLIN)) {
fgets(array[i++], LINSIZ, fp);
}
fclose(fp);
#if DEBUG
puts("Array:");
j = 0;
while (j < i) {
printf("%s", array[j++]);
}
puts("Ende Array");
#endif
/* Sortieren (Bubblesort) */
for (j = 0; j < MAXLIN; j++)
line[j] = j;
while (flag == 0) {
flag = 1;

Seite 215
for (j = 0; j < i; j++) {
if (strcmp(array[line[j]], array[line[j + 1]]) > 0) {
z = line[j + 1];
line[j + 1] = line[j];
line[j] = z;
flag = 0;
}
}
}
/* Ausgeben nach stdout */
#if DEBUG
puts("Array:");
j = 0;
while (j < i) {
printf("%d\n", line[j++]);
}
puts("Ende Array");
#endif
j = 0;
while (j < i) {
printf("%s", array[line[j++]]);
}
/* Ende */
return 0;
}
Quelle 2.37 : C-Funktion Bubblesort
Bubblesort eignet sich für kleine Sortieraufgaben mit bis zu etwa hundert
Elementen. Kopieren Sie sich die Bausteine in ein eigenes Verzeichnis und
entwickeln Sie das Programm unter Verwendung des RCS weiter. Näheres
siehe rcsintro(5).
Anfangs erscheint das Arbeiten mit RCS bei kleinen Projekten als lästig,
ähnlich wie das Anlegen eines Makefiles. Man gewöhnt sich aber schnell dar-
an und spart sofort das Eintragen des Änderungsdatums von Hand. Nach
kurzer Zeit ist man für die selbst auferlegte Ordnung dankbar.
Das Source Code Control System SCCS verwaltet die Versionen der Mo-
dule, indem es die erste Fassung vollständig speichert und dann jeweils die
Differenzen zur nächsten Version, während RCS die jüngste Version speichert
und die älteren aus den Differenzen rekonstruiert.
Alle Versionen eines Programmes samt den Verwaltungsdaten werden in
einer einzigen SCCS-Datei namens s.filename abgelegt, auf das schrei-
bend nur über besondere SCCS-Kommandos zugegriffen werden kann. Das
erste dieser Kommandos ist admin(1) und erzeugt aus einem C-Quellfile
program.c das zugehörige SCCS-Dokument:

Seite 216
admin -iprogram.c s.program.c
Mit admin(1) lassen sich noch weitere Aufgaben erledigen, siehe Referenz-
Handbuch. Mittels get(1) holt man das Quellfile wieder aus dem SCCS-
Dokument heraus, mitttels delta(1) gibt man eine geänderte Fassung des
Quellfiles an das SCCS-Dokument zurück.
RCS und SCCS arbeiten auf Datei-Ebene. Bei größeren Projekten ist es
wünschenswert, mehrere Dateien gemeinsam oder ganze Verzeichnisse in die
Versionsverwaltung einzubeziehen. Dies leistet das Concurrent Versions Sys-
tem (CVS). Es baut auf RCS auf und erweitert dessen Funktionalität au-
ßerdem um eine Client-Server-Architektur. Die beteiligten Dateien und Ver-
zeichnisse können auf verschiedenen Computern im Netz liegen. Im Gegen-
satz zu RCS, das zu einem Zeitpunkt immer nur einem Benutzer das Schrei-
ben gestattet, verfolgt CVS eine sogenannte optimistische Kooperationsstra-
tegie. Mehrere Programmierer können gleichzeitig auf Kopien derselben Ver-
sion (Revision) arbeiten. Beim Zurückschreiben wird ein Abgleich mit der in
der zentralen Versionsbibliothek (Repository) abgelegten Fassung erzwun-
gen, um zu verhindern, daß parallel durchgeführte und bereits zurückge-
schriebene Versionen überschrieben werden. Diese Strategie kann zu Kon-
flikten führen, die per Hand aufgelöst werden müssen. Während das Ein-
richten eines CVS-Projektes Überblick erfordert, ist das Arbeiten unter CVS
nicht schwieriger als unter RCS. Einzelheiten wie so oft am einfachsten aus
dem Netz, wo außer dem Programmpaket selbst auch kurze oder ausführli-
che, deutsche oder englische Anleitungen zu finden sind. Unter den Namen
WinCVS und MacCVS liegen Fassungen für weitere Betriebssysteme im Netz.
Der Oberbegriff des ganzen Gebietes lautet Software Configuration Mana-
gement (SCM) oder allgemeiner Configuration Management (CM). Lassen Sie
einmal eine Suchmaschine darauf los, es gibt mehrere freie oder kommerzielle
Produkte sowie Übersichten, Einführungen und Tutorials dazu.
Ist die Entwicklung einer Software oder eines Manuskriptes vorläufig ab-
geschlossen, geht es an die Pflege. Dazu gehört unter anderem das Manage-
ment der im Betrieb der Software auftauchenden Probleme. Auch hierfür gibt
es Werkzeuge, beispielsweise gnats aus dem GNU-Projekt. Aber das sprengt
den Rahmen dieses Buches.
CASE bedeutet Computer Aided Software Engineering. An sich ist das
nichts Neues, beim Programmieren hat man schon immer Computer einge-
setzt. Das Neue bei CASE Tools wie SoftBench von Hewlett-Packard besteht
darin, daß die einzelnen Programmierwerkzeuge wie syntaxgesteuerte Edito-
ren, Compiler, Linker, Builder (make(1)), Analysewerkzeuge, Debugger, Versi-
onskontrollsysteme sowie die Dokumentation unter einer einheitlichen, heut-
zutage grafischen Oberfläche -- hier das X Window System und Motif - zu-
sammengefaßt werden. Allgemein heißt das Ganze Programmier- oder Ent-
wicklungsumgebung (Integrated development environment, IDE). Damit zu
arbeiten ist die moderne Form des Programmierens und kann effektiv sein.

Seite 217
2.8.9 Systemaufrufe
2.8.9.1 Was sind Systemaufrufe?
Dem Programmierer stehen zwei Hilfsmittel
Fussnote: Standardfunktionen sind erst verfügbar, nachdem ande-
re Programmierer sie geschrieben haben. Ende Fussnote
zur Verfügung, um seine Wünsche auszudrücken:
? die Schlüsselwörter (Wortsymbole) der Programmiersprache,
? die Systemaufrufe des Betriebssystems.
Die Schlüsselwörter (keyword, mot-clé) der Programmiersprache (C/C++,
FORTRAN oder PASCAL) sind auch unter verschiedenen Betriebssystemen
(PC-DOS, OS/2 oder UNIX) dieselben. Sie gehören zur Programmiersprache,
das heißt zum Compiler. Die Systemaufrufe (system call, system primitive,
fonction système) eines Betriebssystems (UNIX) sind für alle Programmier-
sprachen (C, FORTRAN, PASCAL, COBOL) dieselben. Sie gehören zum Be-
triebssystem. Man findet auch die Bezeichnung Kernschnittstellenfunktion,
die besagt, dass ein solcher Aufruf sich unmittelbar an den Kern des Be-
triebssystems richtet. Der Kreis der Systemaufrufe liegt fest und kann nicht
ohne Eingriffe in den Kern des Betriebssystems verändert werden. Da UN-
IX zum großen Teil in C geschrieben ist, sind die Systemaufrufe von UNIX
C-Funktionen, die sich in ihrer Syntax nicht von eigenen oder fremden C-
Funktionen unterscheiden. Deshalb müssen auch FORTRAN- oder PASCAL-
Programmierer etwas von der Programmiersprache C verstehen. Im Hand-
buch werden die Systemaufrufe in Sektion (2) beschrieben.
Bei POSIX-konformen Betriebssystemen spricht man statt von System-
aufrufen besser von POSIX-Funktionen, da der POSIX-Standard offen lässt,
ob diese vom Betriebssystem zur Verfügung gestellten Funktionen als Sys-
temaufrufe oder als Bibliothek verwirklicht sind. Auf jeden Fall gehören sie
zum Betriebssystem, nicht zum Compiler. Die Unterscheidung spielt eine Rol-
le, wenn man für verschiedene Betriebssysteme und/oder Compiler program-
miert. Der Programmierer muss wissen, woher seine Funktionen stammen.
In Sektion (3) finden sich vorgefertigte Unterprogramme, Subroutinen
oder Standardfunktionen (standard function, fonction élémentaire) für häufig
vorkommende Aufgaben. Für den Anwender besteht kein Unterschied zu den
Systemaufrufen. Streng genommen gehören diese Standardfunktionen jedoch
zu den jeweiligen Programmiersprachen (zum Compiler) und nicht zum Be-
triebssystem. Der Kreis der Standardfunktionen ist beliebig ergänzbar. Um
den Benutzer zu verwirren, sind die Systemaufrufe und die Standardfunktio-
nen in einer Funktionsbibliothek (/lib/libc.a und andere) vereinigt.
Die Aufgabenverteilung zwischen Schlüsselwörtern, Systemaufrufen und
Standardfunktionen ist in gewissem Umfang willkürlich. Systemaufrufe er-
ledigen Aufgaben, die aus dem Aufbau und den kennzeichnenden Eigenschaf-
ten des Betriebssystems herrühren, bei UNIX also in erster Linie
? Ein- und Ausgabe auf unterster Stufe,

Seite 218
? Umgang mit Prozessen,
? Umgang mit dem Datei-System,
? Sicherheitsvorkehrungen.
Das Öffnen einer Datei zum Lesen oder Schreiben ist Sache eines Systemauf-
rufs (open(2)), Sortieren hingegen Sache einer Standardfunktion (qsort(3)).
Es gibt aber zusätzlich auch Standardfunktionen zum Umgang mit Datei-
en, die den jeweiligen Systemaufruf komfortabel verpacken (fopen(3)). Nach
außen definiert die Menge der Systemaufrufe das Betriebssystem. Zwei Sys-
teme, die in ihren Aufrufen übereinstimmen, sind für den Benutzer identisch.
Neue Funktionalitäten des Betriebssystems stellen sich dem Programmierer
als neue Systemaufrufe dar, siehe zum Beispiel unter stream(2).
Einige UNIX-Systemaufrufe haben gleiche oder ähnliche Aufgaben wie
Shell-Kommandos. Wenn man die Zeit wissen möchte, verwendet man im
Dialog das Shell-Kommando date(1). Will man diese Information aus ei-
nem eigenen Programm heraus abfragen, greift man auf den Systemaufruf
time(2)
Fussnote: In HP-UX. In ANSI-C ist eine Standardfunktion time(3)
enthalten. Ende Fussnote
zurück. Das Shell-Kommando ist ein in ein C-Programm verpackter System-
aufruf.
In Linux/UNIX sind Systemaufrufe Funktionen der Programmiersprache
C. Eine Funktion übernimmt beim Aufruf Argumente oder Parameter und
gibt ein Ergebnis zurück. Dieser Mechanismus wird Parameterübergabe ge-
nannt. Man muss ihn verstanden haben, um Funktionen in eigenen Program-
men verwenden zu können. Eine Erklärung findet sich im Skriptum Program-
mieren in C/C++.
2.8.9.2 Beispiel Systemzeit (time)
Im folgenden Beispiel wird der Systemaufruf time(2) verwendet. time(2)
liefert die Zeit in Sekunden seit 00:00:00 Greenwich Mean Time, 1. Januar
1970. Computeruhren laufen übrigens erstaunlich ungenau, falls sie nicht
durch eine Funkuhr oder über das Netz synchronisiert werden. Ferner brau-
chen wir die Standardfunktion gmtime(3), Beschreibung unter ctime(3),
die aus den obigen Sekunden eine Struktur erzeugt, die Datum und Uhrzeit
enthält. Die Umrechnung von Greenwich auf Karlsruhe nehmen wir selbst
vor. Eleganter wäre ein Rückgriff auf die Zeitzonen-Variable der Umgebung.
Laut Referenz-Handbuch hat time(2) die Syntax
long time ((long *) 0)
Die Funktion verlangt ein Argument vom Typ Pointer auf long integer, und
zwar im einfachsten Fall den Nullpointer. Der Returnwert ist vom Typ long
integer. Der größte Wert dieses Typs liegt etwas über 2 Milliarden. Damit
läuft diese Uhr etwa 70 Jahre. Die Subroutine gmtime(3) hat die Syntax

Seite 219
#include <time.h>
struct tm *gmtime(clock)
long *clock
Die Funktion gmtime(3) verlangt ein Argument clock vom Typ Pointer auf
long integer. Wir müssen also den Returnwert von time(2) in einen Pointer
umwandeln (referenzieren). Der Rückgabewert der Funktion gmtime(3) ist
ein Pointer auf eine Struktur namens tm. Diese Struktur ist in der include-
Datei time.h definiert. Die include-Dateien sind lesbarer Text; es ist ratsam
hineinzuschauen. In der weiteren Beschreibung zu ctime(3) wird die Struk-
tur tm erläutert:
struct tm {
int tm_sec; /* seconds (0 - 59) */
int tm_min; /* minutes (0 - 59) */
int tm_hour; /* hours (0 - 23) */
int tm_mday; /* day of month (1 - 31) */
int tm_mon; /* month of year (0 - 11) */
int tm_year; /* year - 1900 */
int tm_wday; /* day of week (sunday = 0) */
int tm_yday; /* day of year (0 - 365) */
int tm_isdst; /* daylight saving time */
}
Von den beiden letzten Komponenten der Struktur machen wir keinen Ge-
brauch. Da die Komponenten alle vom selben Typ sind, ist statt der Struktur
auch ein Array denkbar. Vermutlich wollte sich der Programmierer den Weg
offenhalten, künftig auch andere Typen aufzunehmen (Zeitzone). Das Pro-
gramm, das die Quelle zu dem Kommando zeit aus der ersten Übung ist,
sieht folgendermaßen aus:
/* Ausgabe der Zeit auf Bildschirm */
/* Compileraufruf cc -o zeit zeit.c */
#include <stdio.h>
#include <time.h>
char *ptag[] = {"Sonntag, ", "Montag, ",
"Dienstag, ", "Mittwoch, ",
"Donnerstag,", "Freitag, ",
"Samstag, "};
char *pmon[] = {"Januar", "Februar", "Maerz", "April",
"Mai", "Juni", "Juli", "August",
"September", "Oktober", "November",
"Dezember"};
main()
{
long sec, time();
struct tm *gmtime(), *p;

Seite 220
sec = time((long *) 0) + 3600; /* MEZ = GMT + 3600 */
p = gmtime(&sec);
printf("%s %d. ", ptag[p->tm wday], p->tm mday);
printf("%s %d ", pmon[p->tm mon], p->tm year +1900);
printf("%d:%02d MEZ\n", p->tm hour, p->tm min);
}
Quelle 2.38 : C-Programm zur Anzeige der Systemzeit
Nun wollen wir dieselbe Aufgabe mit einem FORTRAN-Programm bewäl-
tigen. Der UNIX-Systemaufruf time(2) bleibt, für die C-Standardfunktion
gmtime(3) suchen wir die entsprechende FORTRAN-Routine. Da wir kei-
ne finden, müssen wir sie entweder selbst schreiben (was der erfahre-
ne Programmierer scheut) oder nach einem Weg suchen, eine beliebige C-
Standardfunktion in ein FORTRAN-Programm hineinzuquetschen.
Der Systemaufruf time(2) macht keinen Kummer. Er benötigt ein Argu-
ment vom Typ Pointer auf long integer, was es in FORTRAN gibt. Der Rückga-
bewert ist vom Typ long integer, auch kein Problem. Die C-Standardfunktion
gmtime(3) erwartet ein Argument vom Typ Pointer auf long integer, was
machbar wäre, aber ihr Ergebnis ist ein Pointer auf eine Struktur. Das hat
FORTRAN noch nie gesehen
Fussnote: FORTRAN 90 kennt Strukturen. Ende Fussnote
. Deshalb weichen wir auf die C-Standardfunktion ctime(3) aus, deren
Rückgabewert vom Typ Pointer auf character ist, was es in FORTRAN nä-
herungsweise gibt. In FORTRAN ist ein Zeichen ein String der Länge eins.
Strings werden per Deskriptor übergeben. Ein String-Deskriptor ist der Poin-
ter auf das erste Zeichen und die Anzahl der Zeichen im String als Integer-
wert. Das Programm sieht dann so aus:
program zeit
$ALIAS foratime = 'sprintf' c
integer*4 time, tloc, sec, ctime
character atime*26
sec = time(tloc)
call foratime(atime, '%s'//char(0), ctime(sec))
write(6, '(a)') atime
end
Quelle 2.39 : FORTRAN-Programm zur Anzeige der Systemzeit
Die ALIAS-Anweisung ist als Erweiterung zu FORTRAN 77 in vielen
Compilern enthalten und dient dazu, den Aufruf von Unterprogrammen an-
derer Sprachen zu ermöglichen. Der Compiler weiß damit, dass das Unter-

Seite 221
programm außerhalb des Programms -- zum Beispiel in einer Bibliothek --
einen anderen Namen hat als innerhalb des Programms. Wird eine Sprache
angegeben (hier C), so erfolgt die Parameterübergabe gemäß der Syntax die-
ser Sprache. Einzelheiten siehe im Falle unserer Anlage im HP FORTRAN
77/HP-UX Reference Manual im Abschnitt Compiler Directives.
Die Anweisung teilt dem Compiler mit, dass hinter der FORTRAN-
Subroutine foratime die C-Standard-Funktion sprintf(3) steckt und dass
diese nach den Regeln von C behandelt werden soll. Der Rückgabewert von
sprintf(3) (die Anzahl der ausgegebenen Zeichen) wird nicht verwertet,
deshalb ist foratime eine FORTRAN-Subroutine (keine Funktion), die im
Programm mit call aufgerufen werden muss.
Der Systemaufruf time(2) verlangt als Argument einen Pointer auf
long integer, daher ist tloc als vier Bytes lange Integerzahl deklariert.
tloc spielt weiter keine Rolle. Die Übergabe als Pointer (by reference) ist in
FORTRAN Standard für Zahlenvariable und braucht nicht eigens vereinbart
zu werden. Der Rückgabewert von time geht in die Variable sec vom Typ
long integer = integer*4.
Die call-Zeile ruft die Subroutine foratime alias C-Funktion
sprintf(3) auf. Diese C-Funktion erwartet drei Argumente: den Ausgabe-
string als Pointer auf char, einen Formatstring als Pointer auf char und
die auszugebende Variable von einem Typ, wie er durch den Formatstring
bezeichnet wird. Der Rückgabewert der Funktion ctime(3) ist ein Pointer
auf char. Da dies kein in FORTRAN zulässiger Typ ist, deklarieren wir die
Funktion ersatzweise als vom Typ 4-Byte-integer. Der Pointer lässt sich auf
jeden Fall in den vier Bytes unterbringen. Nach unserer Erfahrung reichen
auch zwei Bytes, ebenso funktioniert der Typ logical, nicht jedoch real.
Der Formatstring besteht aus der Stringkonstanten %s, gefolgt von dem
ASCII-Zeichen Nr. 0, wie es bei Strings in C Brauch ist. Für sprintf(3)
besagt dieser Formatstring, das dritte Argument -- den Rückgabewert von
ctime(3) -- als einen String aufzufassen, das heißt als Pointer auf das erste
Element eines Arrays of characters.
atime ist ein FORTRAN-String-Deskriptor, dessen erste Komponente ein
Pointer auf character ist. Damit weiß sprintf(3), wohin mit der Ausgabe.
Die write-Zeile ist wieder pures FORTRAN.
An diesem Beispiel erkennen Sie, dass Sie auch als FORTRAN- oder
PASCAL-Programmierer etwas von C verstehen müssen, um die System-
aufrufe und C-Standardfunktionen syntaktisch richtig zu gebrauchen.
Bei manchen FORTRAN-Compilern (Hewlett-Packard, Microsoft) lassen
sich durch einen einfachen Interface-Aufruf Routinen fremder Sprachen so
verpacken, dass man sie übernehmen kann, ohne sich um Einzelheiten küm-
mern zu müssen.
2.8.9.3 Beispiel Datei-Informationen (access, stat, open, close)
In einem weiteren Beispiel wollen wir mithilfe von Systemaufrufen In-
formationen über eine Fatei gewinnen, dazu noch eine Angabe aus der

Seite 222
Sitzungsumgebung. Die Teile des Programms lassen sich einfach in andere
C-Programme übernehmen.
Dieses Programm soll beim Aufruf (zur Laufzeit, in der Kommandozei-
le) den Namen der Datei als Argument übernehmen, wie wir es von UNIX-
Kommandos her kennen. Dazu ist ein bestimmter Formalismus vorgesehen:
int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
Die Funktion main() übernimmt die Argumente argc, argv und gegebenen-
falls envp. Das Argument argc ist der Argument Counter, eine Ganzzahl.
Sie ist gleich der Anzahl der Argumente in der Kommandozeile beim Aufruf
des Programms. Das Kommando selbst ist das erste Argument, also hat argc
mindestens den Wert 1. Das Argument argv ist der Argument Vector, ein Ar-
ray of Strings, also ein Array of Arrays of Characters. Der erste String, Index
0, ist das Kommando; die weiteren Strings sind die mit dem Kommando über-
gebenen Argumente, hier der Name der gefragten Datei. Der Environment
Pointer envp wird nur benötigt, falls man Werte aus der Umgebung abfragt.
Es ist wie argv ein Array of Strings. Die Namen argc, argv und envp sind
willkürlich, aber üblich. Typ und Reihenfolge sind vorgegeben.
Die Umgebung besteht aus Strings (mit Kommando set (Shell) an-
schauen). In der for-Schleife werden die Strings nacheinander mittels der
Funktion strncmp(3) (siehe string(3)) mit dem String LOGNAME vergli-
chen. Das Ergebnis ist der Index i des gesuchten Strings im Array envp[].
Den Systemaufruf access(2) finden wir in der Sektion (2) des Referenz-
Handbuches. Er untersucht die Zugriffsmöglichkeiten auf eine Datei und hat
die Syntax:
int access(char *path, int mode)
Der Systemaufruf erwartet als erstes Argument einen String, nämlich den
Namen der Datei. Wir werden hierfür argv[1] einsetzen. Als zweites steht
eine Ganzzahl, die die Art des gefragten Zugriffs kennzeichnet. Falls der ge-
fragte Zugriff möglich ist, liefert access(2) den Wert null zurück, der in
einem C-Programm zugleich die Bedeutung von logisch falsch (FALSE) hat
und deshalb in den if-Zeilen negiert wird.
Den Systemaufruf stat(2) finden wir ebenfalls in Sektion 2. Er ermittelt
Dateiinformationen aus der Inode und hat die Syntax
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int stat(path, buf)
char *path;
struct stat *buf;
Sein erstes Argument ist wieder der Dateiname, das zweite der Na-
me eines Puffers zur Aufnahme einer Struktur, die die Informatio-
nen enthält. Diese Struktur vom Typ stat ist in der include-Datei
/usr/include/sys/stat.h deklariert, das seinerseits Bezug nimmt auf

Seite 223
Deklarationen in /usr/include/types.h. Auch einige Informationen wie
S_IFREG sind in sys/stat.h definiert. Die Zeitangaben werden wie im vori-
gen Abschnitt umgerechnet.
In UNIX-Datei-Systemen enthält jede Datei am Anfang eine Magic Num-
ber, die über die Art der Datei Auskunft gibt (man magic). Mittels des Sys-
temaufrufs open(2) wird die fragliche Datei zum Lesen geöffnet, mittels
lseek(2) der Lesezeiger auf die Magic Number gesetzt und mittels read(2)
die Zahl gelesen. Der Systemaufruf close(2) schließt die Datei wieder. Die
Systemaufrufe findet man unter ihren Namen in Sektion (2), eine Erläute-
rung der Magic Numbers unter magic(4). Nun das Programm:
/* Informationen ueber eine Datei */
#define MEZ 3600
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <magic.h>
void exit(); long lseek();
int main(argc, argv, envp)
int argc; char *argv[], *envp[];
{
int i, fildes;
struct stat buffer;
long asec, msec, csec;
struct tm *pa, *pm, *pc;
if (argc < 2) {
puts("Dateiname fehlt"); return (-1);
}
/* Informationen aus dem Environment */
for (i = 0; envp[i] != NULL; i++)
if (!(strncmp(envp[i], "LOGNAME", 4)))
printf("\n%s\n", envp[i]);
/* Informationen mittels Systemaufruf access(2) */
printf("\nFile heisst: %8s\n", argv[1]);
if (!access(argv[1], 0))

Seite 224
puts("File existiert");
else
puts("File existiert nicht");
if (!access(argv[1], 1))
puts("File darf ausgefuehrt werden");
else
puts("File darf nicht ausgefuehrt werden");
if (!access(argv[1], 2))
puts("File darf beschrieben werden");
else
puts("File darf nicht beschrieben werden");
if (!access(argv[1], 4))
puts("File darf gelesen werden");
else
puts("File darf nicht gelesen werden");
/* Informationen aus der Inode, Systemaufruf stat(2) */
if (!(stat(argv[1], &buffer))) {
printf("\nDevice: %ld\n", buffer.st dev);
printf("Inode-Nr.: %lu\n", buffer.st ino);
printf("File Mode: %hu\n\n", buffer.st mode);
switch(buffer.st mode & S IFMT) {
case S IFREG:
{
puts("File ist regulaer");
break;
}
case S IFDIR:
{
puts("File ist ein Verzeichnis");
break;
}
case S IFCHR:
case S IFBLK:
case S IFNWK:
{
puts("File ist ein Special File");
break;
}
case S IFIFO:
{
puts("File ist eine Pipe");
break;
}
default:
{

Seite 225
puts("Filetyp unbekannt (Inode)");
}
}
printf("\nLinks: %hd\n", buffer.st nlink);
printf("Owner-ID: %hu\n", buffer.st uid);
printf("Group-Id: %hu\n", buffer.st gid);
printf("Device-ID: %ld\n", buffer.st rdev);
printf("Filegroesse: %ld\n", buffer.st size);
asec = buffer.st atime + MEZ; pa = gmtime(&asec);
msec = buffer.st mtime + MEZ; pm = gmtime(&msec);
csec = buffer.st ctime + MEZ; pc = gmtime(&csec);
printf("Letzter Zugriff: %d. %d. %d\n",
pa->tm mday, pa->tm mon + 1, pa->tm year);
printf("Letzte Modifik.: %d. %d. %d\n",
pm->tm mday, pm->tm mon + 1, pm->tm year);
printf("Letzte Stat.Ae.: %d. %d. %d\n",
pc->tm mday, pc->tm mon + 1, pc->tm year);
}
else
puts("Kein Zugriff auf Inode");
/* Pruefung auf Text oder Code (magic number) */
/* Systemaufrufe open(2), lseek(2), read(2), close(2) */
/* Magic Numbers siehe magic(4) */
{
MAGIC magbuf;
fildes = open(argv[1], O RDONLY);
if (lseek(fildes, MAGIC OFFSET, 0) >= (long)0) {
read(fildes, &magbuf, sizeof magbuf);
switch(magbuf.file type) {
case RELOC MAGIC:
{
puts("File ist relocatable");
break;
}
case EXEC MAGIC:
case SHARE MAGIC:
case DEMAND MAGIC:
{
puts("File ist executable");
break;
}
case DL MAGIC:
case SHL MAGIC:
{
puts("File ist Library");

Seite 226
break;
}
default:
puts("Filetyp unbekannt (Magic Number)");
lseek(fildes, 0L, 0);
}
}
else {
puts("Probleme mit dem Filepointer");
}
}
close(fildes);
}
Quelle 2.40 : C-Programm zum Abfragen von Informationen über eine Datei
Die Verwendung von Systemaufrufen oder Standardfunktionen in C-
Programmen ist nicht schwieriger als der Gebrauch anderer Funktionen.
Man muss sich nur an die im Referenz-Handbuch Sektionen (2) und (3) nach-
zulesende Syntax halten. Es empfiehlt sich, die genannten Sektionen einmal
durchzublättern, um eine Vorstellung davon zu gewinnen, wofür es System-
aufrufe und Standardfunktionen gibt. Die Ausgabe des Programms sieht fol-
gendermaßen aus:
LOGNAME=wualex1
Datei heisst: a.out
Datei existiert
Datei darf ausgefuehrt werden.
Datei darf nicht beschrieben werden.
Datei darf gelesen werden.
Device: 13
Inode-Nr.: 43787
File Mode: 33216
Datei ist regulaer
Links: 1
Owner-ID: 101
Group-ID: 20
Device-ID: 102536
Dateigroesse: 53248
Letzter Zugriff: 24. 1. 91
Letzte Modifik.: 24. 1. 91
Letzte Stat.Ae.: 24. 1. 91
Datei ist executable
Die Bedeutung von File Mode finden Sie bei mknod(2). Es handelt sich um

Seite 227
ausführliche Informationen über die Zugriffsrechte usw. Ähnliche Auskünfte
über eine Datei liefert das Kommando chatr(1).
2.8.9.4 Beispiel Prozesserzeugung (exec, fork)
Zunächst ein kleines, aber fieses Programm namens forkbomb, mit dem man
die Robustheit seines Systems auf die Probe stellen kann.
(kommt demnaechst)
Quelle 2.41 : C-Programm zum Erzeugen vieler Prozesse (Fork-Bombe)
Der Systemaufruf fork(2) erzeugt eine Kopie des aufrufenden Prozesses
mit einer neuen Prozess-ID. Im Beispiel wird fork(2) in einer ewigen for-
Schleife aufgerufen.
2.8.10 Begriffe Programmer's Workbench
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Archiv, Bibliothek
? Builder (make)
? Debugger
? Linker
? Profiler
? Quelltext oder -code, ausführbarer Code
? Übersetzer, Compiler, Interpreter
? Systemaufruf -- Standardfunktion
? Versionsverwaltung
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? cc oder gcc
? lint
? Anfänge von make
? Anfänge von RCS (ci, co)
2.8.11 Memo Programmer's Workbench
? Die Programmquellen werden mit einem Editor geschrieben.
? Mit dem Syntaxprüfer lint(1) läßt sich die syntaktische Richtigkeit
von C-Programmen prüfen, leider nicht die von C++-Programmen.
? Schon bei kleinen Programmierprojekten ist das Werkzeug make(1)
dringend zu empfehlen. Der Compileraufruf vereinfacht sich wesentlich.
Auch für Texte verwendbar.

Seite 228
? Mit einem Compiler wird der Quellcode in den Maschinencode des je-
weiligen Prozessors übersetzt.
? Der schwerste Hammer bei der Fehlersuche ist ein Debugger, lernbe-
dürftig, aber nicht immer vermeidbar.
? Programmfunktionen (aber auch andere Dateien) lassen sich in Biblio-
theken archivieren, die bequemer zu handhaben sind als eine Menge
von einzelnen Funktionen.
? Bei größeren Projekten kommt man nicht um ein Kontrollsystem wie
RCS oder CVS herum, vor allem dann, wenn mehrere Personen beteiligt
sind. Das Lernen kostet Zeit, die aber beim Ringen mit dem Chaos mehr
als wettgemacht wird.
? CASE-Tools vereinigen die einzelnen Werkzeuge unter einer gemeinsa-
men Benutzeroberfläche. Der Programmierer braucht gar nicht mehr zu
wissen, was ein Compiler ist.
? Systemaufrufe sind die Verbindungen des Betriebssystems nach oben,
zu den Anwendungsprogrammen hin. Sie sind Teil des Betriebssystems.
? Systemaufrufe haben vorwiegend mit Prozessen, den Datei-Systemen
und der Ein- und Ausgabe zu tun.
? UNIX-Systemaufrufe sind C-Funktionen, die sich im Gebrauch nicht
von anderen C-Funktionen unterscheiden.
? C-Standardfunktionen gehören zum C-Compiler, nicht zum Betriebssys-
tem.
? Ein FORTRAN-Programmierer auf einem UNIX-System ist
auf die UNIX-Systemaufrufe angewiesen, nicht aber auf die
C-Standardfunktionen (dafür gibt es FORTRAN-Standardfunktionen).
Dasselbe gilt für jede andere Programmiersprache.
2.8.12 Übung Programmer's Workbench
Anmelden wie gewohnt. Zum Üben brauchen wir ein kleines Programm mit
bestimmten Fehlern. Legen Sie mit mkdir prog ein Unterverzeichnis prog
an, wechseln Sie mit cd prog dorthin und geben Sie mit vi fehler.c fol-
gendes C-Programm (ohne den Kommentar) unter dem Namen fehler.c
ein:
/* Uebungsprogramm mit mehreren Fehlern */
/* 1. Fehler: Es wird eine symbolische Konstante PI
definiert, die nicht gebraucht wird. Dieser Fehler
hat keine Auswirkungen und wird von keinem
Programm bemerkt.
2. Fehler: Eine Ganzzahl-Variable d wird deklariert,
aber nicht gebraucht. Dieser Fehler hat keine
Auswirkungen, wird aber von lint beanstandet.
3. Fehler: Die Funktion scanf verlangt Pointer als

Seite 229
Argument, es muss &a heissen. Heimtueckischer
Syntaxfehler. lint gibt eine irrefuehrende Warnung
aus, der Compiler merkt nichts. Zur Laufzeit ein
memory fault.
4. Fehler: Es wird durch nichts verhindert, dass fuer
b eine Null eingegeben wird. Das kann zu einem
Laufzeitfehler fuehren, wird weder von lint noch
vom Compiler bemerkt.
5. Fehler: Es sollte die Summe ausgerechnet werden,
nicht der Quotient. Logischer Fehler, wird weder
von lint noch vom Compiler bemerkt.
6. Fehler: Abschliessende Klammer fehlt. Syntaxfehler,
wird von lint und Compiler beanstandet.
Darueberhinaus spricht lint noch Hinweise bezueglich
main, printf und scanf aus. Diese Funktionen sind
aber in Ordnung, Warnungen ueberhoeren. */
#define PI 3.14159
#include <stdio.h>
int main()
{
int a, b, c, d;
puts("Bitte 1. Summanden eingeben: ");
scanf("%d", a);
puts("Bitte 2. Summanden eingeben: ");
scanf("%d", &b);
c = a / b;
printf("Die Summe ist: %d\n", c);
Quelle 2.42 : C-Programm mit Fehlern
Als erstes lassen wir den Syntaxprüfer lint(1) auf das Programm los:
lint fehler.c
und erhalten das Ergebnis:
fehler.c
==============
(36) warning: a may be used before set
(41) syntax error
(41) warning: main() returns random value to environment
==============
function returns value which is always ignored
printf scanf

Seite 230
Zeile 41 ist das Programmende, dort steckt ein Fehler. Die Warnungen sind
nicht so dringend. Mit dem vi(1) ergänzen wir die fehlende geschweifte
Klammer am Schluß. Der Fehler hätte uns eigentlich nicht unterlaufen dür-
fen, da der vi(1) eine Hilfe zur Klammerprüfung bietet (Prozentzeichen).
Neuer Lauf von lint(1):
fehler.c
==============
(36) warning: a may be used before set
(33) warning: d unused in function main
(41) warning: main() returns random value to environment
==============
function returns value which is always ignored
printf scanf
Wir werfen die überflüssige Variable d in der Deklaration heraus. Nochmals
lint(1).
fehler.c
==============
(36) warning: a may be used before set
(41) warning: main() returns random value to environment
==============
function returns value which is always ignored
printf scanf
Jetzt ignorieren wir die Warnung von lint(1) bezüglich der Variablen a (ob-
wohl heimtückischer Fehler, aber das ahnen wir noch nicht). Wir lassen kom-
pilieren und rufen das kompilierte Programm a.out(4) auf:
cc fehler.c
a.out
Der Compiler hat nichts zu beanstanden. Ersten Summanden eingeben, Ant-
wort: memory fault oder Bus error - core dumped. Debugger
Fussnote: Real programmers can read core dumps. Ende Fussnote
einsetzen, dazu nochmals mit der Option -g und dem vom Debugger verwen-
deten Objektfile /usr/lib/xdbend.o kompilieren und anschließend laufen
lassen, um einen aktuellen Speicherauszug (Coredump) zu erzeugen:
cc -g fehler.c /usr/lib/xdbend.o
chmod 700 a.out
a.out
xdb

Seite 231
Standardmäßig greift der Debugger auf die ausführbare Datei a.out(4) und
das beim Zusammenbruch erzeugte Corefile core(4) zurück. Er promptet
mit >. Wir wählen mit der Eingabe s Einzelschritt-Ausführung. Mehrmals
mit RETURN weitergehen, bis Aufforderung zur Eingabe von a kommt (kein
Prompt). Irgendeinen Wert für a eingeben. Fehlermeldung des Debuggers
Bus error. Wir holen uns weitere Informationen vom Debugger:
T (stack viewing)
s (Einzelschritt)
q (quit)
Nachdem wir wissen, daß der Fehler nach der Eingabe von a auftritt, schauen
wir uns die Zeile mit scanf( ..., a) an und bemerken, daß wir der Funkti-
on scanf(3) eine Variable statt eines Pointers übergeben haben (man scanf
oder im Anhang nachlesen). Wir ersetzen also a durch &a. Das Compilie-
ren erleichtern wir uns durch make(1). Wir schreiben eine Datei namens
makefile mit folgenden Zeilen:
fehler: fehler.c
cc fehler.c -o fehler
und rufen anschließend nur noch das Kommando make(1) ohne Argumente
auf. Das Ergebnis ist ein lauffähiges Programm mit Namen fehler. Der Auf-
ruf von fehler führt bei sinnvollen Eingaben zu einer Ausgabe, die richtig
sein könnte. Wir haben aber noch einen Denkfehler darin. Statt der Sum-
me wird der Integer-Quotient berechnet. Wir berichtigen auch das und tes-
ten das Programm mit einigen Eingaben. Da unser Quelltext richtig zu sein
scheint, verschönern wir seine vorläufig endgültige Fassung mit dem Beauti-
fier cb(1):
cb fehler.c > fehler.b
rm fehler.c
mv fehler.b fehler.c
Schließlich löschen wir das nicht mehr benötigte Corefile und untersuchen
das Programm noch mit einigen Werkzeugen:
time fehler
cflow fehler.c
cxref fehler.c
strings fehler
nm fehler
size fehler
ls -l fehler
strip fehler
ls -l fehler
strings(1) ist ein ziemlich dummes Werkzeug, das aus einer ausführbaren
Datei alles heraussucht, was nach String aussieht. Das Werkzeug nm(1) gibt
eine Liste aller Symbole aus, die lang werden kann. strip(1) wirft aus einer

Seite 232
ausführbaren Datei die nur für den Debugger, nicht aber für die Ausführung
wichtigen Informationen heraus und verkürzt dadurch die Datei. Abmelden
mit exit.
Schreiben Sie in einer Programmiersprache Ihrer Wahl (ich empfehle C)
ein Programm, das
? eine Datei mittels creat(2) erzeugt,
? dessen Zugriffsrechte mittels chmod(2) und seine Zeitstempel mittels
utime(2) setzt,
? die verwendeten Werte mittels fprintf(3) als Text in die Datei
schreibt. fprintf(3) finden Sie unter printf(3).
Schreiben Sie ein Programm ähnlich who(1). Sie brauchen dazu getut(3)
und utmp(4).
2.8.13 Fragen Programmer's Workbench
? Wozu braucht man einen Compiler? Einen Linker?
? Was ist lint?
? Was macht make? Wie sieht ein einfaches Makefile aus?
? Wozu braucht man Debugger?
? Was ist eine Funktionsbibliothek? Vorteil?
? Wozu braucht man eine Versionsverwaltung? Wie benutzt man RCS?
? Was sind Systemaufrufe? Wer braucht sie?
? Unterschied zu Standardfunktionen?
? Welche Aufgaben erledigen die Systemaufrufe hauptsächlich?
2.9 L'atelier graphique
2.9.1 Übersicht
Ein computer-unterstützter Student (CAS) braucht:
? das Verständnis einiger Grundbegriffe.
? ein Werkzeug zur grafischen Darstellung von Versuchsdaten,
? ein Werkzeug zum Zeichnen,
? ein Werkzeug zum Bearbeiten von Fotos.
Architekten, Bauingenieure, Elektrotechniker oder Maschinenbauer wün-
schen sich darüber hinaus Werkzeuge zum Konstruieren am Bildschirm. Das
Erstellen von Computerspielen oder Trickfilmen sprengt den Rahmen des
Manuskripts und wird nicht behandelt.

Seite 233
2.9.2 Was heißt Grafik?
Grafische Informationen sind sichtbare Informationen, die nicht aus Zeichen
bestehen. Zeichen sind -- wie wir im Abschnitt 2.15 Exkurs über Informatio-
nen auf Seite 290 lesen -- Elemente aus einem zwischen Sender und Emp-
fänger vereinbarten Zeichenvorrat. In der Grafik gibt es keinen vereinbarten
Vorrat an Elementen, sondern einfache Grundelemente, aus denen komplexe
Grafiken aufgebaut werden: Punkte, Linien, Flächen, Körper. Dazu kommen
Komponenten wie Licht und Schatten, Farbe, Kontrast, Perspektive, Raum,
Bewegung. Die Vielfalt grafischer Objekte und der zugehörigen Operationen
ist theoretisch unbeschränkt. Bei der Leistungsfähigkeit heutiger Hardwa-
re heißt Grafik Darstellung komplizierter farbiger dreidimensionaler Objekte
oder Modelle (Modeling) -- auf Bildschirm oder Papier -- aus verschiedenen
Blickwinkeln betrachtet, mit strukturierten Oberflächen und unterschied-
licher Beleuchtung (Rendering), gegebenenfalls in Bewegung (Animation).
Die Computer-Grafik ist ein eigenes, umfangreiches Wissensgebiet geworden;
der Benutzer braucht einige Grundlagen und Vorkenntnisse, um zielgerichtet
arbeiten zu können.
Die Bearbeitung grafischer oder akustischer Daten mit durchschnittlicher
Hardware ist inzwischen möglich, aber über das Wie und Womit besteht noch
lange keine Einigkeit. Auch über die Schnittstelle der Werkzeuge zum Men-
schen ist noch nicht alles gesagt, während bei den Zeichen die mechanische
Schreibmaschine Vorarbeit geleistet hat. In Linux-Distributionen sind viele
Grafikwerkzeuge enthalten, und es werden laufend mehr.
Es gibt in UNIX keine Standardprogramme für die Bearbeitung grafi-
scher Daten analog etwa zu den Werkzeugen für die Bearbeitung alphanu-
merischer Daten und keine Standard-Bibliotheken mit Grafik-Funktionen.
Selbstverständlich kann man unter UNIX Grafik machen, aber man braucht
dazu zusätzliche Programme und Bibliotheken, die nicht standardisiert sind
und gelegentlich Geld kosten. Mühe bereitet auch der schnelle Wechsel der
Grafikpakete; man kommt mit dem Lernen kaum nach. Das Gleiche gilt für
die Bearbeitung akustischer Daten, was technisch möglich, bisweilen wün-
schenswert, aber weit entfernt von jeder Standardisierung ist. Die Ursachen
hierfür sind:
? Als UNIX begann, war die Hardware noch zu leistungsschwach für
die Bearbeitung grafischer Daten (langsame CPUs, kleine Arbeitsspei-
cher, serielle, auf Zeichen begrenzte Terminals). Deshalb waren grafi-
sche Werkzeuge -- im Gegensatz zu Textwerkzeugen -- nicht von Anfang
an dabei.
? Die Grafik ist enger an die Hardware gebunden als die Ein- und Ausgabe
von Zeichen. UNIX versucht aber, hardware-unabhängig zu sein.
? Die mathematischen Grundlagen der Grafikverarbeitung sind zum Teil
erst parallel zur Entwicklung der Computer geschaffen worden.
Die Aufgaben der Verarbeitung grafischer Daten lassen sich in zwei Grup-
pen einteilen:

Seite 234
? die Erzeugung (Synthese) und anschließende Weiterverarbeitung von
grafischen Objekten (CAD, Finite Elemente, Simulationen, Spiele),
? die Verarbeitung (Analyse) von grafischen Objekten, die außerhalb des
Computers entstanden sind (Schrifterkennung, Mustererkennung, Fer-
nerkundung, Bildanalyse).
2.9.3 Raster- und Vektorgrafik
Alle Grafikgeräte arbeiten entweder nach dem Raster- oder dem Vektorver-
fahren. Beim Vektorverfahren bestehen die Grafiken aus Linien, die jeweils
zwei Punkte verbinden. Diese Linien werden im Computer durch Gleichun-
gen dargestellt. Beim Rasterverfahren besteht die Grafik aus einer großen
Anzahl von Punkten unterschiedlicher Helligkeit und gegebenenfalls Farbe
(Bit- oder Pixmap). Beide Verfahren haben ihre Stärken und Schwächen.
Bildschirme und Laserdrucker sind Rastergeräte, ihre Bilder bestehen aus
Punkten (Pixeln). Jede Grafik, die auf diesen Geräten ausgegeben werden
soll, muss letzten Endes in einem Rasterformat vorliegen. Das ist auch kein
Problem. Will ich ein Rasterbild skalieren -- vergrößern oder verkleinern --
stellt sich die Frage, wie man aus einem Punkt zwei oder vier macht oder im
umgekehrten Fall, wie benachbarte Punkte zusammengefasst werden, ohne
Verlust an Bildqualität.
Vektorgrafiken werden durch Formeln beschrieben. Ob ich als Längenein-
heit Millimeter oder Meter oder Zoll einsetze, hat auf die Gestalt der Grafik
keinen Einfluss, nur auf die Bildgröße. Vektorgrafiken lassen sich ohne Qua-
litätseinbuße beliebig skalieren, die Qualität (Auflösung, Einzelheiten) hängt
nur von dem Aufwand ab, der bei der Aufstellung der Formeln getrieben wur-
de. CAD verwendet typischerweise Vektorgrafik, während die Verarbeitung
von Fotos meist Rastergrafik bedeutet.
Aus einer Vektorgrafik lässt sich einfach eine Rastergrafik erzeugen, man
berechnet einfach die entsprechenden Punkte. Das Umgekehrte ist schwierig:
Wie soll ein Programm erkennen, dass einige Punkte aus einer Million eine
Kreislinie bilden? Der Mensch sieht alle Punkte eines Bildes gleichzeitig, der
Computer nacheinander.
2.9.4 Koordinatensysteme
Ein Bild oder Modell wird durch Koordinaten beschrieben, es wird in ein Ko-
ordinatensystem eingebettet. Sowohl das Bild wie auch jedes Ausgabegerät
hat jedoch sein eigenes System. Im Bild wiederum führen einzelne Objekte
eigene Koordinatensysteme mit sich. Alle diese Systeme müssen aufeinan-
der abgebildet werden, gegebenenfalls verzerrt. Üblich sind zwei- oder dreidi-
mensionale rechtwinklige Koordinatensysteme mit linearer Teilung (kartesi-
sche Koordinaten), deren Ursprung nicht immer in der linken unteren Bilde-
cke oder der Bildmitte liegt. Rechtssysteme überwiegen, dürfen jedoch nicht
blindlings vorausgesetzt werden.
Unser Modell wird eingebettet in ein sogenanntes Welt-Koordinaten-
system (world coordinate system, WCS), oft dreidimensional. Dieses System

Seite 235
ist der Ausgangspunkt für alle weiteren Abbildungen und Rechnungen. Es
hat nichts mit dem Computer oder irgeneiner Abbildung zu tun.
Wird das Modell auf einem Gerät wie einem Bildschirm oder Drucker dar-
gestellt, so haben diese Geräte ihr eigenes Koordinatensystem, meist zweidi-
mensional. Bei Raster-Ausgabegeräten ist der Bildpunkt die natürliche Ein-
heit. Ein einfacher Bildschirm hat beispielsweise in der Horizontalen (Abszis-
senachse) 640 Punkte (Pixel), in der Vertikalen (Ordinatenachse) 480
Fussnote: Genauer gesagt ist der Bildschirmspeicher maßgebend,
aus dem der Bildschirm einen Ausschnitt zeigt. Ende Fussnote
. Für einen Laserdrucker lauten die Zahlenwerte anders, auch das Ver-
hältnis beider Werte ist verschieden. Hieraus folgt, dass ein Kreis in Welt-
Koordinaten auf dem Bildschirm zu einer Ellipse werden kann, ebenso ein
Kreis auf dem Bildschirm zu einer Ellipse auf dem Papier. Wir sprechen hier
vom Geräte-Koordinatensystem, im einzelnen von Bildschirm- oder Drucker-
Koordinaten. Will man sich zunächst nicht auf ein Gerät festlegen, arbeitet
man mit einem virtuellen, nur gedachten Gerät, das einfach auf reale Geräte
umgerechnet werden kann.
Heutzutage arbeitet man meist in Fenstern auf einem Bildschirm. Auch
auf einem Drucker bedeckt eine Abbildung meist nicht die gesamte bedruck-
bare oder adressierbare Fläche des Papiers. Wir brauchen also Fenster- oder
Bild-Koordinaten. Bei der Ausgabe müssen diese in Geräte-Koordinaten um-
gerechnet werden.
Innerhalb des Modells existieren Objekte (Bälle, Fahrzeuge, Teekannen,
Planeten), die ihr persönliches Objekt-Koordinatensystem mit sich führen.
Ein Objekt kann zusammengesetzt sein, ein Fahrzeug zum Beispiel aus ei-
nem Kasten und vier Rädern mit jeweils eigenen Koordinatensystemen. Star-
re Objekte ändern sich in Bezug auf ihr Objekt-Koordinatensystem nicht,
aber was passiert mit einem fallenden Wassertropfen oder einem laufenden
Menschen?
An irgendeiner Stelle müssen die dreidimensionalen Welt-Koordinaten auf
zwei Dimensionen umgerechnet werden. Da kommt die Perspektive ins Spiel.
Auch ist die Frage zu klären, wie mit verdeckten Kanten und Flächen umge-
gangen werden soll.
2.9.5 Grafische Elemente
2.9.5.1 Linien
Gerade Strecken werden durch einfache Gleichungen beschrieben, beliebig
geformte Linien werden durch Polygonzüge angenähert. Die Genauigkeit,
aber auch der Aufwand an Speicherkapazität und Rechenoperationen steigen
mit zunehmender Anzahl der Polygonabschnitte. Naheliegenderweise ver-
sucht man, mit einer möglichst groben Näherung auszukommen.

Seite 236
2.9.5.2 Flächen
2.9.5.3 Körper
2.9.6 Transformationen
Unter Tranformationen im weiten Sinn verstehen wir:
? Skalieren (Vergrößern, Verkleinern),
? Translation (geradlinige Bewegung),
? Rotation (Drehung),
? Projektion,
? Umwandlung verschiedener Koordinatensysteme (Kugel-, Zylinder-,
kartesische Koordinaten) ineinander.
Transformationen treten auch kombiniert auf.
2.9.7 Modellbildung
2.9.8 Farbe
Seit Farb-Bildschirme, Farb-Scanner und Farb-Drucker erschwinglich gewor-
den sind, wird von Farbe bei Text- und Grafik-Darstellungen zunehmend Ge-
brauch gemacht. Das World Wide Web ist ohne Farbe nicht denkbar. Damit
wachsen die Datenmengen und die Anforderungen an den Benutzer. Während
sich der erste Punkt durch die Leistungssteigerungen der Hardware erledigt,
muss sich der Benutzer heute auch noch mit Farbmodellen und Drucktechni-
ken auseinandersetzen.
Farbe, was ist das? Farbe ist eine Wahrnehmung, die aus drei Komponen-
ten besteht:
? einer physikalischen Ursache (Licht),
? einem Sinnesorgan (Auge) und
? einer Datenverarbeitung (Auge und Gehirn).
Das Licht geht von einer Quelle aus und trifft direkt oder auf Umwegen auf
einen Empfänger. Nachdem der Streit zwischen Wellen- und Korpuskular-
theorie des Lichtes beigelegt ist, macht die Physik die geringsten Schwierig-
keiten. Auch die physikalischen und chemischen Vorgänge im Auge sind be-
kannt. Die Verarbeitung der Daten beginnt jedoch schon in der Netzhaut und
setzt sich im Gehirn fort. Hier sind fast alle Fragen offen.
Sichtbares Licht ist eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge
zwischen 380 und 780 nm. In der Natur kommen elektromagnetische Wellen
längerer und kürzerer Wellenlänge vor, nämlich Radiowellen beziehungswei-
se Röntgen- und Gammastrahlung. Wir haben für diese Wellen keine Sinnes-
organe. Der Bereich des sichtbaren Lichtes liegt bei Tieren zum Teil gering-
fügig anders.
Licht kann einfarbig (monochromatisch) sein, es enthält dann nur Wellen
einer einheitlichen Wellenlänge. Laserlicht ist ein Beispiel. Einige künstli-
che Lichtquellen wie Natriumdampflampen erzeugen eine Lichtmischung mit

Seite 237
wenigen Wellenlängen. Alltägliche Lichtquellen wie die Sonne, Glühlampen
oder Leuchtstoffröhren erzeugen eine Lichtmischung, in der alle Wellenlän-
gen des sichtbaren Bereiches vorkommen und mehr. Sind alle Wellenlängen
gleichmäßig vertreten, bezeichnen wir das Licht als weiß
Fussnote: Weißes Licht scheint es nicht zu geben, sondern nur
die Normlichtart D65, die einem Tagelicht mit einer Farbtem-
peratur von 6500 K nahekommt. Einzelheiten in den DIN-
Normen ab DIN 5030, in Physikbüchern -- beispielsweise Fried-
rich Kohlrausch, Praktische Physik -- unter dem Stichwort Op-
tik/Colorimetrie oder bei der Physikalisch-Technischen Bundesan-
stalt www.ptb.de. Ende Fussnote
.
Mischlicht lässt sich durch Prismen oder Gitter in seine Bestandteile auf-
spalten, da die Brechung oder Beugung von der Wellenlänge abhängt. Man er-
hält so ein Spektrum, das bei der Aufspaltung weißen Lichtes kontinuierlich
die Farben des Regenbogens zeigt. Andere Lichtarten ergeben ein Spektrum,
das nur aus einigen Linien oder aus einem Kontinuum besteht, dem einige Li-
nien überlagert sind. Greift man sich aus dem Spektrum zwei Farben heraus
und mischt sie wieder zusammen, erhält man eine Mischfarbe.
2.9.9 Oberfläche und Beleuchtung (Rendering)
Die Gegenstände unserer Umgebung -- so weit sie nicht selbst leuchten -- se-
hen wir, weil ihre Oberfläche das Licht einer Lichtquelle zurückwirft. Rück-
seitige Flächen sind unsichtbar, andere Flächen werfen Schatten. Der Sinnes-
eindruck entsteht aus dem Zusammenwirken von Lichtquelle, Oberflächen
und Augen. Entsprechend vielfältig sind die Kombinationen (und entspre-
chend aufwendig die Programme, die aus einem wenig anschaulichen Linien-
modell ein annähernd realistisches Bild errechnen).
2.9.10 Nachbearbeitung
Die großen Datenmengen haben zu verschiedenen Versuchen geführt, sie teils
ohne, teils mit Verlust zu komprimieren. Die vier bekanntesten Grafikformate
sind:
? Compuserve Graphics Interchange Format (.gif),
? Joint Photographic Experts Group Format (.jpg, .jpeg), mit wählbarem
Kompressionsfaktor,
? Tag Image File Format (.tiff), verbreitet bei Scannern,
? Portable Network Graphics (.png) des W3-Konsortiums.
Von vielen Grafikformaten sind im Lauf der Jahre verschiedene Versionen
oder Releases herausgekommen. Es gibt sowohl freie wie kommerzielle Werk-
zeuge zur Umwandlung einiger Grafikformate ineinander. Insbesondere zum
png-Format findet sich im WWW eine gute Dokumentation, naheliegender-
weise, zusammengestellt von Thomas Boutell.

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2.9.11 Grafik-Bibliotheken (GKS, OpenGL, Mesa)
Zur Verarbeitung von Zahlen braucht man Zahlenfunktionen wie Addition,
Logarithmus, Regula falsi. Grafikfunktionen sind Verschieben (Translation),
Drehen (Rotation), Spiegeln, Verzerren. Ein weit verbreitetes und vom Ameri-
can National Standards Institute (ANSI) genormtes Paket mit Grafikfunktio-
nen ist das Graphical Kernel System (GKS), mittlerweile veraltet und durch
neuere Grafikpakete ersetzt. Das unter ANSI X3.124-1985, DIN 66 292 und
ISO 7942 beschriebene System enthält Grundfunktionen zur Bewältigung
grafischer Aufgaben auf dem Computer. Die Norm legt die Funktionalität und
die Syntax fest, Softwarehersteller bieten GKS-Pakete als kompilierte C- oder
FORTRAN-Funktionen für eine Reihe von Prozessoren an. Die Sammlung
enthält Funktionen:
? zur Ausgabe grafischer Grundelemente,
? für die Attribute der Grundelemente,
? zur Steuerung der Workstation,
? für Transformationen und Koordinatensysteme,
? zur Bearbeitung von Elementgruppen (Segmenten),
? zur Eingabe,
? zur Bearbeitung von Metafiles,
? für Statusabfragen,
? zur Fehlerbehandlung.
Inzwischen hat allerdings die modernere, von Silicon Graphics (SGI) ent-
wickelte Grafik-Software OpenGL samt dem Toolkit GLUT und dem unter
GNU Copyleft veröffentlichten Klone Mesa dem GKS-System den Rang abge-
laufen. OpenGL ist systemunabhängig, netzfähig (Client-Server-Modell) und
beherrscht drei Dimensionen. Es gibt eine eigene Bibliothek für die Zusam-
menarbeit mit X11, ferner eine Bibliothek namens GLIDE zur optimalen
Ausnutzung bestimmter Grafikhardware. Mit OpenGL sind Computerspiele
und wissenschaftliche Simulationen geschrieben worden. Da die Entwicklung
rasch voranschreitet, sind aktuelle Informationen am einfachsten im Netz zu
finden, insbesondere die Spezifikation. OpenGL-Bibliotheken zum Einbinden
in C-Programme sind gegen ein mäßiges Entgelt auch für Linux zu erhalten.
2.9.12 Datenrepräsentation
Hier steht die Abbildung gnuplot von sinus x durch x
gnuplot(1) ist ein Programm zum Zeichnen von Diagrammen, das
GNU-üblich als Quellcode vorliegt, aber nicht aus dem GNU-Projekt
stammt. Sofern man es nicht nachgeworfen bekommt, holt man es sich bei
www.gnuplot.org oder einem Mirror in Form eines gzippten tar-Archivs. Nach
dem Entzippen, Enttaren und Lesen der Datei 0INSTALL editiert man die
Datei term.h, um eine sinnvolle Auswahl von Ausgabegeräten einzubinden.
In unserem Fall unter HP-UX 10.20 waren das vor allem HP- und LaTeX-
Treiber. Dann ruft man:

Seite 239
CC=/usr/bin/cc ./configure
auf, mit der Anweisung, statt des gcc den HP-C-Compiler zu verwen-
den, wird empfohlen. Im Makefile fügt man dann zu den DEFS noch -
DSHORT_TERMLIST hinzu -- siehe term.h -- und ruft make auf. Nachdem
die Compilierung erfolgreich abgeschlossen ist, befiehlt der Superuser make
install. Das ist alles. Wer dazu neigt, Anleitungen zu lesen, holt sich vom Ser-
ver die rund hundertseitige Dokumentation zu gnuplot.
Ausgangspunkt eines Plots ist entweder eine Funktionsgleichung oder ei-
ne Wertetabelle. Sowohl cartesische wie Polarkoordinaten können verwendet
werden. Dreidimensionale Darstellungen in cartesischen, Kugel- oder Zylin-
derkoordinaten sind ebenfalls möglich. Die Achsen können linear oder loga-
rithmisch geteilt sein. Andere Teilungen muss man selbst programmieren.
Soweit sinnvoll, werden reelle und komplexe Argumente verarbeitet. Das Pro-
gramm wird entweder interaktiv (Terminal-Dialog) oder durch ein Skript ge-
steuert.
Die Ausgabe geht in eine Datei oder auf ein Gerät. Treiber für eini-
ge Terminals und den HP Laserjet gehören dazu, ebenso die Möglichkeit,
PostScript-, LaTeX- oder HPGL-Dateien zu erzeugen. Hier ein einfaches Bei-
spiel. Wir schreiben ein Skript plotscript:
set term latex # Ausgabe im LaTeX-Format
set output "plot.tex" # Ausgabe nach File plot.tex
plot sin(x)/x # zu zeichnende Funktion
Quelle 2.43 : gnuplot-Skript zum Zeichnen der Funktion y = (sin x)/x, Ausgabe
im LaTeX-Format in Datei plot.tex
und rufen gnuplot mit dem Skript als Argument auf:
gnuplot plotscript
Interaktiv wären die Kommandos:
gnuplot
set term latex
set output "plot.tex"
plot sin(x)/x
quit
einzugeben. Für alle nicht genannten Parameter werden Default-Werte ge-
nommen. Als Ausgabe erhalten wir eine LaTeX-Picture-Umgebung, die sich
in ein LaTeX-Dokument einbinden lässt, siehe Abbildung ?? auf Seite ??.
Hier steht die Abbildung Versuchsdaten
gnuplot(1) beherrscht auch die zweidimensionale Darstellung von Ver-
suchsergebnissen mit drei Variablen, siehe Abbildung ?? auf Seite ??. Hier
wurde der Versuch von einem PC gesteuert, die Ergebnisse wurden sofort ge-
speichert und nachträglich ausgewertet.
Für Konstruktions-Zeichnungen oder Illustrationen ist gnuplot(1) nicht
gedacht. Unter

Seite 240
http://www.uni-karlsruhe.de/~ig25/gnuplot-faq/
findet sich ein FAQ-Text zu gnuplot(1).
2.9.13 Zeichnungen
xfig(1) und xpaint(1) sind Werkzeuge, die unter dem X Window System
laufen. Sie machen von dessen Funktionen Gebrauch und sind infolgedessen
netzfähig. xfig(1) dient zum Erstellen von Zeichnungen (Vektorgrafiken)
mit Linien und Text.
Hier steht die Abbildung xfig Zeichnung
Es verwendet eine Drei-Tasten-Maus, ist menugesteuert und kennt ver-
schiedene Ausgabeformate, darunter LaTeX (Picture-Umgebung), (Encapsu-
lated) PostScript, HP-GL, GIF, JPEG und PNG. Einzelheiten am schnellsten
auf der man-Page, rund 60 Seiten Papier. Die Abbildung ?? auf Seite ?? wurde
mit dem Aufruf:
xfig -me -p -e latex -lat
erstellt. Die Zeichnungen lassen sich natürlich nicht nur erzeugen, sondern
auch nachträglich ändern (editieren).
2.9.14 Fotos
(GIMP)
Das Werkzeug xpaint(1) erlaubt das Erzeugen und Editieren von Farb-
bildern. Die man-Page ist knapp, dafür steht eine ausführliche online-Hilfe
zur Verfügung. Editiert man bereits vorhandene Bilder, sollte man nur mit
einer Kopie arbeiten, da xpaint(1) die Farbinformationen (Farbtiefe) dem
jeweiligen Display anpasst, man also unter Umständen Informationen ver-
liert. Auch xpaint(1) kennt alle gängigen Grafikformate.
Aus dem GNU-Projekt stammt gimp(1) (The Gimp), ein Werkzeug zur Er-
zeugung und Bearbeitung von Bildern einschließlich der Retusche von Fotos.
Der Name bedeutet GNU Image Manipulation Program. Es setzt ebenfalls
auf X11 auf und kennt zahlreiche Formate. Auch zu deren Umwandlung kann
es verwendet werden. Näheres im WWW unter http://www.gimp.org/. Im
GNU-Projekt finden sich weitere Werkzeuge für grafische Arbeiten in den
Verzeichnissen .../gnu/graphics/ und .../gnu/plotutils/ der ent-
sprechenden FTP-Server.
Ein kommerzielles Programm zur Bearbeitung digitalisierter Fotos ist Ad-
obe Photoshop, in vereinfachter Form für den Heimgebrauch als PhotoDeluxe
auf dem Markt. Adobe ist zugleich in der Textverarbeitung stark (PostScript,
pdf-Format) und bietet ein ganzes Bündel von Programmen zur Gestaltung
illustrierter Texte an, die zusammenarbeiten.
2.9.15 Animation
2.9.16 Computer Aided Design
Computer Aided Desigen (CAD) heißt Konstruieren am Bildschirm anstelle

Seite 241
des Reißbrettes. Wenn es nur um eine einzelne Zeichnung geht, bietet CAD
keine Vorteile gegenüber Papier und Bleistift. Braucht man jedoch Varianten
eines Bauteiles, Stücklisten, Modelle, automatische Verbindungen zur Lager-
haltung und zur Fertigung auf CNC-Maschinen, dann ist der Computer in
seinem Element.
Weit verbreitet ist das CAD-Programm AutoCAD. Leider kostet es rich-
tig Geld, auch als Studentenversion. Freie Alternativen -- unter der GPL be-
spielsweise -- mit ähnlichem Leistungsumfang sind mir nicht bekannt. Unter:
www.computer.privatweb.at/tech-edv/CADlinks.htm
findet sich eine Zusammenstellung von CAD-Werkzeugen für Linux, teils
kommerziell, teils frei. Manche wie gnucad, gtkcad oder powercad sind zur
Zeit (Anfang 2003) in stage of planning. Andere wie arcad (für Architekten)
werden bereits beruflich eingesetzt.
2.9.17 Präsentationen
Unter einer Präsentation versteht man einen Vortrag mit computerunter-
stützter, multimedialer Begleitung. Was früher aus Episkopen, Dia- und Ki-
noprojektoren kam, kommt heute aus dem Beamer. Damit lassen sich weit
mehr Effekte erzielen als mit der alten (auch nicht billigen) Technik. Au-
ßerdem lässt sich eine Präsentation über das Netz verbreiten. Bis zu einem
gewissen Umfang kann man sogar den Vortragenden einsparen. Wenn man
dann noch ein Eliza-Programm zur Beantwortung etwaiger Fragen einsetzt ...
vielleicht doch besser ein Expertensystem. Oder einen Experten mit System.
Gegenwärtig sind zwei Systeme verbreitet: Microsoft Powerpoint und ein
offenes System aus Webseiten, das nur einen Brauser voraussetzt. Eine
frei Alternative zu Powerpoint ist in OpenOffice enthalten und auf Linux-
Rechnern verbreitet.
2.9.18 Begriffe Grafik
Die folgenden Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Animation
? Computer Aided Design (CAD)
? Datenrepräsentation (gnuplot)
? Farbmodell
? Grafikformate (eps, jpeg, tiff, png)
? grafische Daten (im Gegensatz zu Zeichen)
? Koordinatensysteme (Welt, Gerät, Objekt)
? Präsentation (Vortrag mit multimedialer Unterstützung)
? Rastergrafik -- Vektorgrafik
? Rendering

Seite 242
Folgende Kommandos (Werkzeuge) sollten beherrscht werden:
? Anfänge von gnuplot
? Anfänge von xfig
2.9.19 Memo Grafik
? Für die Verarbeitung grafischer Daten gibt es keinen Standard (oder
zuviele, was auf dasselbe hinausläuft). Das ganze Gebiet ist noch im
Fluss.
? Unter UNIX gibt es keine Standard-Werkzeuge oder -Bibliotheken, wohl
aber mehrere, zum Teil freie Grafik-Pakete.
? gnuplot(1) ist ein interaktives Werkzeug zur Erzeugung von Dia-
grammen, ausgehend von Wertetabellen oder Funktionsgleichungen.
? Auch das X Window System (X11) enthält Grafikfunktionen, der
Schwerpunkt liegt jedoch in der Gestaltung von Fenstern, die über das
Netz gehen.
? xfig(1), xpaint(1) und gimp(1) sind interaktive Werkzeuge zum
Herstellen und Bearbeiten von Zeichnungen und Bildern. Die Werk-
zeuge bauen auf dem X Window System auf und sind in Linux-
Distributionen enthalten.
? Das Graphical Kernel System (GKS) ist eine international genormte
Bibliothek mit Grafikfunktionen.
? OpenGL ist eine modernere Bibliothek mit Grafikfunktionen (netzfähig,
dreidimensional) und verbreitet sich rasch.
2.9.20 Übung Grafik
? Erkundigen Sie sich bei Ihrem System-Manager nach den verfügbaren
Grafik-Werkzeugen.
? Zeichnen Sie ein cartesisches Koordinatensystem und darin einen Kreis
mit dem Koordinatenursprung als Mittelpunkt. Was mathematisch ein
Kreis ist, braucht auf dem Bildschirm wegen unterschiedlicher Maßstä-
be in x- und y-Richtung noch lange nicht wie ein Kreis auszusehen.
? Verzerren Sie die Maßstäbe so, dass der Kreis auch wie ein Kreis aus-
sieht.
? Fügen Sie eine Beschriftung in obiges Diagramm ein.
? Drucken Sie das Diagramm aus. Ist der Kreis immer noch kreisförmig?
2.9.21 Fragen zur Grafik
? Was heißt Rastergrafik? Vektorgrafik? Vergleich?
? Was macht gnuplot? xfig?

Seite 243
2.10 Das digitale Tonstudio
2.10.1 Grundbegriffe
Um mit einem Rechner akustische Daten zu verarbeiten, braucht man:
? Hardware:
-- Signalquellen (Mikrofon, Radio, Tonbandgerät, Plattenspieler,
CD/DVD-Spieler, Keyboard usw.),
-- Kabel, Adapter,
-- Rechner mit Audiochip auf dem Mainboard oder getrennter Sound-
karte,
-- Ausgabegeräte (Verstärker, Lautsprecher, Aktivboxen, CD/DVD-
Brenner usw.),
? Software:
-- Treiber für den Audiochip oder die Soundkarte, das übliche Pro-
blem,
-- Anwendungsprogramme (Mischer, Ripper, Recorder, Formatwand-
ler, Audio-Editoren usw.).
Schall (E: sound, F: son) besteht aus Druckschwankungen der Luft im Fre-
quenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz. Am Anfang der ganzen Maschinerie steht
immer ein Gerät, das die Druckschwankungen in Schwankungen elektrischer
Spannung umwandelt, typischerweise ein Mikrofon, welches ein analoges,
elektrisches Signal liefert. Das Signal kann analog verstärkt, gespeichert
und in andere physikalische Größen wie Licht, Radiowellen oder auch wieder
Schall umgewandelt werden. Die Technik der analogen Schallverarbeitung
ist hoch entwickelt, wird aber langsam von der digitalen Technik überholt.
Solange die gebräuchlichen Schallquellen ein analoges Signal liefern,
steckt im Eingang jeder Soundkarte ein Analog-Digital-Wandler. Ähnliches
gilt für den Ausgang jeder Soundkarte: solange Lautsprecher ein analoges
Signal brauchen, steckt im Ausgang jeder Soundkarte ein Digital-Analog-
Wandler. Zwischen den beiden Wandlern vollzieht sich die digitale Signal-
verarbeitung. Soundkarten haben mehrere Anschlüsse:
? extern:
-- Mikrofon-Eingang,
-- Line-Eingang (von einem Verstärker, Radio oder dergleichen),
-- Line-Ausgang, evntl. für rechts und links getrennt (zu einem Ver-
stärker oder zu Aktivboxen),
-- Gameport (15polig, für Freudenknüppel),
-- intern (auf der Karte):
-- CD-Eingang (vom analogen Audio-Ausgang eines eingebauten CD-
Laufwerks),

Seite 244
-- Sonstige (Modem, Anrufbeantworter, SPDIF ...).
Kabel und Adapter werden besonders erwähnt, weil sie eine ständige
Quelle der Freude sind. Die Anzahl der Steckertypen in der Audiotechnik ist
Legion, und die Möglichkeiten, die Adern eines mehradrigen Kabels auf die
Stifte eines mehrpoligen Steckers zu verteilen, sind vielfältig. Dazu kommt
noch, dass jeder Ein- oder Ausgang einen bestimmten elektrischen Wider-
stand hat und für eine bestimmte elektrische Maximalspannung ausgelegt
ist. Man kann nicht ein niederohmiges Mikrofon an einen hochohmigen Ver-
stärkereingang anschließen, selbst falls der Stecker passt. Von Brummschlei-
fen wollen wir gar nicht erst reden. Die Lehre daraus ist, dass man für den
Aufbau und Test einer umfangreicheren Audioanlage viel Zeit einplanen soll-
te.
Die Treiber kommen entweder vom Hersteller der Karte oder des Main-
boards (meist für MS-Windows, manchmal auch für Linux) oder vom Herstel-
ler oder Distributor des Betriebssystems wie Debian.
((Fortsetzung folgt))
2.10.2 Datei-Formate
((noch in Arbeit))
2.10.3 Begriffe Tonstudio
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Sound-Formate (mp3, wav, ra)
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? Anfänge eines Audio-Editors (??)
2.10.4 Memo Tonstudio
2.10.5 Übung Tonstudio
2.10.6 Fragen Tonstudio
2.11 Kommunikation
2.11.1 Message (write, talk)
Unter Kommunikation verstehen wir den Nachrichtenaustausch unter Be-
nutzern, zunächst beschränkt auf die Benutzer einer Anlage. Zur Kommuni-
kation im Netz kommen wir im Skriptum Internet. Zwei gleichzeitig ange-
meldete Benutzer (mit who(1) abfragen) können über ihre Terminals einen
Dialog miteinander führen. Das Kommando lautet write(1):
write username ttynumber
also beispielsweise

Seite 245
write gebern1 tty1p1
Die Angabe des Terminals darf entfallen, wenn der Benutzer nur auf einem
Terminal angemeldet ist. Der eingegebene Text wird mit der RETURN-Taste
abgeschickt, der Dialog wie üblich mit control-d beendet. Da der Bild-
schirm eigene und fremde Zeichen wiedergibt, wie sie kommen, ist Disziplin
angebracht, genau wie beim Wechselsprechen über Funk. Eine Konferenz mit
mehreren Teilnehmern ist technisch möglich, praktisch aber kaum durchzu-
führen.
Das nicht überall vorhandene Kommando talk(1) teilt den Bildschirm
unter den beiden Gesprächspartnern auf, sodass auch bei gleichzeitigem Sen-
den die Übersicht gewahrt bleibt. Jeder Buchstabe wird sofort gesendet.
Ein Benutzer verhindert mit dem Kommando mesg(1) mit dem Argument
n, dass er während seiner Sitzung durch Messages gestört wird. Er entzieht
der Allgemeinheit die Schreiberlaubnis für sein Terminal /dev/tty.... Das
entspricht allerdings nicht dem Geist von UNIX. Die Standardeinstellung un-
serer Anlage ist mesg y (in /etc/profile gesetzt).
2.11.2 Mail (mail, mailx, elm, mutt)
Ein elektronisches Mailsystem ermöglicht, einem Benutzer, der momentan
nicht angemeldet zu sein braucht, eine Nachricht zu schreiben. Bei nächster
Gelegenheit findet er den elektronischen Brief; ob er ihn liest, ist seine Sache.
Eine Rückmeldung kommt nicht zum Absender. Man kann auch Rundschrei-
ben an Benutzergruppen oder an alle versenden. Das System selbst macht
ebenfalls von dieser Möglichkeit Gebrauch, wenn es einen Benutzer nicht im
Dialog erreichen kann. Eine nützliche Sache, sowohl als Hauspost wie als
weltweite Electronic Mail, nur die Briefmarkensammler trauern. Die her-
kömmliche, auf dem Transport von Papier beruhende Post wird demgegen-
über als Snail-Mail oder kurz Snail bezeichnet, was im Englischen Schnecke
heißt. Mailsysteme befördern grundsätzlich nur Texte, oft in 7-bit-ASCII, kei-
ne Grafiken oder andere binäre Dateien (komprimierte Dateien, kompilierte
Programme). Hat man binäre Dateien per Mail zu übertragen, muss man sie
erst in Textdateien umwandeln (siehe uuencode(1) oder Metamail). Andere
Wege wie ftp(1) sind für binäre Daten geeigneter.
Mit dem Kommando mail(1) wird der Inhalt der eigenen Mailbox
(die Datei /var/mail/username oder /var/spool/mail/username) ange-
zeigt, Brief für Brief, der jüngste zuerst. mail(1) fragt bei jedem Brief mit
dem Prompt ?, was es damit machen soll: im Briefkasten lassen, in einer
Datei mbox ablegen oder löschen. Mit der Antwort * auf den Mail-Prompt
erhalten Sie eine Auskunft über die Kommandos von mail(1).
mail(1) mit einem Benutzernamen als Argument aufgerufen öffnet einen
einfachen Editor zum Schreiben eines Briefes. Mit return control-d wird
der Brief beendet und abgeschickt. Man kann auch ein Textfile per Redirekti-
on als Briefinhalt einlesen:
mail wualex1 < textfile
oder mail(1) in einer Pipe verwenden:

Seite 246
who | mail wualex1
mail(1) kommt mit den einfachsten Terminals zurecht und ist daher die
Rettung, wenn bessere Mail-Programme wegen fehlender oder falscher Ter-
minalbeschreibung versagen.
Die Umgebungsvariable MAILCHECK bestimmt, in welchen Zeitab-
ständen während einer Sitzung die Mailbox auf neue Mail überprüft werden
soll. Üblich sind 600 s. Durch das Kommando mail(1) in /etc/profile
wird automatisch beim Anmelden die Mailbox angezeigt. Ein dead.letter
ist ein unzustellbarer Brief, aus welchen Gründen auch immer. Enthält eine
Mailbox als erste Zeile:
Forward to person
(mit großem F) so wird alle Mail für den Inhaber der Mailbox an den Be-
nutzer person auf dieser Maschine weitergeleitet. Damit kann man Mail an
logische Benutzer wie root bestimmten natürlichen Benutzern zuweisen, je
nach Abwesenheit (Urlaub, Krankheit) an verschiedene. Lautet die Zeile:
Forward to person@abc.xyz.de
geht die Mail an einen Benutzer auf der Maschine abc.xyz.de. Das ist prak-
tisch, falls ein Benutzer Mailboxen auf mehreren Systemen hat, die Mail aber
nur auf seinem wichtigsten System liest. Die Mailboxen müssen als Gruppe
mail sowie Lese- und Schreiberlaubnis für die Gruppe (660) haben.
Das UNIX-Kommando mailx(1) bietet erweiterte Möglichkeiten, insbe-
sondere die Konfiguration mittels einer Datei $HOME/.mailrc. Auf vielen
Systemen ist auch das bildschirmorientierte und benutzerfreundlichere Mail-
kommando elm(1) vorhanden. Es setzt die richtige Terminalbeschreibung
(Umgebungsvariable TERM, terminfo oder termcap) voraus, fragt nach
den notwendigen Informationen, ruft zum Schreiben den gewohnten Editor
auf und lässt sich durch eine Datei $HOME/.elm/elmrc an persönliche Wün-
sche anpassen. In $HOME/.elm/elmheaders werden zusätzliche Kopfzeilen
-- z. B. die Organisation -- festgelegt, in $HOME/.signature eine Signatur
am Ende der Mail. elm(1) ist mit mail(1) verträglich, man kann sie durch-
einander benutzen. Ähnlich vie elm(1) verhält sich mutt(1); der Umstieg fällt
leicht. mutt(1) kann mehr und wird weiter entwickelt, während es um elm(1)
ruhig geworden ist. Zu einem Zeitpunkt darf immer nur ein Mailprogramm
aktiv sein, sonst gerät die Mailverwaltung durcheinander. Wird durch Lock-
Dateien geregelt.
Es empfiehlt sich, ein Email-Alias namens postmaster für root oder sonst
einen vertrauenswürdigen Benutzer in /etc/mail/aliases einzurichten.
Ein Benutzer namens postmaster ist nicht erforderlich, außerdem ist sein Na-
me zu lang für die übliche passwd-Datei. Der Postmaster erhält als Default
die Problemfälle des Mail-Systems zugeschickt; außerdem kann man ihn als
Anschrift für alle Benutzer gebrauchen, die nicht wissen, was eine Mailbox
ist. Während die Mail innerhalb einer Anlage einfach ist, erfordert eine welt-
weite Mail einen größeren Aufwand, ist aber auch viel spannender, siehe das
Skriptum Internet.

Seite 247
2.11.3 Neuigkeiten (news)
Neuigkeiten oder News sind Mitteilungen, die jedermann schreiben und lesen
darf. Die Dateien sind in /var/spool/news zu finden. Falls Sie eine Runde
locker machen wollen, tippen Sie
vi /var/spool/news/freibier
a
Heute gibt es Freibier.
escape
:wq
chmod 644 /var/spool/news/freibier
Vergessen Sie nicht, Ihren News die Leseerlaubnis für alle (644) mitzugeben
und das Bier bereitzustellen. News innerhalb einer Maschine sind wie die
Mail eine harmlose Angelegenheit, im Netz wird es aufwendiger.
Die Datei .news_time im Home-Verzeichnis hält die Zeit der letzten
News-Anzeige fest, sodass man im Regelfall nur neue Mitteilungen zu lesen
bekommt. Das Kommando news(1) in der Datei /etc/profile sorgt dafür,
dass bei jeder Anmeldung die Neuigkeiten angezeigt werden. Sie können es
aber auch gesondert eingeben. Mittels news -a werden alle, neue wie alte,
Nachrichten angezeigt. Diese News des UNIX-Systems haben nichts mit den
Netnews im Internet zu tun, die im Skriptum Internet erläutert werden.
2.11.4 Message of the Day
Mittels der Message of the Day -- das Wort zum Alltag -- schickt der System-
Manager eine Mitteilung an alle Benutzer, die sie jedesmal beim Einlog-
gen zu lesen bekommen. Der Text steht in /etc/motd, Anzeige mittels
cat /etc/motd in /etc/profile. Hinweise auf neue Programmversionen,
drohende Reparaturen oder ein neues, fabelhaftes Buch über UNIX, C und
das Internet gehören hierhin.
2.11.5 Ehrwürdig: UUCP
UUCP heißt unix-to-unix-copy und ist ein Programmpaket zur Übertra-
gung von Dateien zwischen UNIX-Anlagen über serielle Kabel oder Mo-
demstrecken, eine frühe Alternative zu den Internet-Diensten nach TCP/IP-
Protokollen. Mail und Netnews werden außerhalb des Internets noch viel
über UUCP ausgetauscht. Im Gegensatz zu den Aufträgen an Internet-
Dienste werden UUCP-Aufträge zwischengespeichert (gespoolt), erklärlich
aus der Verwendung von Modemverbindungen über Telefon-Wählleitungen.
Zu dem Paket gehört ein Terminal-Emulator cu(1) (= call UNIX), der
ein einfaches serielles Terminal emuliert (aus einem Computer ein Terminal
macht). Das Programm kann benutzt werden, um einen Computer über ein
serielles Kabel -- gegebenenfalls verlängert durch Modem und Telefonleitung
-- an einen anderen Computer anzuschließen, falls man keine Netzverbindung
mittels rlogin(1) oder telnet(1) hat.

Seite 248
Die UUCP-Programme bilden eine Hierarchie, auf deren unterster Ebe-
ne die Programme uucico(1) und uuxqt(1) die Verbindung zwischen zwei
Maschinen herstellen. In der Mitte finden sich Programme wie uucp(1),
uux(1) und uuto(1), die zwar Aufgaben im Auftrag eines Benutzers er-
ledigen, normalerweise aber nicht unmittelbar von diesem aufgerufen wer-
den, sondern in periodischen Abständen durch einen Dämon. Zuoberst liegen
vom Benutzer aufgerufenen Programme wie mail(1) und news(1). Dazu
kommen Hilfsprogramme wie uuencode(1) oder uustat(1). uuencode(1)
wird gelegentlich auch außerhalb der UUCP-Welt benutzt, um binäre Dateien
in Textdateien zum Versand per Email umzucodieren:
uuencode myfile | mailx -s 'Subject' wualex1@mvmhp64
und zurück:
uudecode < mymail
wobei die Mail-Header-Zeilen nicht stören. Da die UUCP-Programme inner-
halb des Internets keine Rolle spielen, verweisen wir für Einzelheiten auf das
Buch von B. Anderson und den Text von I. L. Taylor.
2.11.6 Begriffe Kommunikation
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Message of the Day
? News
? UUCP
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? write oder talk
2.11.7 Memo Kommunikation
? Zwischen den Benutzern derselben UNIX-Maschine bestehen seit al-
tersher Möglichkeiten der Kommunikation. Die Kommunikation im
Netz (auf verschiedenen Maschinen) erfordert zusätzliche Protokolle
und Programme.
? Zwei gleichzeitig angemeldete Benutzer können mittels write(1) oder
talk(1) einen Dialog per Tastatur und Bildschirm führen.
? Email ist ein zeitversetzter Nachrichtenaustausch zwischen zwei Benut-
zern (oder Dämonen), wie eine Postkarte.
? News sind Aushänge am Schwarzen Brett, die alle lesen können.
? Die Message of the Day ist eine Mitteilung des System-Managers, die
alle lesen müssen.
? UUCP ist ein Bündel mehrerer Programme, das dem Datenaustausch
zwischen UNIX-Maschinen über Wählleitungen (Modemstrecken) dient
und im wesentlichen durch das Internet abgelöst worden ist.

Seite 249
2.11.8 Übung Kommunikation
Zur Kommunikation brauchen Sie einen Gesprächspartner, nur Mail können
Sie auch an sich selbst schicken. Im Notfall steht Ihr Freund, der System-
Manager (root), oder der Postmaster zur Verfügung.
set (Umgebung ansehen)
who (Partner bereit?)
write partner (Bell abwarten)
Dialog führen (nur mit RETURN, kein control-d)
oo (over and out, Ende des Gesprächs)
control-d (Ende des Gesprächs)
mail (Ihr Briefkasten)
* (mail-Kommandos ansehen)
mail username (Brief an username)
Brief schreiben, RETURN
control-d (Ende des Briefes)
elm (elm gibt Hinweise)
cat > /usr/news/heute(News schreiben)
Heute gibts Freibier.
control-d (Ende News)
chmod 644 /usr/news/heute
abmelden, wieder anmelden
news -a (alle News anzeigen)
rm /usr/news/heute
cat /etc/motd (MOTD anzeigen)
Falls es keine Message of the Day gibt, Mail an root schicken.
Abmelden mit exit.
2.11.9 Fragen Kommunikation
2.12 Echtzeit-Erweiterungen
Unter UNIX wird die Reihenfolge, in der Prozesse abgearbeitet werden, vom
System selbst beeinflußt, ebenso der Verkehr mit dem Massenspeicher (Puf-
ferung). Für einen Computer, auf dem nur gerechnet, geschrieben und ge-
zeichnet wird, ist das eine vernünftige Lösung. Bei einem Prozessrechner
hingegen, der Meßwerte erfaßt und eine Produktionsanlage, eine Telefonver-
mittlung oder ein Verkehrsleitsystem steuert, müssen bestimmte Funktio-
nen in garantierten, kurzen Zeitspannen erledigt werden, hier darf das Sys-
tem keine Freiheiten haben. Ein solches System mit einem genau bestimm-
ten Zeitverhalten nennt man Echtzeit-System (real time system). Um mit ei-
nem UNIX-System Echtzeit-Aufgaben zu bewältigen, hat die Firma Hewlett-
Packard ihr HP-UX um folgende Fähigkeiten erweitert:

Seite 250
? Echtzeit-Vorrechte für bestimmte Benutzergruppen,
? Verfeinerung der Prioritäten von Prozessen,
? Blockieren des Arbeitsspeichers durch einen Prozess,
? höhere Zeitauflösung der System-Uhr,
? verbesserte Interprozess-Kommunikation,
? schnelleres und zuverlässigeres Datei-System,
? schnellere Ein- und Ausgabe,
? Vorbelegung von Platz auf dem Massenspeicher,
? Unterbrechung von Kernprozessen.
Der Preis für diese Erweiterungen ist ein erhöhter Aufwand beim Program-
mieren und die gelegentlich nicht so effektive Ausnutzung der Betriebsmittel.
Wenn Millisekunden eine Rolle spielen, kommt es auf einige Kilobyte nicht
an. Die nicht privilegierten Benutzer müssen auch schon einmal ein bißchen
warten, wenn eine brandeilige Meldung bearbeitet wird.
Bestimmte Benutzergruppen erhalten das Vorrecht, ihre Programme oder
Prozesse mit Echtzeitrechten laufen zu lassen. Sie dürfen wie der Super-User
höhere Prioritäten ausnutzen, bleiben aber wie andere Benutzer an die Zu-
griffsrechte der Dateien gebunden. Würde dieses Vorrecht allen gewährt, wä-
re nichts gewonnen. Der System-Manager vergibt mit setprivgrp(1M) die
Vorrechte, mit getprivgrp(1) kann jeder die seinigen abfragen.
Ein Benutzer-Prozess hoher Priorität braucht nicht nur weniger lange zu
warten, bis er an die Reihe kommt, er kann sogar einen in Arbeit befindli-
chen Benutzer-Prozess niedriger Priorität unterbrechen (priority-based pre-
emptive scheduling), was normalerweise nicht möglich ist. Das Vorkomman-
do rtprio(1) gibt ähnlich wie nice(1) einem Programm eine Echtzeit-
Priorität mit, die während des Laufes vom System nicht verändert wird, aber
vom Benutzer geändert werden kann.
Ein Prozess kann mittels des Systemaufrufs plock(2) seinen Platz im
Arbeitsspeicher blockieren (memory locking), so daß er nicht durch Swapping
oder Paging ausgelagert wird. Das trägt zu kurzen, vorhersagbaren Antwort-
zeiten bei und geht zu Lasten der nicht privilegierten Prozesse, falls der Ar-
beitsspeicher knapp ist.
Die Standard-UNIX-Uhr, die vom cron-Dämon benutzt wird, hat eine Auf-
lösung von einer Sekunde. Zu den Echtzeit-Erweiterungen gehören prozess-
eigene Uhren (interval timer) mit im Rahmen der Möglichkeiten der Hard-
ware definierbarer Auflösung bis in den Mikrosekundenbereich hinunter. Bei
unserer Anlage beträgt die feinste Zeitauflösung 10 ms.
Die Verbesserungen am Datei-System und an der Ein- und Ausgabe
sind Einzelheiten, die wir übergehen. Die Unterbrechung von Kernprozes-
sen durch Benutzerprozesse, die normalerweise nicht erlaubt ist, wird durch
entsprechende Prioritäten der Benutzerprozesse und Soll-Bruchstellen der
Kernprozesse ermöglicht (preemptable kernel). Diese weitgehenden Eingriffe
in den Prozessablauf setzen strikte Regelungen für die Programme voraus,

Seite 251
die auf einer allgemeinen UNIX-Anlage nicht durchzusetzen sind. Deshalb
bemerkt und braucht der normale Benutzer, der Texte bearbeitet, Aufgaben
rechnet und die Netnews liest, die Echtzeit-Erweiterungen nicht. Auf einem
Prozessrechner haben sie den Vorteil, daß man in der gewohnten UNIX-Welt
bleiben kann und nicht ein besonderes Echtzeit-Betriebssystem benötigt.
2.13 UNIX auf PCs
2.13.1 MINIX
Das Betriebssystem UNIX war in seinen ersten Jahren kein kommerzielles
Produkt, sondern wurde gegen eine Schutzgebühr an Universitäten und an-
dere Interessenten im Quellcode weitergegeben, die ihrerseits viel zur Weiter-
entwicklung beitrugen, insbesondere die University of California at Berkeley
(UCB).
Also verwandte Professor Andrew S. Tanenbaum von der Freien Univer-
sität Amsterdam UNIX zur Untermalung seiner Vorlesung über Betriebssys-
teme. Als AT&T mit UNIX Geld verdienen wollte und die Weitergabe des
Codes einschränkte, stand er plötzlich ohne ein Beispiel für seine Vorlesung
da, und nur Theorie wollte er nicht predigen.
In seinem Zorn setzte er sich hin und schrieb ein neues Betriebssystem für
den IBM PC, das sich zum Benutzer wie UNIX verhielt, schön pädagogisch
und übersichtlich aufgebaut und unabhängig von den Rechtsansprüchen ir-
gendwelcher Pfeffersäcke war. Dieses Betriebssystem heißt MINIX und war
von jedermann vom Verlag Prentice-Hall für 300 DM zu erwerben. Es lief zur
Not auf einem 8088-Prozessor mit einem Floppy-Laufwerk; eine Installation
auf einem PC mit 80386SX und IDE-Platte ging reibungslos vonstatten. Die
zugehörige Beschreibung steht in Tanenbaums Buch Operating Systems.
MINIX ist durch Urheberrecht (Copyright) geschützt; es ist nicht Public
Domain und auch nicht Teil des GNU-Projektes. Der Inhaber der Rechte --
der Verlag Prentice Hall -- gestattet jedoch Universitäten, die Software für
Zwecke des Unterrichts und der Forschung zu kopieren. Er gestattet weiter
Besitzern von MINIX, die Software zu verändern und die Änderungen frei zu
verbreiten, was auch in großem Umfang geschah. Die MINIX-Usenet-Gruppe
(comp.os.minix) zählte etwa 25000 Mitglieder. In den letzten Jahren ist
MINIX als das UNIX des Bettelstudenten von Linux und weiteren freien UN-
IXen überholt worden. Ehre seinem Andenken.
2.13.2 Linux
2.13.2.1 Entstehung
Um die erweiterten Fähigkeiten des Intel-80386-Prozessors zu erkunden, be-
gann im April 1991 der finnische Student Linus Benedict Torvalds
Fussnote: Inzwischen Ehrendoktor der Universität Stockholm. En-
de Fussnote

Seite 252
, unter MINIX kleine Assembler-Programme zu schreiben. Eines seiner
ersten Programme ließ zwei Prozesse die Buchstabenfolgen AAAA... und
BBBB... auf dem Bildschirm ausgeben. Bald fügte er einen Treiber für
die serielle Schnittstelle hinzu und erhielt so einen einfachen Terminale-
mulator. Zu diesem Zeitpunkt entschloß er sich, mit der Entwicklung ei-
nes neuen, freien UNIX-Betriebssystemes zu beginnen. In der Newsgruppe
comp.os.minix veröffentlichte er seinen Plan und fand bald interessierte
Mitstreiter auf der ganzen Welt, die über das Internet in Verbindung standen.
Von ftp.funet.fi konnten sie sich die erste Kern-Version 0.01 herunterla-
den.
Am 5. Oktober 1991 gab Linus die Fertigstellung des ersten offiziellen
Kerns 0.02 bekannt. Er benötigte immer noch MINIX als Basissystem. Nur
drei Monate vergingen, bis mit der Linux-Version 0.12 ein brauchbarer Kern
verfügbar war, der stabil lief. Mit dieser Version setzte eine schnelle Verbrei-
tung von Linux ein.
Die Entwicklung ging weiter zügig voran. Es folgte ein Versionssprung von
0.12 nach 0.95; im April 1992 konnte erstmals das X Window System benutzt
werden. Im Verlauf der nächsten zwei Jahre wurde der Kern um immer mehr
Features ergänzt, sodaß Linus am 16. April 1994 die Version 1.0 herausgeben
konnte. Die neue Versionsnummer sollte widerspiegeln, daß aus dem einsti-
gen Hacker-UNIX ein für den Endanwender geeignetes System entstanden
war.
Seitdem hat Linux weiter an Popularität gewonnen und dabei auch sei-
nen Ziehvater MINIX (von dem jedoch keine einzige Zeile Code übernommen
wurde) weit hinter sich gelassen. Im Jahr 1996 begann mit der Versions-
nummer 2.0.0 eine neue Kern-Generation, die mit ihren Fähigkeiten selbst
kommerziellen Betriebssystemen Konkurrenz macht. Die Stabilität und Leis-
tungsfähigkeit von Linux kann man daran erkennen, daß Linux heute auch
auf zentralen Servern eingesetzt wird, von deren Funktionieren ein ganzes
LAN abhängt. Es sind auch schon mit Erfolg mehrere Linux-Maschinen zu
einem Cluster zusammengeschaltet worden -- Stichwort Beowulf -- um paral-
lelisierten Programmen die Rechenleistung vieler Prozessoren zur Verfügung
zu stellen. Im Guiness Book of Records kann man den Stand der Dinge nach-
lesen.
An dieser Stelle eine Anmerkung zu den Versionsnummern der Linux-
Kerne. Sie bestehen heutzutage aus drei Zahlen. Ist die mittlere Zahl ungera-
de, so handelt es sich um einen Entwickler-Kern mit einigen möglicherweise
instabilen Features. Andernfalls liegt ein Benutzerkernel vor, dessen Code-
basis weitgehend stabil ist. Während wir die letzten Tippfehler in unserem
Manuskript jagen, erscheint der Kern 2.2.0, also ein Benutzer-Kern.
2.13.2.2 Eigenschaften
Kein anderes Betriebssystem unterstützt so viele Dateisysteme und Netzpro-
tokolle wie Linux, nur wenige so viele verschiedene Rechner-Architekturen.
Linux gibt es für:

Seite 253
? PCs mit x86-kompatiblen Prozessoren ab 80386 und den Bussystemen
ISA, EISA, VLB, PCI und neuerdings auch MCA
? Workstations auf der Basis von DECs Alpha-Prozessor
? Sun SPARC-Rechner
? verschiedene Plattformen, die Motorolas 680x0-Prozessoren verwenden,
darunter einige Atari- und Amiga-Systeme sowie bestimmte ältere Ap-
ple Macintosh-Rechner
? PowerPCs und PowerMacs
Darüberhinaus sind Portierungen auf weitere Plattformen wie StrongARM,
MIPS und PA-RISC mehr oder weniger weit gediehen.
Den Datenaustausch mit einer Vielzahl von anderen Betriebssystemen er-
möglichen Kern-Treiber für die folgenden Dateisysteme:
? Extended 2 FS, das leistungsfähige Linux-eigene Dateisystem
? das Dateisystem von MINIX
? FAT, das Dateisystem von PC-DOS, einschließlich der langen Datein-
amen von Microsoft Windows 95 (VFAT) und dem neuen FAT32
? HPFS, das Dateisystem von IBM OS/2 (leider nur lesend)
? NTFS, Microsofts Dateisystem für Windows NT
? das System V-Dateisystem, welches von SCO UNIX, Xenix und Coherent
verwendet wird
? das BSD-Dateisystem UFS, verwendet von SunOS, FreeBSD, NetBSD
und NextStep
? das Amiga-Dateisystem AFFS
? HFS, das Dateisystem von MacOS
? ADFS, verwendet auf Acorn StrongARM RISC PCs
? ein Dateisystem für ROMs und Boot-Images (ROMFS)
? NFS, das unter UNIX übliche Netz-Dateisystem
? CODA, ein möglicher Nachfolger von NFS
? SMB, Microsofts Netz-Dateisystem
? NCP, das Netz-Dateisystem von Novell Netware
Zur Zeit entstehen gerade einige Kern-Module, die die sichere Verschlüsse-
lung von Dateisystemen erlauben.
Linux beherrscht die Internet-Protokolle TCP/IP, Novells IPX und das in
der Mac-Welt übliche AppleTalk. Darüberhinaus ist ein Treiber für das im
Packet Radio Netz der Funkamateure eingesetzte Protokoll AX.25 enthalten.
Neben Daemonen fuer die UNIX-üblichen Protokolle ist ein Server für das
von Microsoft Windows verwendete Protokoll SMB erhältlich (Samba) und
ein mit Novell Netware kompatibler Datei- und Druckerserver (Mars); sogar
für die Mac-Welt gibt es ein Serverpaket.

Seite 254
Und wie sieht es mit der Hardware-Unterstützung aus? Linux unter-
stützt heute die alle gängigen SCSI-Hostadapter und Netzkarten, dazu einige
ISDN- und Soundkarten. Selbst exotische Hardware wie bestimmte Video-
Karten und 3D-Beschleuniger wird neuerdings unterstützt.
Will man X11 verwenden (und wer will das nicht), sollte man darauf ach-
ten, daß man eine von XFree durch einen besonderen, beschleunigten Server
unterstützte Graphik-Karte erwirbt.
Es dauert im allgemeinen jedoch einige Zeit, bis Treiber für neue Hard-
ware entwickelt sind, und nicht alle Hardware kann unterstützt werden, weil
einige Hersteller die technischen Daten nur zu nicht annehmbaren Konditio-
nen (Non Disclosure Agreements) bekanntgeben. Faßt man die Installation
von Linux ins Auge, sollte man daher unbedingt schon vor dem Kauf der
Hardware auf Unterstützung achten. Das Hardware-HOWTO stellt hierbei
eine nützliche Hilfe dar. Im Zweifelsfall im Netz fragen.
2.13.2.3 Distributionen
Da es umständlich und oft schwierig, wenn auch lehrreich ist, alle für ein voll-
ständiges Linux/UNIX-System erforderlichen Komponenten selbst zusam-
menzusuchen und zu kompilieren, entstanden schon früh sogenannte Dis-
tributionen, die den Linux-Kern mitsamt vieler nützlicher Anwendungen in
vorkompilierter Form enthalten. Dazu kommt meist ein einfach zu benutzen-
des Installations-Programm. Zu den bekannteren Distributionen zählen:
? Caldera (www.caldera.com/), kommerziell,
? Debian (www.debian.org/),
? Knoppix (www.knopper.net/knoppix/),
? Mandrake (www.linux-mandrake.com/), nennt sich seit einger Zeit Man-
driva,
? Red Hat (www.redhat.com/),
? Slackware (www.slackware.org/),
? Stampede (www.stampede.org/),
? SuSE (www.suse.de/),
? TurboLinux (www.turbolinux.com/),
? Tuxtops (www.tuxtops.com/), für Laptops,
? MuLinux (mulinux.nevalabs.org/), ein minimales Linux für Disketten-
betrieb.
Heute gibt es über 200 Distributionen, aber nur wenige sind verbreitet. Die
Distributionen unterscheiden sich im Umfang der mitgelieferten Anwendun-
gen und in der Einrichtung.
Wir haben gute Erfahrungen mit Red Hat gemacht, aber die anderen Dis-
tributoren ziehen nach. SuSE, mittlerweile von Novell übernommen, bringt
viele Anwendungen mit, Debian

Seite 255
Fussnote: Zu Debian GNU/Linux finden sich ausführliche Infor-
mationen in dem Buch von Peter H. Ganten und Wulf Alex, siehe
Anhang. Ende Fussnote
ist vorbildlich organisiert und unterscheidet deutlich zwischen freier und be-
dingt freier Software, Knoppix lässt sich vollständig auf einer bootfähigen CD
einrichten, Mandrake bietet einen für viele Bedürfnisse geeigneten Kompro-
miss aus Umfang und einfacher Einrichtung und verwendet zudem die Red
Hat Programm Module (RPM). Das von Red Hat entwickelte RPM-System er-
möglicht ein einfaches Einrichten, Updaten und weitgehend rückstandsfrei-
es Entfernen von Software-Paketen. Ein ähnliches System verwendet auch
Debian. Diese Systeme erleichtern dem Systemverwalter das Leben unge-
mein. Allerdings gibt es nicht für alle Anwendungsprogramme ein fertiges
rpm- oder deb-Paket. Solche Programme müssen nach wie vor von Hand in-
stalliert werden, was Kenntnisse voraussetzt, zumindest aber das Lesen der
beigefügten Dokumentation (README, INSTALL usw.).
Eine Besonderheit sind minimale Linux-Distributionen, die auf ein oder
zwei Disketten Platz finden (Tiny Linux). Man darf natürlich nicht den vollen
Funktionsumfang erwarten -- insbesondere fehlt meist X11 -- aber für manche
Aufgaben ist eine solche Magerversion ausreichend. Eine Sammlung ist auf:
http://www.tux.org/pub/distributions/tinylinux/
zu finden, darunter HAL91, LOAF, Small Linux und Mulinux.
Die meisten Distributionen sind kostenlos über das Internet zu bezie-
hen. Viele lassen sich sogar direkt aus dem Netz installieren. Dennoch hat
der Erwerb einer CD-ROM oder DVD Vorteile: Man benötigt keine Internet-
Verbindung (die im Normalfall bei Privatleuten ohnehin zu langsam für die
Installation ist) und kann jederzeit Software-Pakete nachinstallieren. Der
Preis, den man für eine Distribution entrichtet, deckt einerseits die Kosten
für die Herstellung der CD oder DVD und des Begleitmaterials, andererseits
unterstützt er die Hersteller der Distribution, die bei ihrer Arbeit auf das
Geld aus dem Verkauf angewiesen sind. Die Software selbst ist frei. Für kom-
merzielle Erweiterungen wie Motif oder CDE gilt das natürlich nicht.
2.13.2.4 Installation
Die Einrichtung verläuft bei den meisten Distributionen dank ausgereifter
Installationsskripte weitgehend einfach. Im allgemeinen müssen zunächst
ein oder zwei Installations-Disketten erstellt werden, wobei darauf zu achten
ist, dass nur fehlerfreie, DOS-formatierte Disketten verwendet werden. An-
schließend wird von der Boot-Diskette ein einfaches Linux-System gestartet.
Nun erfolgt die Auswahl des Installationsmediums. Disketten sind beim Um-
fang der heutigen Distributionen selten, meist erfolgt die Installation von CD
oder von einem Verzeichnis auf einer PC-DOS-Partition. Viele Distributionen
erlauben aber auch die Installation von einem NFS-Volume, einer SMB-Share
oder einem Anonymous-FTP-Server über das Netz.
Der nächste Schritt besteht im Anlegen von Partitionen für Linux. Viele
Installationsskripte greifen hierzu auf das spartanische fdisk-Programm von

Seite 256
Linux (nicht zu verwechseln mit dem von PC-DOS) zurück, zum Teil finden
aber auch einfach zu benutzende Partitionierungstools (z. B. Disk Druid) Ver-
wendung. Normalerweise legt man eine Partition für das Root-Datei-System
und eine Swap-Partition an. Diese stellt zusätzlichen virtuellen Arbeitsspei-
cher zur Verfügung, falls der echte Hauptspeicher einmal nicht ausreichen
sollte, ist aber nur eine Notlösung. Wie groß sie sein sollte, hängt vom beab-
sichtigten Einsatz des Systems ab, bei normalen Linux-Workstations sind 16-
32 MB vollkommen ausreichend. Eventuell will man neben dem Root-Datei-
System weitere Partitionen anlegen, zum Beispiel für die Home-Verzeichnisse
der Benutzer. Die meisten Installationsskripte fragen nun, welche Partitio-
nen wohin gemountet werden sollen; dabei können auch PC-DOS- und HPFS-
Partitionen angegeben werden.
Der Hauptteil der Installation besteht im Auswählen der zu installieren-
den Programm-Pakete. Intelligente Skripte fragen zuerst, was installiert wer-
den soll, und installieren dann die ausgewählten Pakete, während weniger
ausgereifte Skripte vor der Installation jedes Pakets einzeln nachfragen, was
während der gesamten Installationsphase Mitarbeit erfordert. Für Linux-
Anfänger ist es zumeist schwierig zu entscheiden, was benötigt wird und was
nicht. Dabei sind die Kurzbeschreibungen der Pakete eine gewisse Hilfestel-
lung. Man kann aber problemlos nachinstallieren.
Schließlich fragen die meisten Installationsskripte noch einige Systemein-
stellungen ab. Dazu zählen die Zeitzone, das Tastaturlayout, der Maustyp
sowie die nötigen Angaben für die TCP/IP-Vernetzung. Diese lassen sich je-
derzeit nachträglich ändern.
Außerdem bieten die meisten Distributionen an dieser Stelle die Gelegen-
heit, den Linux-Loader LILO als Boot-Manager einzurichten -- neuerdings
zunehmend GRUB, den Grand Unified Bootloader -- sodass man beim Booten
zwischen Linux und anderen Betriebssystemen auswählen kann. Mit einigen
Tricks lassen sich aber auch die Boot-Manager von IBM OS/2 und Microsoft
Windows NT dazu überreden, Linux zu booten.
Mit etwas Glück kann man dann sein frischerstelltes Linux-System star-
ten. Zu den ersten Schritten sollte das Setzen eines root-Passworts, das Ein-
richten von Benutzern und das Kompilieren eines auf die eigenen Bedürfnisse
zurechtgeschnittenen Kerns sein. Der von der Distribution angebotene, uni-
verselle Kern enthält meist mehr Funktionen, als man braucht. Das kostet
unnötig Arbeitsspeicher und kann auch Instabilitäten verursachen.
Um den Kern neu zu kompilieren, wechselt man zunächst in das Ver-
zeichnis /usr/src/linux, in dem man mit make mrproper erst einmal für
Ordnung sorgt. Anschließend müssen die benötigten Treiber ausgewählt wer-
den. Seit einiger Zeit lassen sich viele Treiber auch als Kernmodule kom-
pilieren; sie sind dann nicht fester Bestandteil des Kerns, sondern liegen
in einer eigenen Datei vor und können je nach Bedarf mit insmod(1) ge-
laden und rmmod(1) wieder entladen werden. Bei entsprechender Konfi-
guration kann Linux dies sogar automatisch tun. Durch die Modularisie-
rung weniger häufig benötigter Treiber (z. B. für SCSI-Tapes) spart man
während der meisten Zeit Arbeitsspeicher ein. Zur Treiberauswahl gibt es
drei Alternativen: Die schlichte Abfrage aller möglichen Komponenten mit

Seite 257
make config, die menügestützte Abfrage mit make menuconfig und (so-
weit man das X Window System und TCL/TK installiert hat) ein komfor-
tables Konfigurationsprogramm mit make xconfig. Im nächsten Schritt
werden die Kern-Quellen auf das Kompilieren vorbereitet: make dep und
make clean. Jetzt kann der Kompilationsvorgang mit make zImage gestar-
tet werden. Er dauert, je nach Systemleistung und ausgewählten Komponen-
ten, zwischen fünf Minuten und über einer Stunde. Hat man bei der Kern-
Konfiguration angegeben, einige Komponenten als Module zu kompilieren,
müssen diese noch mit make modules erzeugt werden. Der fertige Kern fin-
det sich im Unterverzeichnis arch/i386/boot als Datei zimage, die Module
werden mit make modules_install in /lib/modules installiert. Eventu-
ell bereits vorhandene Module sollte man vorher in ein anderes Verzeichnis
verschieben.
Zur Installation des Kerns ist die Datei /etc/lilo.conf zu editieren
und anschließend durch Aufruf des Programms lilo(8) der Linux-Loader
neu zu installieren.
2.13.2.5 GNU und Linux
Viele der Programme, ohne die Linux kein vollständiges UNIX-System wäre,
entstanden im Rahmen des GNU-Projekts der Free Software Foundation. Ne-
ben zahllosen kleinen, aber nützlichen oder sogar systemwichtigen Utilities
wie GNU tar, GNU awk usw. zählen hierzu:
? gzip, das GNU Kompressions-Utility,
? bash, die Bourne-Again Shell,
? emacs, der große Editor,
? gcc, der GNU-C/C++-Compiler, ohne den Linux nie entstanden wäre,
? glibc, die GNU-C-Funktionsbibliothek (bekannt unter den Bezeich-
nungen glibc2 aka libc6), die nach und nach die alte Linux-C-Bibliothek
(libc5) ersetzen wird.
Darüber hinaus unterliegen viele Programme, die unter Linux benutzt
werden, der GNU Public License (GPL). Hierzu zählt auch der Linux-Kern
selbst.
2.13.2.6 XFree - X11 für Linux
Linux wäre keine Alternative zu anderen modernen Betriebssystemen ohne
eine grafische Benutzeroberfläche. Diese kommt in Gestalt des auf UNIX-
Systemen üblichen X Window Systems (X11). Soweit man nicht einen kom-
merziellen X-Server vorzieht, was in den meisten Fällen nicht lohnenswert ist
und oft sogar noch zusätzlichen Aufwand bei der Systemverwaltung erfordert,
wird man die Implementation von XFree (http://www.xfree86.org/) ver-
wenden. Diese besteht einerseits aus X-Servern, darunter verschiedene be-
schleunigte für bessere Grafik-Karten, andererseits aus einigen Utilities.

Seite 258
indexFenster-Manager Produktiv einsetzbar wird X11 erst durch einen gu-
ten Fenster-Manager. Hier bietet Linux eine Vielzahl von Möglichkeiten. Am
weitesten verbreitet ist wahrscheinlich FVWM, der durch seinen Microsoft-
Windows-95-Look Umsteigern eine vertraute Oberfläche bietet. Das kommer-
zielle Motif-Paket mit seinem eigenen Motif Window Manager gibt es natür-
lich auch für Linux; es durch eine kompatible, aber freie Widget-Bibliothek
und einen Fenster-Manager zu ersetzen, ist das Ziel des LessTif-Projekts.
Darüberhinaus existieren einige exotische Fenster-Manager wie Enlighten-
ment und Afterstep, der dem Linux-Desktop das Look + Feel von NextStep
verleihen soll.
2.13.2.7 K Desktop Environment (KDE)
Eine ausgereifte und verbreitete Benutzeroberfläche für Linux und
andere UNIX-Betriebssysteme stellt das K Desktop Environment
(http://www.kde.org/) dar. KDE ist mehr als nur ein Fenster-Manager.
Es ist vielmehr eine integrierte Obefläche, die dem Benutzer durch
Eigenschaften wie Cut & Paste, Drag & Drop und Kontext-Menüs, aber auch
durch neue Programme wie einen sehr leistungsfähigen Datei-Manager, der
zugleich ein Web-Browser ist, sowie vielen kleinen graphischen Utilities, die
zum Beispiel das bequeme Konfigurieren der Desktops ermöglichen, eine
moderne und intuitive Arbeitsumgebung bereitstellt.
So zeigt KDE, daß Linux/UNIX nicht immer kryptische Konfigurationsda-
teien und für Anfänger schwierig zu benutzende Programme bedeuten muss
und beseitigt damit ein Defizit, das bisher viele Benuzter vom Umstieg auf
eines der freien Linux/UNIXe ohne das kommerzielle CDE abhielt.
Neben der eigentlichen Obefläche gibt es bereits eine große Menge an Pro-
grammen, die von den erweiterten Möglichkeiten von KDE Gebrauch ma-
chen. Einige davon, darunter ein einfacher Text-Editor, ein Email-Client,
ein Newsreader sowie der K Configuration Manager sind in der offiziellen
KDE-Distribution erhalten. Darüberhinaus existieren viele weitere nützli-
che Programme wie KISDN, welches die einfache Einrichtung eines Internet-
Zuganges über ISDN gestattet, oder KMPG, ein Wiedergabe-Programm für
das Sound-Dateiformat MPEG 1 Layer 3 (MP3).
KDE setzt auf dem von der norwegischen Firma Troll Tech AS, Oslo
(http://www.troll.no/) entwickelten Quasar-Toopkit (Qt) auf. Diese ist
für freie Linux/UNIX-Anwendungen frei verfügbar und enthält eine Samm-
lung von Widgets für Entwickler von grafischen Benutzer-Oberflächen un-
ter X11 und Microsoft Windows. Die Einarbeitung in die Qt- und KDE-
Bibliotheken stellt für einigermaßen erfahrene C++-Programmierer kein Pro-
blem dar, die Leistungsfähigkeit und das intelligente Design ermöglichen es,
recht schnell graphische Benutzeroberflächen zu gestalten und bereiten dem
Einsteiger somit bald Erfolgserlebnisse. Im kommerziellen Einsatz kostet die
Qt-Biliothek etwas, auch norwegische Trolle müssen ihren Lebensunterhalt
verdienen.
Eine weitere Arbeitsumgebung für Linux und andere UNIXe stellt das
auf dem GIMP ToolKit (gtk+) basierende GNU Network Object Model Envi-

Seite 259
ronment (GNOME) dar. Sowohl GNOME als auch das GTK unterliegen nur
GNU-Lizenzen und sind somit im privaten wie kommerziellen Einsatz frei.
2.13.2.8 Dokumentation
Als freies Betriebssystem kommt Linux in den meisten Fällen ohne gedruck-
te Dokumentation daher. Viele Distributionen enthalten zwar ein einfaches
Handbuch, das aber nur die Installation und die einfachsten Verwaltungs-
aufgaben erklärt. Dafür ist die Online-Dokumentation erheblich besser als
die der meisten kommerziellen Betriebssysteme.
Neben den oft benötigten man-Pages, die man von einem UNIX-
System erwartet, sind es vor allem die zu vielen verschiedenen
Aspekten von Linux verfügbaren, sehr hilfreichen HOWTOs und
Mini-HOWTOs, die für den System-Manager, aber auch den Endanwender
interessant sind. Sie werden von sogenannten Maintainern gepflegt
und weisen eine übersichtliche Gliederung auf. Vom Umfang her
noch geeignet, eine kurze Einführung in ein bestimmtes Gebiet zu
geben, fassen sie alle wesentlichen Informationen zusammen. Sie
sind von ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/docs/HOWTO/
zu bekommen, allerdings ist dieser Host hoch belastet, so
daß man sich einen Mirror in der Nähe suchen sollte, siehe
http://sunsite.unc.edu/pub/Linux/MIRRORS.html#Europe. Zu den
wichtigeren HOWTOs gehören:
? das DOS-to-Linux-HOWTO mit Hinweisen, wie man von PC-DOS zu Li-
nux wechselt,
? das German-HOWTO, das Tips für deutsche Benutzer gibt,
? das Hardware-HOWTO, das eine nicht unbedingt aktuelle Liste der von
Linux unterstützten Hardware enthält,
? das Kernel-HOWTO bei Fragen zum Kern, insbesondere zum Kompilie-
ren des Kerns,
? das NET-2-HOWTO mit Hilfen zur Netzkonfiguration,
? das Distribution-HOWTO mit einer Übersicht über die Linux-
Distributionen,
insgesamt rund hundert HOWTOs und hundert Mini-HOWTOs. Bei Proble-
men sollte man also zuerst einmal einen Blick in /usr/doc/HOWTO werfen.
Die Chancen, daß ein anderer das Problem schon gelöst hat, stehen nicht
schlecht.
Darüberhinaus entstehen im Rahmen des Linux Documentation Projects
(LDP)
Fussnote: Siehe bespielsweise
http://www.leo.org/archiv/software/unix/linux/. Ende
Fussnote
verschiedene umfangreiche Dokumentationen, die einen großen Bereich der
Systemverwaltung wie die Einrichtung von Netzen, das Schreiben von Kern-
Treibern usw. abdecken. Zu den Veröffentlichungen des LDP zählen:

Seite 260
? der Linux Programmer's Guide,
? der Network Administrator's Guide,
? der System Administrator's Guide.
Die meisten Dokumentations-Dateien sind im Verzeichnis /usr/doc abge-
legt. Im WWW finden sie sich auf sunsite.unc.edu/mdw/linux.html. Von
dort gelangt man auch zu FAQs und weiteren Veröffentlichungen. Auf un-
serer WWW-Seite www.ciw.uni-karlsruhe.de/technik.html ist Linux
natürlich auch gut vertreten.
Aktive Unterstützung bei Problemen erhält man im Internet in den Linux-
Newsgruppen (comp.os.linux.*, linux.*). Bei der Auswahl der richtigen
Newsgruppe für eine Frage sollte man darauf achten, daß solche Fragen, die
nicht speziell Linux betreffen, sondern ein Programm, das auch auf anderen
UNIX-Systemen verfügbar ist, häufig nicht in die Linux-Hierarchien gehören.
2.13.2.9 Installations-Beispiel
Abschließend sei noch als Beispiel der Einsatz eines Linux-Rechners genannt,
der unser Hausnetz (Domestic Area Network, DAN) mit dem Internet verbin-
det. Diese Konfiguration dürfte auf viele kleinere Netze zutreffen, beispiels-
weise in Schulen. Der Rechner selbst ist ein PC 486-120 mit 32 MB RAM
und 1 GB Festplatte, also ein recht genügsames System. Er verfügt über eine
Ethernet-Karte am hauseigenen DAN und eine ISDN-Karte für die Verbin-
dung zum Rechenzentrum einer Universität, das den Provider spielt.
Als besonders nützlich hat sich die Fähigkeit des Linux-Kerns erwiesen,
ein ganzes Subnetz hinter einer einzigen IP-Adresse zu verstecken (IP Mas-
querading), was neben der Schonung des knapp werdenden Adressraums
auch einen Sicherheitsvorteil mit sich bringt. Die Masquerading-Funktion
von Linux bietet mittlerweile sogar Unterstützung für Protokolle wie FTP,
IRC und Quake, die eine besondere Umsetzung erforden.
Um den Internet-Zugang zu entlasten, laufen auf dem Linux-Rechner
ein Proxy (squid), der WWW-Seiten zwischenspeichert für den Fall, daß sie
mehrmals angefordert werden sollten, sowie ein News-Server (Leafnode), der
uns das Lesen einiger ausgewählter Newsgruppen ohne Internet-Verbindung
(offline) ermöglicht. Jede Nacht werden automatisch wartende Emails sowie
neue News-Artikel abgeholt. Darüber hinaus dient der Linux-Rechner auch
als Fax-Server, sowohl für eingehende als auch ausgehende Fax-Nachrichten,
als Datei-Server, wobei neben NFS auch das Microsoft-Windows-Protokoll
SMB unterstützt wird, und als Druckerserver. Das System läuft bei uns seit
Mitte 1997 und hat sich auch unter harten Bedingungen (was die Internet-
Nutzung angeht) bewährt.
Als Clients greifen von den Arbeitsplätzen aus Computer unter Linux,
NetBSD, Novell DOS und Microsoft Windows NT 4.0 auf den Linux-Server
zu. Die beiden UNIX-Systeme verfügen selbstverständlich über alle UNIX-
üblichen Internet-Programme, für PC-DOS gibt es ebenfalls Clients für Tel-
net, FTP und den Textmode-WWW-Browser Lynx, darüberhinaus sogar einen

Seite 261
X-Server und einen Telnet-Server. Unter Microsoft Windows werden vie-
le Internet-Programme wie Microsoft Explorer, Netscape Navigator, FTP-
Clients und Real-Audio verwendet.
2.13.3 386BSD, NetBSD, FreeBSD ...
386BSD ist ein UNIX-System von William Frederick Jolitz und Lynne Gre-
er Jolitz für Prozessoren ab 80386 aufwärts, ebenfalls copyrighted, für
private Zwecke frei nutzbar und darf nicht mit dem kommerziellen Pro-
dukt BSD/386 verwechselt werden. Der Original Point of Distribution ist
agate.berkeley.edu, gespiegelt von gatekeeper.dec.com und anderen.
386BSD entwickelt sich langsamer als Linux und unterstützt eine zum Teil
andere Hardwareauswahl als dieses. Näheres in der Zeitschrift IX 1992, Nr.
5, S. 52 und Nr. 6, S. 30.
NetBSD, OpenBSD und FreeBSD sind ebenfalls UNIX-Systeme aus Ber-
keley, die verwandt mit 386BSD sind und darauf aufbauen; genauso für nicht-
kommerzielle Zwecke kostenfrei nutzbar. NetBSD ist auf eine große Anzahl
von Prozessortypen portiert worden. Worin die Unterschiede liegen, auch zu
Linux, wie die Zukunft aussieht und wer wo mitarbeitet, ist schwierig zu er-
mitteln. Archie oder das WWW fragen:
? http://www.freebsd.org,
? http://www.netbsd.org,
? http://www.openbsd.org.
The galaxy is a rapidly changing place, schreibt Douglas Adams.
2.14 Systemverwaltung
Ein Betriebssystem wie UNIX lässt sich von drei Standpunkten aus betrach-
ten, von dem
? des Benutzers,
? des System- und Netz-Managers (Verwalters),
? des System-Entwicklers.
Der Benutzer möchte eine möglichst komfortable und robuste Oberfläche für
die Erledigung seiner Aufgaben (Anwenderprogramme, Textverarbeitung, In-
formation Retrieval, Programmentwicklung) vorfinden. Die Benutzer könnte
man noch unterteilen in solche, die nur fertige Anwendungen benutzen, und
solche, die programmieren, aber das ist nebensächlich. Der System-Manager
will sein System optimal an die vorliegenden Aufgaben anpassen und einen
sicheren Betrieb erreichen. Der System-Entwickler muss sich mit Anpassun-
gen an neue Bedürfnisse (Netze, Parallelrechner, Echtzeitbetrieb, neue Hard-
ware), mit Fragen der Portabilität und der Standardisierung befassen. Wäh-
rend sich die bisherigen Abschnitte mit UNIX vom Standpunkt des Benutzers
aus beschäftigt haben, gehen wir nun zum Standpunkt des System-Managers

Seite 262
über. Dank Linux, FreeBSD und Kompanie hat jeder PC-Besitzer die Möglich-
keit, diesen Standpunkt auch praktisch einzunehmen. Sogar kleinere Famili-
ennetze sind technisch und finanziell in den Rahmen des Möglichen gerückt.
Zum Teil braucht auch der gewöhnliche Benutzer eine ungefähre Vorstel-
lung von den Aufgaben des System-Managers, zum Teil muss (oder darf) er
-- vor allem auf kleineren Anlagen -- diese Tätigkeiten selbst durchführen,
in den Zeiten von Linux und BSD häufiger als früher. Ein System-Manager
kommt um das gründliche Studium der Handbücher und eine ständige Wei-
terbildung nicht herum
Fussnote: Experten wissen wenig, Halb-Experten alles. Ende Fuss-
note
.
Die Systempflege ist die Aufgabe des System-Managers oder System-
Administrators. Auf UNIX-Maschinen lautet sein Benutzername traditionell
root
Fussnote: In seltenen Fällen avatar. Ende Fussnote
. In Novell-Netzen heißt der Mensch Supervisor. Er braucht die Vorrechte des
Superusers, der stets die Benutzer-ID 0 trägt. Die Bezeichnungen System-
Manager und Superuser werden oft synonym gebraucht, der Begriff System-
Manager ist jedoch von der Aufgabe her definiert und daher treffender. Bei
großen Anlagen findet man noch die Operatoren. Sie sind unmittelbar für den
Betrieb zuständig, überwachen die Anlage, beseitigen Störungen, wechseln
Datenträger, haben aber weniger Aufgaben in Planung, Konfiguration oder
Programmierung.
2.14.1 Systemgenerierung und -update
Unter einer Systemgenerierung versteht man die Erstinstallation des Be-
triebssystems auf einer neuen Anlage oder die erneute Installation des Be-
triebssystems auf einer Anlage, die völlig zusammengebrochen und zu keiner
brauchbaren Reaktion mehr fähig ist. Auch die Umpartitionierung der root-
Platte erfordert eine Generierung.
Ein System-Update ist die Nachführung eines laufenden Systems auf ei-
ne neuere Version des Betriebssystems oder eine Erweiterung -- unter Um-
ständen auch Verkleinerung -- des Betriebssystems. Die Hinzunahme weite-
rer Hardware oder eines Protokolles erfordert eine solche Erweiterung. Eine
Erweiterung ohne Änderung der Version wird auch System-Upgrade genannt.
Alle drei Aufgaben sind ähnlich und im Grunde nicht schwierig. Da man
aber derartige Aufgaben nicht jede Woche erledigt und sich das System zeit-
weilig in einem etwas empfindlichen Zustand befindet, ist die Wahrscheinlich-
keit sehr hoch, dass etwas schiefgeht und man erst nach mehreren Versuchen
Erfolg hat:
? Der erste Versuch geht völlig daneben, aber man lernt den Ablauf der
Installation kennen und entwickelt Vorstellungen, was mit den Fragen
und Meldungen gemeint sein könnte.

Seite 263
? Der zweite Versuch führt zu einem lauffähigen System, das aber noch
nicht den Vorstellungen entspricht.
? Der dritte Versuch gelingt im großen Ganzen.
Deshalb soll man den Zeitpunkt für diese Arbeit so wählen, dass eine länge-
re Sperre des Systems von den Benutzern hingenommen werden kann. Der
System-Manager sollte sich vorher noch einmal gut ausschlafen und seinen
Vorrat an Kaffee und Schokolade auffüllen.
Hat man ein laufendes System mit wertvollen Daten, ist der erste Schritt
ein vollständiges Backup. Dabei ist es zweckmäßig, nicht das gesamte Datei-
System auf einen oder eine Folge von Datenträgern zu sichern, sondern die
obersten Verzeichnisse (unter root) jeweils für sich. Das erleichtert das ge-
zielte Wiederherstellen. /tmp beispielsweise braucht überhaupt nicht gesi-
chert zu werden, /dev sollte man zwar sichern, spielt es aber in der Re-
gel nach einer Systemänderung nicht zurück, weil es entsprechend den Än-
derungen neu erzeugt wird. Weiterhin sollte man schon im täglichen Be-
trieb darauf achten, dass alle für die jeweilige Anlage spezifischen Datei-
en in wenigen Verzeichnissen (/etc, /usr/local/bin, /usr/local/etc,
/usr/local/config, /var, /opt usw.) versammelt und erforderlichenfalls
nach /bin oder /etc gelinkt sind. Nur so lässt sich nach einer Systemände-
rung ohne viel Aufwand entscheiden, was aus den alten und was aus den
neuen Dateien übernommen wird. Gerade im /etc-Verzeichnis sind viele
Konfigurations-Dateien zu Hause, die nach einer Systemänderung editiert
werden müssen, und da ist es gut, sowohl die alte wie die neue Fassung zu
haben. Es ist auch beruhigend, die obersten Verzeichnisse und die systems-
pezifischen Textfiles auf Papier zu besitzen.
Der nächste Schritt ist das Zurechtlegen der Handbücher und das Erkun-
den der Hardware, insbesondere des I/O-Subsystems. Falls man keine Hand-
bücher hat, sondern nur mit dem man(1)-Kommando arbeitet, drucke man
sich die Beschreibung der einschlägigen Kommandos auf Papier aus, es sei
denn, man habe ein zweites System derselben Art. Wichtig sind auch die beim
Booten angezeigten Hardware-Adressen für den Primary Boot Path und den
Alternate Boot Path, bei uns 4.0.0.0.0.0 und 4.0.2.1.0.0. Ferner sollte die Kon-
sole von dem Typ sein, mit dem die Anlage am liebsten zusammenarbeitet
(bei uns also Hewlett-Packard). Dann wirft man alle Benutzer und Dämonen
hinaus und wechselt in den Single-User-Modus. Von jetzt ab wird die Instal-
lation hardwareabhängig und herstellerspezifisch.
Falls man die neuen Dateien nicht über das Netz holt, kommen sie von
einem entfernbaren Datenträger (removable medium) wie Band (Spule oder
Kassette) oder CD-ROM über den Alternate Boot Path. Man legt also den
Datenträger ein und bootet. Die Boot-Firmware fragt zu Beginn nach dem
Boot Path, worauf man mit der Adresse des Alternate Boot Path antwortet.
Dann wird noch gefragt, ob interaktiv gebootet werden soll, was zu bejahen
ist. Schließlich meldet sich ein Programm -- der Initial System Loader ISL --
das einige wenige Kommandos versteht, darunter das Kommando zum Boo-
ten:
hpux -a disc0(4.0.0) disc0(4.0.2.1;0x400020)

Seite 264
Eine Beschreibung des Kommandos (Secondary System Loader) findet sich
unter hpux(1M). Die Option -a bewirkt, dass die I/O-Konfiguration entspre-
chend der nachfolgenden Angabe geändert wird. disc0 ist der Treiber für
die Platte, 4.0.0 die Hardware-Adresse der Platte, auf der künftig der Boot-
Sektor und das root-Verzeichnis liegen sollen. disc0 ist ebenfalls der Trei-
ber für das Kassetten-Bandlaufwerk, von dem das neue System installiert
werden soll, 4.0.2.1 seine Hardware-Adresse. 0x400020 ist die Minor Num-
ber des Kassetten-Bandlaufwerks und sorgt für eine bestimmte Konfigurati-
on, hat also in diesem Zusammenhang nichts mit einer Adresse zu tun. Das
Kommando lädt von dem Installations-Datenträger (Kassette) ein einfaches
lauffähiges System in den Arbeitsspeicher.
Dann erscheint -- wenn alles gut geht -- eine Halbgrafik zur Partitionie-
rung der root-Platte. Bootsektor, Swap Area und root müssen auf dersel-
ben Platte liegen, da man zu Beginn des Bootens noch keine weiteren Datei-
Systeme gemountet hat. Verzeichnisse wie /usr/local, /opt oder /var nei-
gen während des Betriebs zum Wachsen, die zugehörigen Partitionen sollten
genügend Luft aufweisen. Die Homes gehören am besten auf eine eigene Plat-
te, die von einer Systeminstallation gar nicht betroffen ist. Falls man nach der
Länge der Dateinamen gefragt wird, sollte man sich für lange Namen (maxi-
mal 255 Zeichen) entscheiden.
Im weiteren Verlauf werden viele Dateien auf die Platte kopiert, zwischen-
durch auch einmal gebootet und erforderlichenfalls der Datenträger gewech-
selt. Die Dateien werden zu Filesets gebündelt herübergezogen, wobei ein Fi-
leset immer zu einer bestimmten Aufgabe wie Kernel, UNIX-Tools, Grafik,
Netz, C, FORTRAN, PASCAL, COBOL, Native Language Support gehört, ver-
gleichbar einem Debian- oder Red-Hat-Paket. Teilweise bestehen gegenseiti-
ge Abhängigkeiten, die das Installationsprogramm von sich aus berücksich-
tigt. Man kann sich die Filesets anzeigen lassen und entscheiden, ob sie gela-
den werden sollen oder nicht. Dinge, die man nicht braucht (Grafik, COBOL,
NLS), kann man getrost weglassen, Dinge, für die keine Hardware im Kas-
ten steckt (Netzadapter, bit-mapped Terminals), sind überflüssig. Nur auf den
Kernel und die UNIX-Tools sollte man nicht verzichten, auch wenn der Spei-
cherplatz noch so knapp ist. Unter Debian GNU/Linux werden die Dateien zu
Paketen zusammengefasst und diese wiederum in Sachgebiete eingeordnet.
Üblicherweise zusammengehörende Pakete bilden eine Task (Aufgabe).
Schließlich ist die Übertragung beendet, und man bootet vom Primary
Boot Path. Das System läuft und kennt zumindest den Benutzer root, dem
man sofort ein Passwort zuordnet. Nun beginnt die Feinarbeit mit dem Wie-
derherstellen der Konfiguration. Auf keinen Fall kopiere man die alten Kon-
figurationsfiles blindlings über die neuen, das kann zur Bootunfähigkeit und
damit zu einem vierten Installationsversuch führen. Zweckmäßig vergleicht
man die alten mit den neuen Dateien und editiert die neuen, wo nötig. Vor-
sichtshalber sollte man von den neuen Dateien vorher eine Kopie ziehen.
Zeitweilig hat man also drei Versionen dieser Dateien auf dem System: die
originale, die alte und die aktuelle.

Seite 265
2.14.2 Systemstart und -stop
Wenn das System eingeschaltet wird, steht als einziges Programm ein spezi-
elles Test- und Leseprogramm in einem Boot-ROM zur Verfügung. Der Com-
puter ist einem Neugeborenen vergleichbar, der noch nicht sprechen, schrei-
ben, lesen und rechnen kann, aber ungeheuer lernfähig ist. Das Programm
lädt den Swapper (Prozess Nr. 0) von der Platte in den Arbeitsspeicher. Der
Swapper lädt das /etc/init(1M)-Programm, das die Prozess-ID 1 bekommt
und der Urahne aller Benutzer-Prozesse ist.
Der init-Prozess liest die Datei /etc/inittab(4) und führt die dort
aufgelisteten Tätigkeiten aus. Dazu gehören die in der Datei /etc/rc(1M)
genannten Shell-Kommandos und die Initialisierung der Terminals. In der
Datei (Shellskript) /etc/rc(1M) werden der Dämon cron(1M), einige Netz-
dämonen, das Accounting System und der Line Printer Scheduler gestartet
und die Gerätefiles für Drucker und Plotter geöffnet. In den letzten Jahren
ist -- vor allem infolge der Vernetzung -- aus der Datei /etc/rc eine ganze
Verzeichnisstruktur geworden, die bei Start und Stop durchlaufen wird.
Die Terminals werden initialisiert, indem ein Prozess /etc/getty(1M)
für jedes Terminal erzeugt wird. Jeder getty-Prozess schaut in der Da-
tei /etc/gettydefs(4) nach den Parametern seines Terminals, stellt die
Schnittstelle ein und schreibt den login-Prompt auf den Bildschirm.
Nach Eingabe eines Benutzernamens ersetzt sich getty durch
/bin/login(1), der den Namen gegen die Datei /etc/passwd(4) prüft.
Dann wird das Passwort geprüft. Sind Name und Passwort gültig, ersetzt
sich der login-Prozess durch das in /etc/passwd angegebene Programm,
üblicherweise eine Shell. Das ebenfalls in /etc/passwd angegebene Home-
Verzeichnis wird zum anfänglichen Arbeits-Verzeichnis.
Die Shell führt als erstes das Skript /etc/profile(4) aus, das die
Umgebung bereitstellt und einige Mitteilungen auf den Bildschirm schreibt,
News zum Beispiel. Anschließend sucht die Shell im Home-Verzeichnis nach
einer Datei .profile (der Punkt kennzeichnet die Datei als verborgen). Die-
ses Skript könnte für jeden Benutzer individuell gestaltet sein. Bei uns ist
es jedoch zumindest gruppenweise gleich. Wir haben in dieses Skript eine
Abfrage nach einem weiteren Skript namens .autox eingebaut, das sich je-
der Benutzer selbst schreiben kann. Wir haben also eine dreifache Stufung:
/etc/profile für alle, auch gast, $HOME/.profile für die Gruppe und
$HOME/.autox für das Individuum. Grafische Oberflächen bringen zum Teil
weitere .profile-Dateien mit, die zu Beginn einer Sitzung abgearbeitet wer-
den.
Ist dies alles erledigt, wartet die Shell auf Eingaben. Wenn sie mit exit
beendet wird, erfährt /etc/init davon und erzeugt einen neuen getty-
Prozess für das Terminal. Der getty-Prozess wird respawned.
In der Datei /etc/inittab(4) werden Run Levels definiert. Das sind Sy-
stemzustände, die festlegen, welche Terminals ansprechbar sind, d. h. einen
getty-Prozess bekommen, und welche Dämonen laufen. Der Run Level S ist
der Single-User-Modus, in dem nur die Konsole aktiv ist. Run Level 3 ist der
übliche Multi-User-Modus, in dem auf unserer Anlage alle Dämonen aktiv

Seite 266
sind. Die übrigen Run Levels legt der System-Manager fest. Die Einzelheiten
sind wieder von System zu System verschieden.
Beim System-Stop sollen zunächst alle laufenden Prozesse ordnungsge-
mäß beendet und alle Puffer geleert werden. Dann soll das System in den
Single-User-Modus überführt werden. Das Skript /sbin/shutdown(1M) er-
ledigt diese Arbeiten automatisch. Mit der Option - r bootet shutdown(1M)
wieder, ansonsten dreht man anschließend den Strom ab. Dabei gilt die Regel,
dass zuerst die Zentraleinheit und dann die Peripherie ausgeschaltet werden
sollen. Einschalten umgekehrt.
2.14.3 Benutzerverwaltung
Die Benutzer eines UNIX-Systems lassen sich in vier Klassen einteilen:
? Programme wie who(1), die als Benutzer in /etc/passwd(4) einge-
tragen sind. Auch Dämonen verhalten sich teilweise wie Benutzer, bei-
spielsweise der Line Printer Spooler lp, der Dateien besitzt,
? Benutzer mit eng begrenzten Rechten wie gast, ftp oder Benutzer,
die statt der Shell gleich ein bestimmtes Anwendungsprogramm bekom-
men, das sie nicht verlassen können,
? Normale Benutzer wie picalz1, im real life stud. mach. Pizza Calzone,
mit weitgehenden, aber nicht unbegrenzten Rechten,
? Benutzer mit Superuser-Rechten wie root, allwissend und allmächtig.
Formal ist der Eintrag in /etc/passwd(4) entscheidend. Deshalb ist diese
Datei so wichtig und eine potentielle Schwachstelle der System-Sicherheit.
Kritisch sind die (schwach) verschlüsselten Passwörter, die heute meist in
eine nur vom System lesbare Datei /etc/shadow ausgelagert werden.
Zur Einrichtung eines neuen Benutzers trägt der System-Manager den
Benutzernamen in die Dateien /etc/passwd(4):
picalz1:*:172:123:P. Calzone:/mnt1/homes/picalz:/bin/sh
und /etc/group(4) ein:
users::123:root,wualex1,gebern1,bjalex1,picalz1
Wir bilden den Benutzernamen aus den ersten beiden Buchstaben des Vor-
namens, den ersten vier Buchstaben des Nachnamens und dann einer Zif-
fer, die die Accounts einer Person durchnumeriert. Dieses Vorgehen ist nicht
zwingend, hat sich aber bewährt. Anschließend vergibt der System-Manger
mittels passwd(1) ein nicht zu simples Passwort. Dann richtet er ein Home-
Verzeichnis ein, setzt die Zugriffsrechte (700), übereignet es dem Benutzer
samt Gruppe und linkt oder kopiert schließlich ein .profile in das Home-
Verzeichnis, ohne das der Benutzer nicht viel machen darf. Der Benutzer hat
nun ein Konto oder einen Account auf dem System. Das erste Feld in der
/etc/passwd(4)-Zeile enthält den Benutzernamen. Ein Stern im Passwort-
feld führt dazu, daß man sich unter dem zugehörigen Namen nicht anmelden
kann, das Konto ist deaktiviert. Nur root kann dann das Passwort ändern.

Seite 267
Das braucht man für Dämonen wie lp, die als Dateibesitzer auftreten, sowie
bei Maßnahmen gegen unbotmäßige oder verschollene Benutzer. Das drit-
te und vierte Feld speichern die Benutzer- und Gruppennummer. Fünftens
folgt das GECOS-Feld (GECOS = General Electric Comprehensive Operating
System, ein historisches Relikt) mit Kommentar, der von Kommandos wie
finger(1) ausgewertet wird. Mit dem Kommando chfn(1) (change finger
information) kann jeder Benutzer sein eigenes GECOS-Feld ändern. Schließ-
lich das Home-Verzeichnis und die Sitzungsshell. Letztere darf kein weicher
Link sein, sonst gibts Probleme. Statt der Shell, die einen Universal-Zugang
vermittelt, kann für Benutzer, die nur mit einem einzigen Programm arbei-
ten, eine eingeschränkte Shell oder dieses Programm eingetragen werden.
Das erhöht etwas die Sicherheit und dämmt Missbrauch ein. Der Eintrag
in /etc/group(4) listet nach Gruppennamen und -nummer die zugehöri-
gen Benutzer auf, durch Komma ohne Leerzeichen getrennt. Ein Benutzer
kann mehreren Gruppen angehören. Die Anzahl der Benutzer pro Gruppe ist
begrenzt. Die Grenze ist systemabhängig und liegt bei unseren Maschinen
teilweise schon bei etwas über 80 Benutzern, daher keine Riesengruppen pla-
nen. Eine zu große Gruppe in /etc/group(4) führt dazu, dass die Datei von
dieser Gruppe an nicht mehr gelesen wird. Die Dateien /etc/passwd(4) und
/etc/group(4) werden vom Anfang her gelesen und beim ersten Treffer verlas-
sen. Falls man einen Benutzer versehentlich doppelt eingetragen hat, wirkt
sich nur der vordere Eintrag aus.
Auch UNIX-Kommandos wie who(1) oder date(1) lassen sich als Benut-
zer eintragen. Der folgende Eintrag in /etc/passwd(4):
who::90:1:Kommando who:/:/usr/local/bin/who
samt dem zugehörigen Eintrag in /etc/group(4) ermöglicht es, sich
durch Eingabe von who als login-Name ohne Passwort eine Übersicht über
die augenblicklich angemeldeten Benutzer zu verschaffen. Das who aus
/usr/local/bin ist eine Variante des ursprünglichen /bin/who(1) mit ei-
ner verlängerten Dauer der Anzeige:
/bin/who; sleep 8
Solche Kommandos als Benutzer haben keine Sitzungsumgebung, können al-
so nicht auf Umgebungsvariable zugreifen. Sie gelten wegen des fehlenden
Passwortes als Sicherheitslücke. Falls man sie dennoch einrichtet, soll man
darauf achten, dass der aufrufende Benutzer keine Möglichkeit hat, das Kom-
mando zu verlassen -- beispielweise eine Shell aus dem Kommando heraus zu
starten (Shell-Escape) -- oder abzubrechen.
Ein Rollen-Account gehört zunächst einmal nicht zu einer natürlichen
Person, sondern zu einer Aufgabe im System, beispielsweise der Pflege der
WWW-Seiten (wwwadm) oder einer Datenbank (dba). Einige Rollen werden
nur als Dateibesitzer gebraucht wie etwa bin. Erst in einem zweiten Schritt
sind einigen Rollenaccounts Personen oder Personengruppen zugeordnet. Im
einfachsten Fall sind das die Personen, die das zugehörige Passwort kennen.
Auch der Superuser ist eine Rolle. Hingegen ist der Postmaster keine Rolle,
sondern ein Email-Alias, also eine Email-Anschrift, an die Fehlermeldungen

Seite 268
und Problemfälle gehen. Wer diese Mails bearbeitet, ist eine andere Frage. In
Datenbanken ist das Rollenkonzept stark ausgeprägt.
Der Benutzer mit Superuser-Rechten, üblicherweise der System-Manager
unter dem Namen root mit der User-ID 0 (null), ist auf großen oder beson-
ders gefährdeten Anlagen eine Schwachstelle. Ist er ein Schurke, so kann
er infolge seiner Allmacht im System viel anrichten. Es gibt daher Ansät-
ze, seine Allmacht etwas aufzuteilen, indem für bestimmte Aufgaben wie das
Accounting ein eigener Benutzer namens adm eingerichtet wird. Die Datei
/etc/passwd(4) sollte man von Zeit zu Zeit darauf ansehen, welche Be-
nutzer die User-ID oder Gruppen-ID 0 haben. Dieser Kreis sollte klein sein
und unbedingt ein Passwort haben. Der Eintrag für den Benutzer root steht
meist an erster Stelle. Beschädigt man ihn durch unvorsichtigen Umgang mit
dem Editor, kann guter Rat teuer werden. Deshalb haben wir einen weiteren
Benutzer mit der ID 0 unter einem passenden Namen mitten in der Datei
angelegt, auf den man ausweichen kann, wenn der root-Eintrag hinüber ist.
Durch Schaden wird man klug.
Auch wäre es manchmal zweckmäßig, einzelne Aufgaben wie das Einrich-
ten von Benutzern, die Druckerverwaltung oder das Beenden von Prozessen
an Unter-Manager delegieren zu können. Man denke an Netze, in denen sol-
che Aufgaben besser vor Ort erledigt werden. Das herkömmliche UNIX kennt
jedoch nur den einzigen und allmächtigen Superuser. Microsoft Windows da-
gegen beschäftigt eine Schar von subalternen Managern unter dem Adminis-
trator.
2.14.4 NIS-Cluster
Netze aus zusammengehörenden Computern (Cluster, Domänen, Arbeits-
gruppen) sind nach zwei Prinzipien organisiert. Sie bilden entweder:
? ein Peer-to-Peer-Netz oder
? ein server-orientiertes Netz.
In einem Peer-to-Peer-Netz sind alle Computer gleichberechtigt, es gibt kei-
ne zentralen Dienste. Ein Computer mag einen großen Drucker haben und
im Netz zur Verfügung stellen, ein anderer vielleicht einen ISDN-Anschluss.
Aber jeder Computer ist für sich allein lebensfähig. Typischerweise ist ein
solches Netz nicht zu ausgedehnt, alle Benutzer kennen sich von Angesicht.
In einem server-orientierten Netz stellen wenige zentrale Server Dienste wie
Benutzerverwaltung, Datei-Systeme, Backup, Email, Datenbank und derglei-
chen bereit. Fällt ein Server aus, stehen alle Räder still. Solche Netze können
Kontinente umspannen, die Benutzer kennen sich nur zum Teil. Und dann
gibt es noch Mischformen, die die Netz-Manager vorzeitig ergrauen lassen.
Mit UNIX kann man beide Typen von Netzen verwirklichen, der Schwer-
punkt liegt aber bei der Server-Orientierung. Sowie man mehr als drei Com-
puter zu vernetzen hat und auf Sicherheit und Nachtruhe Wert legt, ist die
Zentralisierung der einfachere Weg.
Ein NIS-Cluster (NIS = Network Information Service) ist eine Gruppe von
UNIX-Rechnern mit gemeinsamer Benutzerverwaltung, also das, was unter

Seite 269
Microsoft Windows NT eine Domäne ist. In der Regel wird die Benutzerver-
waltung ergänzt durch gemeinsame Datei-Systeme (vor allem für die Ho-
mes), die per NFS (NFS = Network File System) auf alle Cluster-Teilnehmer
gemountet werden. Jeder Cluster-Benutzer kann sich dann an irgendeine
Cluster-Maschine setzen und findet dort seine Umgebung und seine Daten
vor. Sowohl NIS wie NFS stammen von Sun. Die NIS-Dienste hießen anfangs
Yellow Pages, dieser Name musste jedoch aus juristischen Gründen aufge-
geben werden. Die zugehörigen Kommandos beginnen aber immer noch mit
yp. Im folgenden geht es nicht um eine detaillierte Anleitung -- dafür siehe
die man-Seiten, vor allem zu ypfiles(4) oder ypserv(8) -- sondern um das Ver-
ständnis.
In einem NIS-Cluster gibt es genau einen Master-Server und optional ei-
nige Slave-Server, in Windows-Speak einen Primary Domain Controller und
einige Secondary oder Backup Domain Controller. Die restlichen Maschinen
sind NIS-Clients. Auf dem Master-Server liegen im Verzeichnis /var/yp/src
einige Dateien, die man sonst in /etc findet:
? passwd
? group
? hosts
? aliases
? protocols
? services
Diese Dateien werden mittels eines editierbaren Makefiles auf die Domänen-
Mitglieder verteilt, nach jeder Änderung und sicherheitshalber auch noch pe-
riodisch per cron(1).
Auf jedem Domänen-Mitglied findet sich eine Datei /etc/nsswitch.conf --
am besten mittels man -k switch nach der Beschreibung suchen. Diese Datei
enthält Zeilen folgender Art:
passwd: files nis
hosts: dns files nis
In obigem Beispiel soll ein Benutzer zuerst in der zuständigen loka-
len Datei /etc/passwd gesucht werden, anschließend in der NIS-Datei
/var/yp/domaene/passwd. Die lokale Datei hat also Vorrang. Dort finden sich
außer root die lokalen Dämonen und wenige, rein lokale Benutzer. Hostna-
men sollen zuerst über den Domain Name Service (DNS) aufgelöst werden,
an zweiter Stelle mit Hilfe der lokalen Datei /etc/host und an dritter Stelle
mit Hilfe der NIS-Datei /var/yp/domaene/hosts. Die NIS-Dateien in dem Ver-
zeichnis mit dem Namen der Domäne sind ein bisschen aufbereitet, was aber
für das Verständnis unerheblich ist. Damit haben wir eine zentrale Verwal-
tung der Benutzer und einiger weiterer Informationen.
yppasswd
NFS
ftpd?

Seite 270
ssh
Der Aufbau eines NIS-Clusters ist einfach und lohnt sich schon in kleinen
UNIX-Netzen. Bei Linux-Distributionen sind die erforderlichen Programme
dabei.
2.14.5 Geräteverwaltung
2.14.5.1 Gerätedateien
Alle Peripheriegeräte (Platten, Terminals, Drucker) werden von UNIX
als Datei behandelt und erscheinen im Verzeichnis /dev. Dieses Ver-
zeichnis hat einen besonderen Aufbau. Schauen Sie sich es einmal mit
ls -l /dev | more an. Das Kommando zum Eintragen neuer Geräte lau-
tet /etc/mknod(1M) oder mksf(1M) und erwartet als Argument Informa-
tionen über den Treiber und den Port (Steckdose) des Gerätes. Die Namen
der Geräte sind der besseren Übersicht wegen standardisiert. /dev/tty ist
beispielsweise das Kontroll-Terminal, /dev/null der Bit Bucket oder Pa-
pierkorb. Die ganze Sektion 7 des Referenz-Handbuches ist den Gerätefiles
gewidmet.
2.14.5.2 Terminals
Moderne Bildschirm-Terminals sind anpassungsfähig. Das hat andererseits
den Nachteil, dass man sie an den Computer anpassen muss. Im einfachs-
ten und unter UNIX häufigsten Fall ist das Terminal durch eine Leitung mit
minimal drei Adern an einen seriellen Ausgang (Port) des Computers ange-
schlossen. Die Daten werden über diese Leitung mit einer Geschwindigkeit
von 9600 bit/s übertragen, das sind rund tausend Zeichen pro Sekunde. Für
Text reicht das, für größere Grafiken kaum. Diese Gattung von Terminals
wird als seriell nach ASCII-, ANSI- oder sonst einer Norm bezeichnet.
Bei PCs ebenso wie bei Workstations schreibt der Computer mit hoher
Geschwindigkeit in den Bildschirmspeicher. Zu jedem Bildpunkt gehört ein
Speicherplatz von ein bis vier Byte. Der Speicherinhalt wird 50- bis 100-mal
pro Sekunde zum Bildschirm übertragen. Diese Gattung wird als bitmapped
bezeichnet und ist grafikfähig. Die Leitung zwischen Computer und Terminal
muss kurz sein.
Die Konfiguration erfolgt teils durch kleine Schalter (DIP-Schalter, Mäu-
seklaviere), teils durch Tastatureingaben und teils durch Programme vom
Computer aus. Da jeder Terminaltyp in den Einzelheiten anders ist, kommt
man um das Studium des zugehörigen Handbuchs nicht herum. Dieses wiegt
bei dem Terminal Hewlett-Packard 2393A, das wir im folgenden vor Augen
haben, runde fünf Pfund.
Das HP 2393A ist ein serielles, monochromes, grafikfähiges Terminal, das
HP-Befehle versteht, aber auch auf ANSI-Befehle konfiguriert werden kann.
Einige Einstellungen sind:
? Block Mode off (zeichenweise Übertragung ein)
? Remote Mode on (Local Mode off, Verbindung zum Computer ein)

Seite 271
? Display Functions off (keine Anzeige, sondern Ausführung von Steuer-
zeichen)
? Display off after 5 min (Abschalten des Bildschirms bei Ruhe)
? Language English (Statusmeldungen des Terminals)
? Term Mode HP (nicht ANSI oder VT 52)
? Columns 80 (Anzahl der Spalten im Textmodus)
? Cursor Type Line (Aussehen des Cursors)
? Graphical Resolution 512 x 390 (Punkte horizontal und vertikal)
? Baud Rate 9600 (Übertragungsgeschwindigkeit)
? Parity/Data Bits None/8 (Zeichenformat)
? Check Parity No (Paritätsprüfung)
? Stop Bits 1 (Zeichenformat)
? EnqAck Yes (Handshake)
? Local Echo Off (keine Anzeige der Eingaben durch das Terminal)
Während manche Einstellungen harmlos sind (Cursor Type), sind andere für
das Funktionieren der Verbindung zum Computer lebenswichtig (Remote Mo-
de, Baud Rate). Da viele Werte auch computerseitig eingestellt werden kön-
nen, sind Missverständnissen keine Grenzen gesetzt. Der Benutzer soll die
Einstellungen nicht verändern und sich bei Problemen auf das Betätigen der
Reset-Taste beschränken. Der System-Manager schreibe sich die Konfigura-
tion sorgfältig auf.
Bei der Einrichtung eines Terminals ist darauf zu achten, dass eine zu-
treffende terminfo(4)-Eintragung verfügbar ist. Bei neueren Terminals ist
das leider eine Ausnahme, sodass der System-Manager die Terminalbeschrei-
bung für das terminfo-Verzeichnis selbst in die Hände nehmen muss, was
beim ersten Versuch mit Nachdenken verbunden ist.
Ein UNIX-System arbeitet mit den unterschiedlichsten Terminals zu-
sammen. Zu diesem Zweck ist eine Beschreibung einer Vielzahl von Ter-
minaltypen in dem Verzeichnis /usr/lib/terminfo(4) gespeichert (oder
in /etc/termcap), und zwar in einer kompilierten Form. Die curses(3)-
Funktionen zur Bildschirmsteuerung greifen darauf zurück und damit auch
alle Programme, die von diesen Funktionen Gebrauch machen wie der Editor
vi(1).
Der Compiler heißt tic(1M), der Decompiler untic(1M). Um sich
die Beschreibung eines Terminals auf den Bildschirm zu holen, gibt man
untic(1M) mit dem Namen des Terminals ein, so wie er in der terminfo
steht:
untic vt100
Die Ausgabe sieht so aus:

Seite 272
vt100|vt100-am|dec vt100,
am, xenl,
cols#80, it#8, lines#24, vt#3,
bel=^G, cr=\r, csr=\E[%i%p1%d;%p2%dr, tbc=\E[3g,
clear=\E[H\E[2J, el=\E[K, ed=\E[J,
cup=\E[%i%p1%d;%p2%dH,
cud1=\n, home=\E[H, cub1=\b, cuf1=\E[C,
cuu1=\E[A, blink=\E[5m, bold=\E[1m, rev=\E[7m,
smso=\E[7m, smul=\E[4m, sgr0=\E[m, rmso=\E[m,
rmul=\E[m, kbs=\b, kcud1=\EOB, kcub1=\EOD,
kcuf1=\EOC, kcuu1=\EOA, rmkx=\E[?1l\E>, smkx=\E[?1h\E=,
cud=\E[%p1%dB, cub=\E[%p1%dD,
cuf=\E[%p1%dC, cuu=\E[%p1%dA,
rs2=\E>\E[?3l\E[?4l\E[?5l\E[?7h\E[?8h,
rc=\E8, sc=\E7, ind=\n, ri=\EM,
sgr=\E[%?%p1%t;7%;%?%p2%t;4%;%?%p3%t;7%;%?%p4%t;
5%;%?%p6%t;1%;m,
hts=\EH, ht=\t,
Die erste Zeile enthält den gängigen Namen des Terminaltyps, dahinter durch
den senkrechten Strich abgetrennt weitere Namen (Aliases), als letzten die
vollständige Typbezeichnung. Die weiteren Zeilen geben die Eigenschaften
(capabilities) des Typs an, eingeteilt in drei Klassen
? Boolesche Variable, das sind Eigenschaften, die entweder vorhanden
sind oder nicht,
? Zahlenwerte wie die Anzahl der Zeilen und Spalten,
? Strings, das sind vielfach Steuersequenzen (Escapes).
Die Bedeutung der einzelnen Abkürzungen entnimmt man terminfo(4),
hier nur einige Beispiele:
? am Terminal has automatic margins (soll heißen: wenn man über den
rechten Rand hinaus schreibt, wechselt es automatisch in die nächste
Zeile),
? xenl Newline ignored after 80 columns (wenn man nach 80 Zeichen
ein newline eintippt, wird es ignoriert, weil automatisch eines eingefügt
wird, siehe oben),
? cols#80 Number of columns in a line (80 Spalten),
? it#8 Tabs initially every 8 spaces (Tabulatoren),
? lines#24 Number of lines on screen or page (24 Zeilen),
? vt#3 Virtual terminal number,
? bel=^G Audible signal (die Zeichenfolge, welche die Glocke erschallen
lässt, control-g, ASCII-Zeichen Nr. 7),
? tbc=\E[3g Clear all tab stops (die Zeichenfolge, die alle Tabulatoren
löscht, ESCAPE, linke eckige Klammer, 3, g),

Seite 273
? clear=\E[H\E[2J Clear screen and home cursor (die Zeichenfolge, die
den Bildschirm putzt und den Cursor in die linke obere Ecke bringt, ES-
CAPE, linke eckige Klammer, H, nochmal ESCAPE, linke eckige Klam-
mer, 2, J),
? kcud1=\E0B Sent by terminal down arrow key (die Zeichenfolge, die
die Cursortaste Pfeil nach unten abschickt, muss nicht notwendig mit
der Zeichenfolge übereinstimmen, die den Cursor zu der entsprechenden
Bewegung veranlasst),
? sgr=\E[%?.... Define the video attributes,
? cup=\E[%i%p1%d;%p2%dH Screen relative cursor motion row #1 column
#2 (Cursorpositionierung nach Bildschirmkoordinaten)
In termio(4) findet man rund 200 solcher Eigenschaften erläutert; Farbe,
Grafik und Maus fehlen. Der Zusammenhang zwischen den knappen Erklä-
rungen im Referenz-Handbuch und der Beschreibung im Terminal-Handbuch
ist manchmal dunkel und bedarf der Klärung durch das Experiment. Man
geht am besten von der Beschreibung eines ähnlichen Terminals aus, streicht
alles, was man nicht versteht und nimmt Schritt um Schritt eine Eigenschaft
hinzu. Eine falsche Beschreibung macht mehr Ärger als eine unvollständi-
ge. Wenn die Kommandos vi(1) und more(1) oder pg(1) richtig arbeiten,
stimmt wahrscheinlich auch die Terminalbeschreibung.
Die mit einem Editor verfasste Beschreibung wird mit tic(1M) kompi-
liert, anschließend werden die Zugriffsrechte in der terminfo auf 644 ge-
setzt, damit die Menschheit auch etwas davon hat.
2.14.5.3 Platten, Datei-Systeme
Einrichten einer Platte Eine fabrikneue Platte bedarf einiger Vorberei-
tungen, ehe sie zum Schreiben und Lesen von Daten geeignet ist. Bei älteren
Platten für PCs bestand die Vorbereitung aus drei Stufen, bei neueren Plat-
ten kann der Hersteller den ersten Schritt bereits erledigt haben. Falls eine
Platte bereits Daten speichert und neu eingerichtet wird, sind die Daten ver-
loren.
Ein Plattenlaufwerk (disc drive) enthält mindestens eine, höchstens 14
Scheiben (disc) mit jeweils zwei Oberflächen. Der erste Schritt -- Low-Level-
Formatierung genannt -- legt auf den fabrikneuen, magnetisch homogenen
Scheibenoberflächen konzentrische Spuren (track) an und unterteilt diese in
Sektoren (sector). Fehlerhafte Sektoren werden ausgeblendet. Räumlich über-
einanderliegende Spuren auf den Oberflächen der Scheiben (gleicher Radius)
bilden einen Zylinder (cylinder). Dieser Schritt wird heute oft schon vom Her-
steller getan. Die Numerierung der Spuren und Sektoren kann den tatsäch-
lichen Verhältnissen auf den Scheiben entsprechen, aber auch durch eine Ta-
belle in eine logische, beliebig wählbare Numerierung umgesetzt werden. Die
gesamte Anzahl der Sektoren wird durch die Umsetzung nicht größer, sonst
hätte man ein preiswertes Mittel zur Erhöhung der Plattenkapazität.
SCSI-Platten werden mit einem Werkzeug formatiert, das zum Adapter
gehört und vor dem Bootvorgang aufgerufen wird. Die Formatierung ist spe-

Seite 274
zifisch für den Adapterhersteller. Dabei lassen sich weitere Parameter ein-
stellen und die Platten prüfen.
Im zweiten Schritt wird die Platte in Partitionen, bestehend aus zusam-
menhängenden Bereichen von Zylindern, unterteilt und in jeder Partition
ein Datei-System angelegt, unter UNIX mittels mkfs(1M) oder newfs(1M),
unter PC-DOS mittels fdisk und format. Das Datei-System ist vom Be-
triebssystem abhängig. Manche Betriebssysteme kommen mit verschiedenen
Datei-Systemen zurecht, insbesondere ist Linux zu loben. Auf einem Platten-
laufwerk können mehrere Partitionen angelegt werden, eine Partition kann
sich in der Regel nicht über mehrere Plattenlaufwerke erstrecken, es gibt
aber Ausnahmen (spanning, RAID).
Da beim Einrichten lebenswichtige Daten auf die Platte geschrieben wer-
den, soll sie dabei ihre Betriebslage und annähernd ihre Betriebstemperatur
haben. Die Elektronik moderner Platten gleicht zwar vieles aus, aber sicher
ist sicher.
Organisation Auf Platten werden große Datenmengen gespeichert, auf die
oft zugegriffen wird. Eine gute Datenorganisation trägt wesentlich zur Lei-
stung des gesamten Computers bei.
Bei der Erzeugung einer Datei ist die endgültige Größe oft unbekannt. Der
Computer reserviert eine ausreichende Anzahl von Blöcken beispielsweise zu
je 512 Byte. Im Lauf der Zeit wächst oder schrumpft die Datei. Der Rech-
ner muss dann irgendwo im Datei-System weitere, freie Blöcke mit den Fort-
setzungen der Datei belegen bzw. gibt Blöcke frei. Die Dateilandschaft wird
zu einem Flickenteppich, die Dateien sind fragmentiert. Von der Software
her macht die Verwaltung dieser Flicken keine Schwierigkeiten, der Benut-
zer merkt nichts davon. Aber die Schreibleseköpfe des Plattenlaufwerks müs-
sen hin und her springen, um die Daten einer Datei zusammenzulesen. Das
kostet Zeit und erhöht den Verschleiß. Man wird also von Zeit zu Zeit versu-
chen, zusammengehörende Daten wieder auf zusammengehörenden Platten-
bereichen zu vereinen. Ein immer gangbarer Weg ist, die Dateien von einem
Band (wo sie zusammenhängend gespeichert sind) auf die Platte zu kopieren.
Während dieser Zeit ist kein Rechenbetrieb möglich. Für manche Betriebssys-
teme gibt es daher Dienstprogramme, die diese Arbeit während des Betriebes
oder wenigstens ohne den Umweg über ein Band erledigen. In UNIX-Datei-
Systemen werden die Auswirkungen der Fragmentierung durch Pufferung
abgefangen, der Verwalter braucht sich um die Fragmentierung nicht zu sor-
gen.
Mounten eines Datei-Systems Beim Systemstart aktiviert UNIX sein
root-Datei-System. In dieses müssen weitere Datei-Systeme -- gleich ob von
Platte, Diskette oder Band -- eingehängt werden. UNIX arbeitet immer nur
mit einem Datei-System. Das Einhängen wird nach englischem Muster als
mounten bezeichnet. Das kann per Shellskript beim Systemstart erfolgen
oder nachträglich von Hand mittels des Kommandos mount(1M). Die beim
Systemstart zu mountenden Datei-Systeme sind in /etc/fstab(4) aufge-

Seite 275
listet. Mittels des Kommandos mount(1M) erfährt man Näheres über die je-
weils gemounteten Datei-Systeme.
Zum Mounten braucht man Mounting Points im root-Datei-System. Das
sind leere Verzeichnisse, auf die die root-Verzeichnisse der zu mountenden
Datei-Systeme abgebildet werden. Mounten über das Netz funktioniert gut,
es sind jedoch einige Überlegungen zur Sicherheit anzustellen.
Pflege des Datei-Systems Das Datei-System kann durch Stromausfäl-
le und ähnliche Unregelmäßigkeiten fehlerhaft (korrupt) werden und wird
mit Sicherheit nach einiger Zeit überflüssige Daten enthalten. Nahezu volle
Datei-Systeme geben leicht Anlass zu Störungen, die nicht immer auf den ers-
ten Blick ihre Ursache erkennen lassen. Ab 90 % Füllstand wird es kritisch,
weil manche Programme Platz für temporäre Daten benötigen und hängen-
bleiben, wenn er fehlt. Deshalb ist eine Pflege erforderlich.
Den Füllstand der Datei-Systeme ermittelt man mit dem Kommando
df(1M) oder bdf(1M). Zum Erkennen und Beseitigen von Fehlern dient
das Kommando /etc/fsck(1M). Ohne Optionen oder Argumente aufgeru-
fen überprüft es die in der Datei /etc/checklist(4) aufgelisteten Datei-
Systeme und erfragt bei Fehlern die Rettungsmaßnahmen. Da dem durch-
schnittlichen System-Manager kaum etwas anderes übrig bleibt als die Vor-
schläge von fsck(1M) anzunehmen, kann man die zustimmende Antwort
auch gleich als Option mitgeben und fsck -y eintippen. Eine Reparatur
von Hand kann zwar im Prinzip mehr Daten retten als die Reparatur durch
fsck(1M), setzt aber eine gründliche Kenntnis des Datei-Systems und der
Plattenorganisation voraus. Meistens vergrößert man den Schaden noch. Bei
der Anwendung von fsck(1M) soll das System in Ruhe, das heißt im Single
User Modus sein. In der Regel führt man die Prüfung vor einem größeren
Backup und beim Booten durch.
Das Aufspüren überflüssiger Dateien erfordert eine regelmäßige, wenigs-
tens wöchentliche Beobachtung, wobei der cron(1M) hilft. Dateien mit Na-
men wie core(4) oder a.out(4) werden üblicherweise nicht für eine länge-
re Zeit benötigt und sollten automatisch gelöscht werden (als root von cron
aufrufen lassen):
find /homes \( -name core -o -name a.out \)
-exec /usr/bin/rm {} \;
Will man Dateien oder Verzeichnisse, die ihre Besitzer entgegen den Sicher-
heitsrichtlinien world-writable angelegt haben, automatisch auf die Zugriffs-
rechte 700 setzen, so erledigt das ein Shellskript mit folgenden Zeilen:
find /mnt \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -fsonly hfs -type d -exec /usr/bin/chmod 700 {} \;
find /mnt \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -fsonly hfs -type f -exec /usr/bin/chmod 700 {} \;
Von dem Verzeichnis /mnt an abwärts werden Verzeichnisse (-type d) oder
Dateien (-type f) mit den Zugriffsrechten 0007, 0003 oder 0002 gesucht, und
zwar nur in hfs-Datei-Systemen (fsonly hfs). Bei den Zugrifsrechten bedeutet
0 beliebig, es zählen nur die Bits für den Rest der Welt. Wird eine Datei oder

Seite 276
ein Verzeichnis entdeckt, so werden sein Pfad in die geschweiften Klammern
eingefügt und das Kommando chmod 700 ; ausgeführt, das heißt die Zugriffs-
rechte geändert. Da die runden Klammern und das Semikolon für die Shell
eine Bedeutung haben, sind sie zu quoten.
Dateien, auf die seit einem Monat nicht zugegriffen wurde, gehören nicht
auf die kostbare Platte; mit:
find /homes -atime +32 -print
aufspüren und die Benutzer bitten, sich ein anderes Medium zu suchen.
Dateien oder Verzeichnisse, die von aller Welt beschrieben werden dürfen,
sind verdächtig. Meist sind diese laschen Zugriffsrechte aus Versehen oder
Bequemlichkeit gesetzt. Mit den Kommandos:
find /homes \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -type f -print
find /homes \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -type d -print
find /homes \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -type f -exec /usr/bin/chmod 750 {} \;
find /homes \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -type d -exec /usr/bin/chmod 750 {} \;
kann man sie sich auflisten lassen oder gleich auf harmlosere Rechte setzen
lassen. Die Optionen -type f oder -type d beschränken die Suche auf Dateien
oder Verzeichnisse (directories).
Es kommt auch vor, dass Benutzer verschwinden, ohne sich beim System-
Manager abzumelden. Dies lässt sich mittels last(1) oder des Accounting
Systems feststellen.
Schließlich sollte man die Größe aller Dateien und Verzeichnisse überwa-
chen. Einige Protokolldateien des Systems wachsen unbegrenzt und müssen
von Zeit zu Zeit von Hand bereinigt werden. Auch sind sich manche Benutzer
der Knappheit des Massenspeichers nicht bewußt. Mit
find -size +n -print
lassen sich alle Dateien ermitteln, deren Größe über n Blöcken liegt, mit fol-
gendem Skript die Größe aller Home-Verzeichnisse, sortiert nach der Anzahl
der Blöcke:
# Script Uebersicht Home-Directories
print 'Home-Directories, Groesse in Bloecken\n'
{
cd /mnt
for dir in 'ls .'
do
du -s $dir
done
} | sort -nr
print '\nEnde, ' 'date'

Seite 277
Quelle 2.44 : Shellskript zur Ermittlung der Größe aller Home-Verzeichnisse
Mittels du(1) kann man auch in dem Skript /etc/profile, das für je-
den Benutzer beim Anmelden aufgerufen wird, eine Ermittlung und Begren-
zung der Größe des Home-Verzeichnisses erzielen. Auf neueren Systemen
findet man auch einen fertigen Quoten-Mechanismus, siehe quota(1) und
quota(5).
2.14.5.4 Drucker
Vorneweg: Drucken in einem heterogenen Netz ist das Härteste. Und die Be-
nutzer ahnen nichts von den Schwierigkeiten (Bei mir zu Hause funktioniert
das doch prima ...). Neben den lokalen man-Seiten ist das Linux-Drucker-
HOWTO (deutsch oder englisch) ein guter Einstieg. Drucker können auf zwei
Arten angeschlossen sein:
? an die serielle oder parallele Schnittstelle eines Computers oder Printer-
Servers,
? mit einem eigenen Adapter (Ethernet-Karte) unmittelbar ans Netz.
Ein Printer-Server ist ein kleiner, spezialisierter Computer, auf dem nur das
Druckprogramm läuft. Man kann auch einen ausgedienten PC dafür neh-
men. Im ersten Fall ist zwischen lokalen Druckern und Druckern an einem
fernen Computer oder Printer-Server im Netz zu unterscheiden. Im zweiten
Fall stellen die Drucker einen Host im Netz mit eigener IP-Adresse und eige-
nem Namen dar. Die erste Lösung hat den Vorteil, dass man auf dem zuge-
hörigen Computer beliebig in den Datenstrom zum Drucker eingreifen kann
(bei Printer-Servern eingeschränkt), die zweite den Vorteil der höheren Über-
tragungsgeschwindigkeit, im Ethernet 10 oder 100 Mbit/s. Mit Netzdruckern
kann man sich per Telnet unterhalten, sie sind vergleichsweise intelligent.
Beginnen wir mit dem an eine Schnittstelle des eigenen Computers an-
geschlossenen lokalen Drucker. Er weiß zwangsläufig nichts vom Netz und
braucht ein Gerätefile /dev/lp oder ähnlich. Bei der Einrichtung des Geräte-
files sind Portadresse, Interrupt, Geschwindigkeit usw. zu konfigurieren; das
muss man unter Kommandos wie mknod(1m), stty(1) oder insmod(1m)
nachlesen. Läuft die Schnittstelle einwandfrei, sollte der System-Manager
mit
cat textfile > /dev/lp
ein kurzes, einfaches Textfile ausdrucken können. So darf es jedoch nicht blei-
ben, da sich verschiedene Druckaufträge in die Quere kommen würden. Wir
brauchen einen Spooler, der die Druckaufträge in eine Warteschlange ein-
reiht.
Außer firmenspezifischen Spoolsystemen gibt es drei verbreitete Spooler
in der UNIX-Welt:
? das BSD-System, verwendet von Sun, DEC und Linux, Druckkommando
lpr(1), Spooler lpd(1M),

Seite 278
? das System-V-System, verwendet von Sun, Siemens, HP und SGI,
Druckkommando lp(1), Spooler lpsched(1m),
? das jüngere LPRng-System, verwendet von einigen Linux-
Distributionen, Druckkommando lpr(1), Spooler lpd(1m).
Die drei Spooler unterscheiden sich in ihrer Struktur, ihren Kommandos und
ihrem Funktionsumfang. Alle drei erlauben es, über das Netz Drucker an
fremden Hosts anzusprechen.
Laserdrucker, die selbst im Netz sind und daher eine eigene IP-Adresse
haben, können über das HP Distributed Print System HPDPS verwaltet wer-
den. Dieses setzt Grundfunktionen des Distributed Computing Environment
DCE voraus und erübrigt ein Spoolsystem obiger Art. Das System trägt auch
den Namen Palladium und ist im Verzeichnis /opt/pd angesiedelt, Druck-
kommando pdpr(1).
Die Drucksysteme bestehen aus Hard- und Software mit folgendem Auf-
bau (beginnend mit der Hardware):
? Physikalische (in Hardware vorhandene) Drucker,
? Filter (Programme, Skripts), durch die die Druckaufträge laufen,
? Warteschlangen für Druckaufträge,
? logische (für den Benutzer scheinbar vorhandene) Drucker,
? Software zur Administration (lpd, Spooler, Supervisor usw.), gegebenen-
falls getrennt für Hard- und Software.
Zu einer Warteschlange gehört ein physikalischer Drucker oder eine Grup-
pe von solchen. Umgekehrt dürfen niemals zwei Warteschlangen gleichzeitig
über einen physikalischen Drucker herfallen, das gibt ein Durcheinander. Ei-
ner Warteschlange können mehrere logische Drucker zugeordnet sein, mit
unterschiedlichen logischen Eigenschaften wie Zugriffsrechte oder Prioritä-
ten. Der Zweck dieses Rangierbahnhofs ist die Erhöhung der Flexiblität,
sein Preis, dass man bald einen in Vollzeit beschäftigten Drucker-Verwalter
braucht.
Die verschiedenen Einstellungen eines Druckers (Zeichensatz, Verhalten
beim Zeilenwechsel, Schnittstelle usw.) werden entweder durch kleine Schal-
ter (Mäuseklaviere) oder durch Tasteneingaben am Drucker vorgenommen.
Zusätzlich können sie vom Computer aus per Software verändert werden. Die
Einstellungsmöglichkeiten hängen vom Druckertyp ab, hier nur die wichtigs-
ten:
? Zeichensatz (US, German ...)
? Befehlssatz (ESC/P, IBM, PCL)
? Seitenlänge (11 Zoll, 12 Zoll)
? Umsetzung von Carriage Return und Line Feed
? Sprung über die Seitenperforation
? Zeichen/Zoll, Linien/Zoll

Seite 279
? Druckqualität (Draft = Entwurf, NLQ, LQ)
? Puffergröße, falls Puffer eingebaut
? Auswahl der Schnittstelle (parallel, seriell, Netz)
? Parameter einer etwaigen seriellen Schnittstelle
? gegebenenfalls Netzprotokoll (TCP/IP, Appletalk ...)
? gegebenenfalls Druckersprache (PCL, Epson, PostScript ...)
Da einige Werte auch im Betriebssystem oder im Druckprogramm eingestellt
oder sogar ins Dokument geschrieben werden, hilft nur, sich sorgfältig zu mer-
ken, was man wo festlegt. Am besten geht man vom Dokument zum Drucker
und ändert jeweils immer nur eine Einstellung. Die Anzahl der Kombinatio-
nen strebt gegen unendlich.
2.14.6 Einrichten von Dämonen
Dämonen sind Prozesse, die im System ständig laufen oder periodisch aufge-
rufen werden und nicht an ein Kontrollterminal gebunden sind. In der Liste
der Prozesse erscheint daher bei der Angabe des Terminals ein Fragezeichen.
Die meisten werden beim Systemstart ins Leben gerufen und haben infolge-
dessen niedrige Prozess-IDs.
Einige Dämonen werden von der Bootprozedur gestartet, einige von
init(1M) aufgrund von Eintragungen in der inittab(4) und einige durch
einen Aufruf im Shellskript /etc/rc samt Unterskripts oder in .profile.
Die Shellskripts kann der System-Manager editieren und so über die Bevöl-
kerung seines Systems mit Dämonen entscheiden. Der Anschluss ans Netz
bringt eine größere Anzahl von Dämonen mit sich.
In unserem System walten nach der Auskunft von ps -e folgende Dämo-
nen, geordnet nach ihrer PID:
? swapper mit der PID 0 (keine Vorfahren) besorgt den Datenverkehr zwi-
schen Arbeitsspeicher und Platte.
? init(1M) mit der PID 1 ist der Urahne aller Benutzer-Prozesse und
arbeitet die inittab(4) ab.
? pagedaemon beobachtet den Pegel im Arbeitsspeicher und lagert bei
Überschwemmungsgefahr Prozesse auf die Platte aus.
? statdaemon gehört zu den ersten Dämonen auf dem System, weshalb
wir vermuten, dass er etwas mit dem Datei-System zu tun hat.
? syncer(1M) ruft periodisch -- in der Regel alle 30 Sekunden -- den Sys-
temaufruf sync(2) auf und bringt das Datei-System auf den neuesten
Stand.
? lpsched(1M) ist der Line Printer Spooler und verwaltet die Drucker-
und Plotter-Warteschlangen.
? rlbdaemon(1M) gehört in die LAN/9000-Familie und wird für Remote
Loopback Diagnostics mittels rlb(1M) benötigt.

Seite 280
? sockregd dient der Network Interprocess Communication.
? syslogd(1M) schreibt Mitteilungen des Systemkerns auf die Konsole,
in bestimmte Dateien oder zu einer anderen Maschine.
? rwhod(1M) beantwortet Anfragen der Kommandos rwho(1) und
ruptime(1).
? inetd(1M) ist der ARPA-Oberdämon, der an dem Tor zum Netz wacht
und eine Schar von Unterdämonen wie ftpd(1M) befehligt, siehe
/etc/inetd.conf und /etc/services(4).
? sendmail(1M) ist der Simple Mail Transfer Protocol Dämon -- auch aus
der ARPA-Familie -- und Voraussetzung für Email im Netz.
? portmap(1M), nfsd(1M), biod(1M) usw. sind die Dämonen, die das
Network File System betreiben, sodass Datei-Systeme über das Netz ge-
mountet werden können (in beiden Richtungen).
? cron(1M) ist der Dämon mit der Armbanduhr, der pünktlich die Aufträ-
ge aus der crontab und die mit at(1) versehenen Programmaufrufe
erledigt.
? ptydaemon stellt Pseudo-Terminals für Prozesse bereit.
? delog(1M) ist der Diagnostic Event Logger für das I/O-Subsystem.
Wenn Sie dies lesen, sind es vermutlich schon wieder ein paar mehr ge-
worden. Die Netzdienste und das X Window System bringen ganze Scharen
von Dämonen mit. Unser jüngster Zugang ist der Festplatten-Bestell-Dämon
fbd(1M), der automatisch bei unserem Lieferanten eine weitere Festplat-
te per Email bestellt, wenn das Kommando df(1) anzeigt, dass eine Platte
überzulaufen droht.
2.14.7 Überwachung, Systemprotokolle, Accounting System
In einem Netz, in dem zahlreiche Benutzer vom Funktionieren zentraler
Maschinen (Server) abhängen, ist es zweckmäßig, diese halbautomatisch zu
überwachen. Wir rufen auf jedem Server per cron(1M) frühmorgens ein Shell-
skript auf, das uns wichtige Systemdaten per Email übermittelt.
# Shellscript watch zur Ueberwachung von Servern
# /usr/local/bin/gestern erforderlich
# fuer HP-Maschinen, ksh:
MAILLOG=/var/adm/syslog/mail.log
FTPLOG=/var/adm/syslog/*syslog.log
ECHO="echo"
NOLF="\c"
PS="ps -e"
SORT="sort -bnr +2 -3"
AWK="awk"
DF="bdf -t hfs"
FST="fsonly hfs"

Seite 281
USER="/usr/sbin/pwck"
GROUP="/usr/sbin/grpck"
# fuer Linux-Maschinen, bash:
# MAILLOG=/var/log/maillog*
# FTPLOG=/var/log/xferlog*
# ECHO="echo -n"
# NOLF=""
# PS="ps -ax"
# SORT="sort -bnr +3 -4"
# AWK="gawk"
# DF="df -t ext2"
# FST="fstype ext2"
# USER="/usr/sbin/pwck -r"
# GROUP="/usr/sbin/grpck -r"
# Anzahl der legalen suid/gid-Files (anzupassen)
SUID=235
# Liste der Daemonen
LISTE="sendmail inetd sshd lpd"
echo
echo 'hostname' 'date'
# Mail
echo
$ECHO "Mail: $NOLF"
fgrep "'/usr/local/bin/gestern'" $MAILLOG | wc -l
$ECHO "Mail from: $NOLF"
grep -F "'/usr/local/bin/gestern'" $MAILLOG | grep -F ' from=' | wc -l
$ECHO "Mail to: $NOLF"
grep -F "'/usr/local/bin/gestern'" $MAILLOG | grep -F ' to=' | wc -l
# FTP
echo
$ECHO "FTP: $NOLF"
fgrep "'/usr/local/bin/gestern'" $FTPLOG | fgrep ftpd | wc -l
$ECHO "AFTP: $NOLF"
fgrep "'/usr/local/bin/gestern'" $FTPLOG | fgrep ANON | wc -l
$ECHO "AFTP-retrieve: $NOLF"
fgrep "'/usr/local/bin/gestern'" $FTPLOG | fgrep ANON | fgrep retri | wc -l
$ECHO "AFTP-store (0): $NOLF"
fgrep "'/usr/local/bin/gestern'" $FTPLOG | fgrep ANON | fgrep store | wc -l
# Daemonen
echo
echo 'Daemonen:'

Seite 282
for DAEMON in $LISTE
do
X='$PS | fgrep $DAEMON | fgrep -v fgrep'
if test -n "$X"
then
echo "$DAEMON ok"
else
echo "$DAEMON NICHT OK"
fi
done
# Zombies
echo
echo 'Zombies (0):'
$PS | fgrep zombie | fgrep -v fgrep
# CPU-Zeit
echo
echo CPU-Zeit:
$PS | sed 's/://g' | $SORT | head -4
# Filesysteme
echo
echo 'Filesysteme (max. 90%):'
$DF | $AWK '{printf("%-16s %4s\n", $6, $5)}'
# SUID-Files etc.
if test 'date +%a' = "Mon"
then
echo
$ECHO "SUID/SGID-Files ($SUID): $NOLF"
find / \( -perm -4000 -o -perm -2000 \) -$FST -type f -print | wc -l
find /mnt2 \( -perm -4000 -o -perm -2000 \) -$FST -type f -print
echo
echo 'World-writable Files (0): '
find /mnt2 \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -$FST -type f -print
echo
echo 'World-writable Verzeichnisse (0): '
find /mnt2 \( -perm -0007 -o -perm -0003 -o -perm -0002 \) -$FST -type d -print
fi
# Benutzer
echo

Seite 283
echo 'Benutzercheck: '
$USER
$GROUP
echo
echo watch beendet 'date'
Quelle 2.45 : Shellskript zum Überwachen von Servern
Die Auswertung der Daten haben wir nicht automatisiert, ein System-
Manager sollte seine Maschinen ein bisschen kennen und von Hand pflegen,
insbesondere regelmäßig die Protokolldateien (*.log) lesen. Da das Skript so-
wohl auf HP-UX-Maschinen wie auf Linux-Maschinen eingesetzt wird, die
sich in Kleinigkeiten unterscheiden, finden sich in den ersten Zeilen eini-
ge Variable, die entsprechend auszukommentieren sind. Zu Beginn wird der
Email-Verkehr des vorherigen Tages dargestellt, dann das FTP-Aufkommen.
Nach den wichtigsten Dämonen folgen Zombies, die nicht auftreten sollten,
und die vier CPU-Zeit-intensivsten Prozesse. Die lokalen Datei-Systeme dro-
hen oft überzulaufen, daher werden auch sie überwacht. Schließlich sind ei-
nige Dateien und Verzeichnisse mit bestimmten Zugriffsrechten verdächtig.
Da das find-Kommando erheblich auf den Platten herumschrappt, wird die-
ser Teil des Überwachung nur montags durchgeführt. Zuletzt werden noch
die Dateien mit den Benutzern und ihren Gruppen geprüft. Es sollte leicht
fallen, das Skript zu ändern.
Die meisten cron-Jobs dienen administrativen Zwecken und laufen daher
in der ruhigen Zeit zwischen drei und sieben Uhr morgens. Es empfiehlt sich,
Zeitfenster nach einem Muster folgender Art vorzugeben, damit sich die Jobs
nicht ins Gehege kommen:
? 02.00 bis 02.55 benutzereigene cron-Jobs
? 03.00 bis 03.55 Netzadministration
? 04.00 bis 04.55 Serveradministration
? 05.00 bis 05.55 Administration der Arbeitsplatzrechner
? 06.00 bis 06.55 benutzereigene cron-Jobs
Manche cron-Jobs hängen voneinander ab; obige Reihenfolge funktioniert fast
immer. Die Stunden fallen in das Minimum der Belastung unseres WWW-
Servers; das Minimum dürfte bei anderen Maschinen ähnlich liegen.
Das Kommando ping(1M), das von jedem Benutzer aufgerufen werden
kann, schickt an den Empfänger einen ICMP Echo Request, also eine Auffor-
derung, mit einem ICMP Echo Response zu antworten. Wie die Datenpakete
aussehen, interessiert uns nicht. Kommt keine Antwort, ist etwas faul. Bei
einer Störungssuche geht das erste ping(1M) immer an die eigene Adresse
(127.0.0.1 oder localhost):
ping 127.0.0.1

Seite 284
Das Kommando wird mit control-c abgebrochen. Dann kann man die IP-
Adresse eines nahen Knotens ausprobieren, anschließend dessen Namen usw.
Auf diese Weise versucht man, die Störung zu finden.
Ein Protokoll ist im Zusammenhang dieses Abschnittes eine Datei, in wel-
ches Prozesse -- oft Dämonen -- Informationen über ihre Tätigkeit schreiben.
Das brauchen nicht immer Fehlermeldungen zu sein, auch ganz normale Ab-
läufe werden protokolliert.
Es gibt einen zentralen Mechanismus zum Protokollieren, den sys-
logd(1M), aber jedem Programm steht es frei, ein eigenes Protokoll zu füh-
ren. Der syslogd(1M) wird beim Systemstart ziemlich früh gestartet. Seine
Konfiguration steht in /etc/syslog.conf:
mail.debug /var/adm/syslog/mail.log
local0.info /var/adm/syslog/pop.log
*.info;mail,local0.none /var/adm/syslog/syslog.log
*.alert /dev/console
*.alert root
*.emerg *
Zum Verständnis lese man die man-Seiten zu logger(1), syslogd(1M) und sys-
log(3). Jede Zeile besteht aus einem Selektor und einer Aktion, getrennt durch
mindestens einen TAB. Ein Selektor besteht aus einem Paar Facility.Level.
Mehrere Selektoren dürfen durch Komma getrennt aneinandergereiht wer-
den. Eine Facility ist eine vorgegebene Bezeichnung für ein Subsystem wie
kern, mail oder local0. Der Stern bedeutet alle. Nach dem Punkt folgt eine
vorgegebene Dringlichkeit (level) wie info, alert oder emerg. Zu einem Se-
lektor gehörende Meldungen gehen gemäß der angegebenen Aktion auf die
Systemkonsole, die Systemkonsole eines anderen Hosts im Netz, das Termi-
nal ausgewählter Benutzer oder in ein Protokollfile. In obigem Beispiel gehen
Meldungen des mail-Subsystems der Dringlichkeit debug in das Protokollfile
/var/adm/syslog/mail.log, Meldungen des pop-Dämons, der die Facility local0
verwendet, in das Protokollfile pop.log im selben Verzeichnis, alle Meldungen
der Dringlichkeit info mit Ausnahme der Meldungen der Subsysteme mail
oder local0 in das Protokollfile syslog.log. Alle Meldungen der Dringlichkeit
emerg gehen an alle möglichen Empfänger.
Benutzer veranlassen mittels einer Kommandozeile oder einer Zeile in ei-
nem Shellskript wie:
logger Alex hat Durst.
einen Eintrag in eine Protokolldatei. Das Kommando kennt Optionen. Pro-
grammierer verwenden die C-Standardfunktion syslog(3). Bei Missbrauch
verärgert man seinen Systemverwalter, der die Protokolldateien auswertet.
Das Accounting System ist die Buchhaltung des Systems, der Buch-
halter ist der Benutzer adm, oft aber nicht notwendig derselbe Mensch
wie root. Die zugehörigen Prozesse werden durch das Kommando
/usr/lib/acct/startup(1M), zu finden unter acctsh(1M), in der Datei
/etc/rc in Gang gesetzt. Das Gegenstück /usr/lib/acct/shutacct(1M)

Seite 285
ist Teil des Shellskripts shutdown(1M). Das Accounting System erfüllt drei
Aufgaben:
? Es liefert eine Statistik, deren Auswertung die Leistung des Systems
verbessert.
? Es ermöglicht das Aufspüren von Bösewichtern, die die Anlage miss-
brauchen.
? Es erstellt Abrechnungen bei Anlagen, die gegen Entgelt rechnen.
Zu diesem Zweck werden bei der Beendigung eines jeden Prozesses die zu-
gehörigen statistischen Daten wie Zeitpunkt von Start und Ende, Besitzer,
CPU- und Plattennutzung usw. in eine Datei geschrieben, siehe acct(4).
Das ist eine Unmenge von Daten, die man sich selten unmittelbar ansieht.
Zu dem Accounting System gehören daher Werkzeuge, die diese Daten aus-
werten und komprimieren, siehe acct(1M). Man kann sich dann eine täg-
liche, wöchentliche oder monatliche Übersicht, geordnet nach verschiedenen
Kriterien, ausgeben lassen. Für das Gröbste nehmen wir den cron(1M); die
crontab-Datei des Benutzers adm sieht so aus:
30 23 * * 0-6 /usr/lib/acct/runacct 2>
/usr/adm/acct/nite/fd2log &
10 01 * * 0,3 /usr/lib/acct/dodisk
20 * * * * /usr/lib/ckpacct
30 01 1 * * /usr/lib/acct/monacct
45 23 * * * /usr/lib/acct/acctcom -l tty2p4 | mail root
Die Datei wird mit dem Kommando crontab(1) kompiliert. Im einzelnen
bewirken die Zeilen
? runacct(1M) ist ein Shellskript, das täglich ausgeführt wird und den
Tagesverlauf in verschiedenen Dateien zusammenfasst.
? dodisk(1M), beschrieben unter acctsh(1M), ermittelt die Plattenbele-
gung zu den angegebenen Zeitpunkten (sonntags, mittwochs), um Aus-
gangsdaten für die mittlere Belegung bei der Monatsabrechnung zu ha-
ben.
? ckpacct(1M), beschrieben unter acctsh(1M), überprüft stündlich die
Größe des Protokollfiles /usr/adm/pacct, in das jeder Prozess einge-
tragen wird, und ergreift bei Überschreiten einer Grenze geeignete Vor-
kehrungen.
? monacct(1M), beschrieben unter acctsh(1M), stellt die Monatsab-
rechnung in einer Datei /usr/adm/acct/fiscal/fiscrpt zusam-
men, das gelesen oder gedruckt werden kann.
? acctcom(1M) protokolliert die Prozesse des Terminals /dev/tty2p4,
wohinter sich unser Modem verbirgt. Eine Sicherheitsmaßnahme.
Weiteres kann man im Referenz-Handbuch und vor allem im System Admi-
nistrator's Manual nachlesen. Nicht mehr aufzeichnen, als man auch auswer-
tet, Altpapier gibt es schon genug.

Seite 286
2.14.8 Weitere Pflichten
2.14.8.1 Softwarepflege
Zu den Pflichten der System-Manager gehören weiterhin die Beschaffung
und Pflege der Handbücher auf Papier oder als CD-ROM, das Herausde-
stillieren von benutzerfreundlichen Kurzfassungen (Quick Guides, Referen-
ce Cards), das Schreiben oder Herbeischaffen (GNU!) von Werkzeugen in
/usr/local/bin oder /opt, Konvertierungen aller denkbaren Datenforma-
te ineinander, das Beobachten der technischen Entwicklung und des Mark-
tes, der Kontakt zum Hersteller der Anlage, das Einrichten von Software wie
Webservern, Datenbanken oder LaTeX usw. sowie das Beraten, Ermahnen
und Trösten der Benutzer.
2.14.8.2 Konfiguration des Systems
Ein System wird mit einer durchschnittlichen Konfiguration in Betrieb ge-
nommen. Es kann sich im Lauf der Zeit herausstellen, dass die Aufgaben
grundsätzlich oder zu gewissen Zeiten mit einer angepassten Konfiguration
-- unter Umständen nach einer Ergänzung der Hard- oder Software -- schnel-
ler zu bewältigen sind. Beispielsweise überwiegt tags der Dialog mit vielen
kurzen Prozessoranforderungen, nachts der Batch-Betrieb mit recheninten-
siven Prozessen. Die Auslastung der Maschine zeigt das Werkzeug top(1)
(CPU, Speicher, Prozesse) oder ein eigenes Programm unter Verwendung des
Systemaufrufs pstat(2) an.
Im Lauf der Jahrzehnte habe ich einige Programme oder Systeme konfigu-
riert. Am liebsten sind mir Vorlagen (Template) in Form von Textfiles mit viel
Kommentar, die mit einem Editor bearbeitet werden. Grafische Front-Ends
sind mir immer verdächtig, und wehe, sie funktionieren nicht richtig. Es ist
auch nicht hilfreich, wenn man -- wie in der Linux-Welt häufig -- für diesselbe
Aufgabe verschiedene grafische Front-Ends zur Auswahl hat. Konfigurations-
aufgaben, an denen mehrere voneinander abhängige Dateien beteiligt sind,
lassen sich allerdings ohne Front-End kaum noch bewältigen, und wenn es
ein Shellskript ist.
2.14.8.3 Störungen und Fehler
Alles Leben ist Problemlösen, schrieb 1991 der aus Wien stammende Philo-
soph Sir Karl Raimund Popper. Durch die Computer und deren Vernetzung
sind die Probleme in diesem Leben nicht weniger geworden. Das Beheben
von Störungen und Beseitigen von Fehlern ist das tägliche Brot eines System-
Managers. Ein so komplexes Gebilde wie ein heterogenes Netz, das ständig im
Wandel begriffen ist, erfordert (noch) die dauernde Betreuung durch hochin-
telligente Lebensformen, die mit unvorhergesehenen Situationen fertig wer-
den. Wir können nur einige allgemeine Hinweise geben, die für Hard- und
Software gleichermaßen gelten, zum Teil auch für Autopannen:
? Die beobachteten Fehler aufschreiben und dabei keine Annahmen, Ver-

Seite 287
mutungen oder Hypothesen über Ursachen oder Zusammenhänge tref-
fen.
? Dann per Logik zunächst die Menge der möglichen Ursachen einengen
(Hypothesen aufstellen), anschließend die Fehler untersuchen, die mit
wenig Aufwand getestet werden können, schließlich die Fehler abche-
cken, die häufig vorkommen. Dieses Vorgehen minimiert im Mittel den
Aufwand, kann im Einzelfall jedoch falsch sein.
? Oft gibt es nicht nur eine Erklärung für einen Fehler. Über der nächst-
liegenden nicht die anderen vergessen. Das kann man aus Kriminalro-
manen lernen.
? Die Hardware oder das Programm auf ein Minimum reduzieren, zum
Laufen bringen und dann eine Komponente nach der anderen hinzufü-
gen.
? Immer nur eine Änderung vornehmen und dann testen, niemals mehre-
re zugleich.
? Fehler machen sich nicht immer dort bemerkbar, wo die Ursache liegt,
sondern oft an anderer Stelle bzw. später.
? Gleichzeitigkeit begründet keinen Kausalzusammenhang.
? Fehlermeldungen sind entweder nichtssagend
Fussnote: Besonders schätzen wir als System-Manager die
Meldung Fragen Sie Ihren System-Manager. Ende Fussnote
oder irreführend, von ein paar Ausnahmen abgesehen. Also nicht
wörtlich nehmen, ebensowenig wie die Aufforderung, die CD in das
Disketten-Laufwerk zu schieben.
? Viel lesen, auch die Protokollfiles im System. Manchmal findet sich ein
Hinweis in einer Datei oder unter einer Überschrift, die dem Anschein
nach nichts mit dem Fehler zu tun hat. Insbesondere der RFC 2321: RI-
TA The Reliable Internetwork Troubleshooting Agent enthält wertvolle
Hinweise.
? Nachdem man gelesen hat, darf man auch fragen. Vielleicht hat ein Lei-
densgenosse aus dem wirklichen oder virtuellen Leben schon mit dem
gleichen Fehler gerungen.
? Mit einem Freund oder Kollegen das Problem diskutieren
Fussnote: Wenn Du etwas wissen willst und es durch Meditati-
on nicht finden kannst, so rate ich dir, mein lieber, sinnreicher
Freund, mit dem nächsten Bekannten, der dir aufstößt, dar-
über zu sprechen. Heinrich von Kleist, Über die allmähliche
Verfertigung der Gedanken beim Reden. Ende Fussnote
Besonders übel sind Fehler, die auf eine Kombination von Ursachen zurück-
gehen, sowie solche, die nur gelegentlich auftreten.

Seite 288
Handbücher sind -- vor allem wenn sie einen guten Index haben -- ei-
ne Hilfe. Die erste Hürde ist jedoch, das richtige Stichwort zu finden. Man-
che Hersteller haben eine eigene Ausdrucksweise. Ein Server ist andernorts
das, was in UNIX ein Dämon ist, und eine Bezugszahl ist das, was ein C-
Programmierer als Flag bezeichnet. Hat man sich das Vokabular erst einmal
angeeignet, wird einiges leichter. Manche Aufgaben erscheinen nur so lan-
ge schwierig, bis man sie zum ersten Mal gelöst hat. Das Einrichten unserer
ersten Mailing-Liste hat einen Tag beansprucht, die folgenden liefen nach je-
weils einer Stunde. Also nicht am eigenen Verstand zweifeln und aufgeben,
sondern weiterbohren. Der Gerechtigkeit halber muss gesagt werden, dass
das Schreiben von verständlichen Handbüchern ebenfalls keine einfache Auf-
gabe ist. Ehe man zur Flasche oder zum Strick greift, kann man auch die
Netnews befragen oder in Mailing-Listen sein Leid klagen.
Ein kleiner Tip noch. Wenn wir uns in ein neues Gebiet einarbeiten, legen
wir ein Sudelheft, eine Kladde an, in das wir unsere Erleuchtungen und Er-
fahrungen formlos eintragen. Auch was nicht funktioniert hat, kommt hinein.
Das Heft unterstützt das Gedächtnis und hilft dem Kollegen.
2.14.9 Begriffe Systemverwaltung
Folgende Begriffe sollten klarer geworden sein:
? Backup
? Benutzer, System-Manager, System-Entwickler
? Benutzerkonto (Account), Benutzername, Passwort
? Betriebssicherheit, Datensicherheit
? Prokolldateien (log-Dateien)
? Superuser (root)
Folgende Kommandos sollten beherrscht werden:
? du, df oder bdf
? stty
? crontab
? find
? ping
? rpm (auf Red-Hat- oder Mandrake-Distributionen)
? shutdown
2.14.10 Memo Systemverwaltung
? Ein UNIX-System darf nicht einfach ausgeschaltet werden, sondern
muss vorher mittels shutdown(1M) heruntergefahren werden.

Seite 289
? Ein Benutzer muss in /etc/passwd(4) und /etc/group(4) eingetra-
gen werden und sich ein nicht zu einfaches Passwort wählen. Er braucht
ferner ein Home-Verzeichnis, in der Regel mit den Zugriffsrechten 700.
? Die Verwaltung logischer und physikalischer Geräte in heterogenen
Netzen ist ein ständiger Elchtest für die Administratoren.
? Man unterscheidet Betriebssicherheit (Verfügbarkeit) und Datensicher-
heit (Datenintegrität).
? Datenschutz ist der Schutz auf individuelle Personen bezogener Daten
vor Missbrauch, per Gesetz geregelt.
? Viren im weiteren Sinne (malicious software, malware) sind uner-
wünschte Programme oder Programmteile, die absichtlich Schaden an-
richten. Unter UNIX selten, aber nicht unmöglich.
? Das Ziehen von Backup-Kopien ist lästig, ihr Besitz aber ungemein be-
ruhigend. Anfangs unbedingt prüfen, ob auch das Zurückspielen klappt.
2.14.11 Übung Systemverwaltung
Viele Tätigkeiten in der Systemverwaltung setzen aus gutem Grund die Rech-
te eines Superusers voraus. Auf diese verzichten wir hier. Vielleicht dürfen
Sie Ihrem System-Manager einmal bei seiner verantwortungsvollen Tätigkeit
helfen. Wir schauen uns ein bisschen im Datei-System um:
cd (ins Home-Verzeichnis wechseln)
du (Plattenbelegung)
df (dito, nur anders)
bdf (dito, noch anders)
find . -atime +30 -print
(suche Ladenhüter)
find . -size +100 -print
(suche Speicherfresser)
Dann sehen wir uns die Datei /etc/passwd(4) an:
pwget (Benutzereinträge, HP-UX)
grget (Gruppeneinträge, HP-UX)
less /etc/passwd (Benutzereinträge, Linux)
less /etc/group (Gruppeneinträge, Linux)
und schließlich versuchen wir, die Konfiguration unserer Terminalschnittstel-
le zu verstehen:
stty -a (in Sektion 1 nachlesen)

Seite 290
Mit diesem Kommando lassen sich die Einstellungen auch ändern, aber Vor-
sicht, das hat mit dem Roulettespiel einiges gemeinsam. Die Kommandos
tset(1) oder reset(1) -- sofern sie noch eingegeben werden können -- set-
zen die Schnittstelle auf vernünftige Werte zurück.
Es wäre auch kein Fehler, wenn Sie mit Unterstützung durch Ihren
System-Manager ein Backup Ihres Home-Verzeichnisses ziehen und wieder
einspielen würden. Mit einem ausgetesteten Backup schläft sich's ruhiger.
2.14.12 Fragen zur Systemverwaltung
? Warum soll man ein UNIX-System nicht einfach ausschalten?
? Was gehört zu einem Benutzer-Account?
? Wie soll ein Passwort aussehen oder nicht aussehen?
? Was bedeuten Betriebssicherheit, Datensicherheit, Datenschutz?
? Was ist ein Backup? Welche Möglichkeiten gibt es, auch für den Normal-
benutzer?
2.15 Exkurs über Informationen
Die im Text verstreuten Exkurse -- Abschweifungen vom Thema UNIX, C
und Internet -- braucht man nicht sogleich zu lesen. Sie gehören zum All-
gemeinwissen in der Informatik und runden das Spezialwissen über UNIX
und C/C++ ab.
Im Abschnitt 1.1 Was macht ein Computer? auf Seite 16 sprachen wir von
Informationen, Nachrichten oder Daten. Es gibt noch mehr Begriffe in diesem
Wortfeld:
? Signal,
? Datum, Plural: Daten,
? Nachricht,
? Information,
? Wissen,
? Verstand, Vernunft, Intelligenz, Weisheit ...
Zur Frage des Pilatus versteigt sich die Informatik nicht, obwohl sie viel von
true und false spricht. Wir lassen auch die Intelligenz natürlichen oder künst-
lichen Ursprungs außer Betracht -- das heißt wir empfehlen das Nachdenken
darüber als Übungsaufgabe -- und beschränken uns auf die genauer, wenn
auch nicht immer einheitlich bestimmten Begriffe von Signal bis Wissen.
Ein Signal ist die zeitliche Änderung einer physikalischen Größe, die von
einer Signalquelle hervorgerufen wird mit dem Zweck, einem Signalempfän-
ger eine Nachricht zu übermitteln. Nicht jede zeitliche Änderung einer phy-
sikalischen Größe ist ein Signal, der Zweck fehlt: ein Steigen der Lufttem-
peratur infolge Erwärmung durch die Sonne ist keines. Auch hängt das Si-
gnal vom Empfänger ab, der Warnruf eines Eichelhähers ist kein Signal für

Seite 291
einen Menschen, wohl aber für seine Artgenossen. Die Zeit gehört mit zum
Signal, sie ist manchmal wichtiger (informationsträchtiger) als die sich än-
dernde physikalische Größe, denken Sie an die Haustürklingel. In der UNIX-
Welt hat der Begriff Signal darüber hinaus eine besondere Bedeutung, siehe
signal(2).
Nimmt die Signalgröße nur Werte aus einem endlichen Vorrat deutlich
voneinander unterschiedener (diskreter) Werte an, so haben wir ein digitales
Signal im Gegensatz zu einem analogen. Die Signale der Verkehrsampeln
sind digital, auch wenn sie nichts mit Zahlen zu tun haben. Die Zeigerstellung
einer herkömmlichen Uhr hingegen ist ein analoges Signal.
Ein Element aus einer zur Darstellung von Informationen zwischen Quel-
le und Empfänger vereinbarten Menge digitaler Signale (Zeichenvorrat) ist
ein Zeichen (character). Signale, die aus Zeichen bestehen, werden Daten ge-
nannt. Daten ist die Pluralform zu Datum = lat. das Gegebene. Einige Auto-
ren verstehen unter Daten anders als obige Definition aus dem Informatik-
Duden Nachrichten samt den ihnen zugeordneten Informationen. So oder so
füllen die Daten den Massenspeicher immer schneller als erwartet.
Eine bestimmte (konkrete) Nachricht, getragen von einem Signal, über-
bringt eine von der Nachricht lösbare (abstrakte) Information. Ein Beispiel:
die Information vom Untergang eines Fährschiffes läßt sich durch eine Nach-
richt in deutscher, englischer, französischer usw. Sprache übertragen. Die In-
formation bleibt dieselbe, die Nachricht lautet jedesmal anders. Darüber hin-
aus kann jede dieser Nachrichten nochmals durch verschiedene Signale dar-
gestellt werden. Der eine erfährt sie im Fernsehen, der andere im Radio, der
dritte per Email oder Brief. Inwieweit die Nachricht die Information beein-
flußt, also nicht von ihr zu lösen ist, macht Elend und Glanz der Übersetzung
aus.
Eine Nachricht kann für mich belanglos sein (keine Information enthal-
ten), falls ich sie entweder schon früher einmal empfangen habe oder sie aus
anderen Gründen keinen Einfluß auf mein Verhalten hat. Dieselbe Nachricht
kann für einen anderen Empfänger äußerst wichtig sein (viel Information
enthalten), wenn beispielsweise auf der havarierten Fähre Angehörige wa-
ren.
Verschlüsselte Nachrichten ermöglichen nur dem Besitzer des Schlüssels
die Entnahme der Information. Schließlich kommen auch gar nicht selten
mehrdeutige Nachrichten vor. Ein Bauer versteht unter Schönem Wetter je
nach dem Wetter der vergangenen Wochen etwas anderes als ein Tourist.
Selbst ein Bergsteiger zieht auf manchen Hüttenanstiegen einen leichten
Nieselregen einer gnadenlos strahlenden Sonne vor. Die kaum zu vermeiden-
de Mehrdeutigkeit von Klausuraufgaben hat schon Gerichte beschäftigt. In
ähnlicher Weise, wie hier zwischen Nachricht und Information unterschie-
den wird, trennt die Semantik (Bedeutungslehre, ein Zweig der Linguistik,
die Lehre nicht von den Sprachen, sondern von der Sprache schlechthin) die
Bezeichnung von der Bedeutung.
In einem Handwörterbuch von 1854 wird unter Nachricht die mündliche
oder schriftliche Bekanntmachung einer in der Ferne geschehenen Sache ver-
standen, womit die Ortsabhängigkeit des Informationsgehaltes einer Nach-

Seite 292
richt angesprochen wird. Ein Blick in das Duden-Herkunftswörterbuch be-
lehrt uns, daß eine Nachricht ursprünglich etwas war, wonach man sich zu
richten hatte, eine Anweisung. Und ein gewisser General Carl von Clause-
witz bezeichnet mit dem Worte Nachrichten etwas einseitig die ganze Kennt-
nis, welche man von dem Feinde und seinem Lande hat, also die Grundlage
aller eigenen Ideen und Handlungen. Wir stimmen jedoch vollinhaltlich sei-
ner Meinung zu, daß ein großer Teil der Nachrichten widersprechend, ein
noch größerer falsch und bei weitem der größte einer ziemlichen Ungewißheit
unterworfen sei. Deshalb hat der Mensch eine Fehlertoleranz entwickelt, um
den ihn die Computer noch lange beneiden.
Hier steht die Abbildung Übertragung einer Information
Im antiken Rom bedeutete informieren jemanden durch Unterweisung bil-
den oder formen, daher informatio = Begriff, Vorstellung, Darlegung, Unter-
weisung, Belehrung. Einen genaueren und daher nur begrenzt verwendbaren
Begriff der Information gebraucht Claude Elwood Shannon in der von ihm be-
gründeten Informationstheorie. Wir betrachten den Weg einer Nachricht von
einer Nachrichtenquelle (source) durch einen Codierer (coder), einen Übertra-
gungskanal (channel) und einen Decodierer (decoder) zum Empfänger oder
zur Nachrichtensenke (sink), siehe Abbildung ?? auf Seite ??. Die Quelle sind
Menschen, Meßgeräte oder ihrerseits zusammengesetzte Systeme. Der Co-
dierer paßt die Quelle an den Kanal an, der Decodierer den Kanal an die
Senke. Stellen Sie sich als Quelle einen Nachrichtensprecher vor, als Codie-
rer die Technik vom Mikrofon bis zur Sendeantenne, als Kanal den Weg der
elektromagnetischen Wellen, als Decodierer Ihr Radio von der Antenne bis
zum Lautsprecher, und als Senke dürfen Sie selbst auftreten. Oder Sie sind
die Quelle, Ihre Tastatur ist der Codierer, der Speicher ist der Kanal, die
Hard- und Software für die Ausgabe (Bildschirm) bilden den Decodierer, und
schließlich sind Sie oder ein anderer Benutzer die Senke. Die Quelle macht
aus einer Information eine Nachricht und gibt formal betrachtet Zeichen mit
einer zugehörigen Wahrscheinlichkeit von sich. Was die Zeichen bedeuten,
interessiert Shannon nicht, er kennt nur die trockene Statistik. Der Codierer
setzt mittels einer Tabelle oder eines Regelwerks die Nachricht in eine für den
Kanal geeignete Form um, beispielsweise Buchstaben in Folgen von 0 und 1.
Der Decodierer macht das gleiche in umgekehrter Weise, wobei die Nachricht
nicht notwendig die ursprüngliche Form annimmt: Die Ausgabe einer über die
Tastatur eingegebenen Nachricht geschieht praktisch nie durch Tastenbewe-
gungen. Der Kanal ist dadurch gekennzeichnet, daß er Signale verliert und
auch hinzufügt. Die Senke zieht aus der Nachricht die Information heraus,
möglichst die richtige. Das Ganze läßt sich zu einer stark mathematisch aus-
gerichteten Wissenschaft vertiefen, der man die Verbindung zum Computer
nicht mehr ansieht.
Im Codieren und Decodieren steckt eine Menge Intelligenz. Eine Nach-
richt kann nämlich zweckmäßig codiert werden, das heißt so, daß sie wenig
Ansprüche an den Kanal stellt. Ansprüche sind Zeit bei der Übertragung und
Platzbedarf beim Speichern. Damit sind wir wieder bei UNIX: es gibt Pro-
gramme wie gzip(1) zum Umcodieren von Daten, die ohne Informationsver-
lust die Anzahl der Bytes verringern, so daß weniger Speicher und bei der

Seite 293
Übertragung weniger Zeit benötigt werden. Umgekehrt läßt sich die Sicher-
heit der Aufbewahrung und Übertragung durch eine Vermehrung der Bits
oder Bytes verbessern. In vielen PCs wird daher 1 Byte in 9 Bits gespeichert.
Bei der Bildverarbeitung wachsen die Datenmengen so gewaltig, daß man bei
der Codierung Verluste hinnimmt, die die Senke gerade noch nicht bemerkt,
genau so bei der Musik-CD.
Wissen auf Knopfdruck? Manches, was im Computer gespeichert ist, be-
zeichnen wir als Wissen, sobald es in unserem Kopf gelandet ist. Trotzdem
zögern wir, beim Computer von Wissen zu sprechen (und schon gar nicht von
Bewußtsein). Fragen wir ein Lexikon der Informatik: Wissen (knowledge) ist
eine geheimnisvolle Mischung aus Intuition, Erfahrung, Informiertheit, Bil-
dung und Urteilskraft. Ähnlich dunkel sind auch unsere eigenen Vorstellun-
gen; befragen wir ein anderes Buch: Wissen ist Information, die aufgeteilt,
geformt, interpretiert, ausgewählt und umgewandelt wurde. Tatsachen al-
lein sind noch kein Wissen. Damit Information zu Wissen wird, müssen auch
die wechselseitigen ideellen Beziehungen klar sein. Aus der Broschüre einer
angesehenen Computerfirma: Wissen ist die Gesamtheit der Kenntnisse, die
durch Erfahrung oder Lernen erworben wurden. Ende der Zitate, nichts ist
klar.
Wissen wird eingeteilt in Explizites Wissen (explicit knowledge) und Ver-
borgenes Wissen (unausgesprochenes, stilles, echtes Wissen; tacit knowled-
ge). Ein Kind kann Radfahren lernen, es weiß dann, wie man radfährt. Aber
selbst einem Ingenieur fällt es schwer, in Worten und von mir aus auch Zeich-
nungen zu beschreiben, wie man radfährt. Die Bemühungen des Wissensma-
nagements gehen dahin, möglichst viel Wissen in eine explizite und damit per
Computer handhabbare Form zu bringen und gewinnträchtig anzuwenden
Fussnote: Zur Einführung sehen Sie sich
http://www.bus.utexas.edu/kman/ an. Ende Fussnote
.
Jemand, der alle Geschichtszahlen aus dem Großen Ploetz oder aus einer
Enzyklopädie auswendig kann, wird zwar bestaunt, aber nicht als kenntnis-
reich oder klug angesehen, eher im Gegenteil. Erst wenn er die Tatsachen zu
verknüpfen und auf neue Situationen anzuwenden weiß, beginnen wir, ihm
Wissen zuzubilligen. Andererseits kommt das Denken nicht ohne Tatsachen
aus, Geschichtswissen ohne die Kenntnis einiger Jahreszahlen ist kaum vor-
stellbar. Die Strukturierung der Tatsachen in Hierarchien (denken Sie an die
Einordnung der Taschenratte alias Gopher) oder verwickelteren Ordnungen
(semantischen Netzen) mit Kreuz-und-Quer-Beziehungen, das Verbinden von
Tatsachen nach Regeln, die ihrerseits wieder geordnet sind, und die Anwen-
dung des Wissens auf noch nicht Gewußtes scheinen einen wesentlichen Teil
des Wissens auszumachen. Das den Computern beizubringen, ist ein Ziel der
Bemühungen um die Künstliche Intelligenz (KI, englisch AI). Datenbanken,
Expertensysteme und Hypermedia sind erste Schritte auf einem vermutlich
langen Weg. Ehe wir uns weiter auf dessen Glatteis begeben, verweisen wir
auf die Literatur.
Wenden wir uns zum Abschluß wieder den bodennäheren Schichten der

Seite 294
Information zu. Viele Pannen im Berufs-, Vereins-, Partei- und Familienle-
ben rühren einfach daher, daß die Informationen nicht richtig flossen. Dabei
lassen sich solche Pannen mit relativ wenig Aufwand vermeiden, indem man
frühzeitig dem Informationswesen etwas Aufmerksamkeit widmet. Einige Er-
fahrungen eines ergrauten Post- und Webmasters:
? Falsche Informationen sind gefährlicher als fehlende (Das wissen die
Geheimdienste schon lange).
? Der Zeitpunkt der Übermittlung einer Information kann wichtiger sein
als der Inhalt.
? Viele Informationen haben außer ihrem Sachinhalt auch eine emotio-
nelle Seite, der nicht mit Sachargumenten beizukommen ist. Beispiels-
weise spielt die Reihenfolge, in der Empfänger benachrichtigt werden,
eine Rolle.
? Guten Informationen muß man hinterherlaufen, überflüssige kommen
von allein.
? Informationen altern.
? Eine Information zusammenstellen, ist eine Sache, sie auf dem laufen-
den zu halten, eine andere. Die zweite Aufgabe ist mühsamer, da sie kein
Ende nimmt. Gilt insbesondere für die Einrichtung von WWW-Servern
und -Seiten.

Seite 295
A Zahlensysteme
... aber die Daten fehlen, um den ganzen
Nonsens richtig zu überblicken --
G. Benn, Drei alte Männer
Außer dem Dezimalsystem sind das Dual-, das Oktal- und das Hexade-
zimalsystem gebräuchlich. Ferner spielt das Binär codierte Dezimalsystem
(BCD) bei manchen Anwendungen eine Rolle. Bei diesem sind die einzelnen
Dezimalstellen für sich dual dargestellt. Die folgende Tabelle enthält die Wer-
te von 0 bis dezimal 255. Bequemlichkeitshalber sind auch die zugeordneten
ASCII-Zeichen aufgeführt.
dezimal dual oktal hex BCD ASCII
0 0 0 0 0 nul
1 1 1 1 1 soh
2 10 2 2 10 stx
3 11 3 3 11 etx
4 100 4 4 100 eot
5 101 5 5 101 enq
6 110 6 6 110 ack
7 111 7 7 111 bel
8 1000 10 8 1000 bs
9 1001 11 9 1001 ht
10 1010 12 a 1.0 lf
11 101 13 b 1.1 vt
12 1100 14 c 1.10 ff
13 1101 15 d 1.11 cr
14 1110 16 e 1.100 so
15 1111 17 f 1.101 si
16 10000 20 10 1.110 dle
17 10001 21 11 1.111 dc1
18 10010 22 12 1.1000 dc2
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20 10100 24 14 10.0 dc4
21 10101 25 15 10.1 nak
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26 11010 32 1a 10.110 sub
27 11011 33 1b 10.111 esc
28 11100 34 1c 10.1000 fs
29 11101 35 1d 10.1001 gs
30 11110 36 1e 11.0 rs

Seite 296
31 11111 37 1f 11.1 us
32 100000 40 20 11.10 space
33 100001 41 21 11.11 !
34 100010 42 22 11.100 "
35 100011 43 23 11.101 #
36 100100 44 24 11.110 $
37 100101 45 25 11.111 %
38 100110 46 26 11.1000 &
39 100111 47 27 11.1001 '
40 101000 50 28 100.0 (
41 101001 51 29 100.1 )
42 101010 52 2a 100.10 *
43 101011 53 2b 100.11 +
44 101100 54 2c 100.100 ,
45 101101 55 2d 100.101 -
46 101110 56 2e 100.110 .
47 101111 57 2f 100.111 /
48 110000 60 30 100.1000 0
49 110001 61 31 100.1001 1
50 110010 62 32 101.0 2
51 110011 63 33 101.1 3
52 110100 64 34 101.10 4
53 110101 65 35 101.11 5
54 110110 66 36 101.100 6
55 110111 67 37 101.101 7
56 111000 70 38 101.110 8
57 111001 71 39 101.111 9
58 111010 72 3a 101.1000 :
59 111011 73 3b 101.1001 ;
60 111100 74 3c 110.0 <
61 111101 75 3d 110.1 =
62 111110 76 3e 110.10 >
63 111111 77 3f 110.11 ?
64 1000000 100 40 110.100 @
65 1000001 101 41 110.101 A
66 1000010 102 42 110.110 B
67 1000011 103 43 110.111 C
68 1000100 104 44 110.1000 D
69 1000101 105 45 110.1001 E
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Seite 301
B Zeichensätze und Sondertasten
B.1 EBCDIC, ASCII, Roman8, IBM-PC
Die Zeichensätze sind in den Ein- und Ausgabegeräten (Terminal, Drucker)
gespeicherte Tabellen, die die Zeichen in Zahlen und zurück umsetzen.
dezimal oktal EBCDIC ASCII-7 Roman8 IBM-PC
0 0 nul nul nul nul
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181 265 § ç Grafik
182 266 ¶ Ñ Grafik
183 267 ñ Grafik
184 270 ¡ Grafik
185 271 ¿ Grafik
186 272 Grafik
187 273 | £ Grafik
188 274 -- Yen Grafik
189 275 § Grafik
190 276 f Grafik
191 277 = Grafik
192 300 { â Grafik
193 301 A ê Grafik
194 302 B ô Grafik
195 303 C û Grafik
196 304 D á Grafik
197 305 E é Grafik
198 306 F ó Grafik
199 307 G ú Grafik
200 310 H à Grafik
201 311 I è Grafik
202 312 ò Grafik
203 313 ô ù Grafik
204 314 ö ä Grafik
205 315 ò ë Grafik
206 316 ó ö Grafik
207 317 õ ü Grafik
208 320 } Å Grafik
209 321 J î Grafik
210 322 K Ø Grafik
211 323 L Æ Grafik
212 324 M å Grafik
213 325 N í Grafik
214 326 O ø Grafik
215 327 P æ Grafik
216 330 Q Ä Grafik
217 331 R ì Grafik
218 332 Ö Grafik
219 333 û Ü Grafik
220 334 ü É Grafik

Seite 306
221 335 ù ? Grafik
222 336 ú ß Grafik
223 337 y Ô Grafik
224 340 \ Á ?
225 341 Ã ?
226 342 S ã ?
227 343 T ?
228 344 U ?
229 345 V Í ?
230 346 W Ì ?
231 347 X Ó ?
232 350 Y Ò ?
233 351 Z Õ ?
234 352 õ ?
235 353 Ô ? ?
236 354 Ö ? ?
237 355 Ò Ú Ø
238 356 Ó Y ?
239 357 Õ y ?
240 360 0 thorn ?
241 361 1 Thorn ±
242 362 2 >=
243 363 3 =<
244 364 4 Haken
245 365 5 Haken
246 366 6 -- ÷
247 367 7 1/4 ?
248 370 8 1/2 ?
249 371 9 a
¯ ?
250 372 o
¯ ·
251 373 Û ? ?
252 374 Ü ? n
253 375 Ù ? 2
254 376 Ú ± ?
255 377 (FF)
B.2 German-ASCII
Falls das Ein- oder Ausgabegerät einen deutschen 7-Bit-ASCII-Zeichensatz
enthält, sind folgende Ersetzungen der amerikanischen Zeichen durch deut-
sche Sonderzeichen üblich:
Nr. US-Zeichen US-ASCII German ASCII
91 linke eckige Klammer [ Ä
92 Backslash \ Ö

Seite 307
93 rechte eckige Klammer ] Ü
123 linke geschweifte Klammer { ä
124 senkrechter Strich | ö
125 rechte geschweifte Klammer } ü
126 Tilde ~ ß
Achtung: Der IBM-PC und Ausgabegeräte von Hewlett-Packard verwenden
keinen 7-Bit-ASCII-Zeichensatz, sondern eigene 8-Bit-Zeichensätze, die die
Sonderzeichen unter Nummern höher 127 enthalten, siehe vorhergehende
Tabelle.
B.3 ASCII-Steuerzeichen
Die Steuerzeichen der Zeichensätze dienen der Übermittlung von Befehlen
und Informationen an das empfangende Gerät und nicht der Ausgabe eines
sicht- oder druckbaren Zeichens. Die Ausgabegeräte kennen in der Regel je-
doch einen Modus (transparent, Monitor, Display Functions), in der die Steu-
erzeichen nicht ausgeführt, sondern angezeigt werden. Die meisten Steuer-
zeichen belegen keine eigene Taste auf der Tastatur, sondern werden als Kom-
bination aus der control-Taste und einer Zeichentaste eingegeben. In C/C++
läßt sich jedes Zeichen durch seine oktale Nummer in der Form \123 oder
durch seine hexadezimale Nummer in der Form \x53 eingeben (hier das S).
dezimal C-Konst. ASCII Bedeutung Tasten
0 \x00 nul ASCII-Null control @
1 soh Start of heading control a
2 stx Start of text control b
3 etx End of text control c
4 eot End of transmission control d
5 enq Enquiry control e
6 ack Acknowledge control f
7 \a bel Bell control g
8 \b bs Backspace control h, BS
9 \t ht Horizontal tab control i, TAB
10 \n lf Line feed control j, LF
11 \v vt Vertical tab control k
12 \f ff Form feed control l
13 \r cr Carriage return control m, RETURN
14 so Shift out control n
15 si Shift in control o
16 dle Data link escape control p
17 dc1 Device control 1, xon control q
18 dc2 Device control 2, tape control r
19 dc3 Device control 3, xoff control s
20 dc4 Device control 4, tape control t
21 nak Negative acknowledge control u

Seite 308
22 syn Synchronous idle control v
23 etb End transmission block control w
24 can Cancel control x
25 em End of medium control y
26 sub Substitute control z
27 \x1b esc Escape control [, ESC
28 fs File separator control \
29 gs Group separator control ]
30 rs Record separator control ^
31 us Unit separator control _
127 del Delete DEL, RUBOUT
B.4 Latin-1 (ISO 8859-1)
Die internationale Norm ISO 8859 beschreibt gegenwärtig zehn Zeichensät-
ze, die jedes Zeichen durch jeweils ein Byte darstellen. Jeder Zeichensatz
umfaßt also maximal 256 druckbare Zeichen und Steuerzeichen. Der erste
-- Latin-1 genannt -- ist für west- und mitteleuropäische Sprachen -- darun-
ter Deutsch -- vorgesehen. Latin-2 deckt Mittel- und Osteuropa ab, soweit
das lateinische Alphabet verwendet wird. Wer einen polnisch-deutschen Text
schreiben will, braucht Latin 2. Die deutschen Sonderzeichen liegen in La-
tin 1 bis 6 an denselben Stellen. Weiteres siehe in der ISO-Norm und im
RFC 1345 Character Mnemonics and Character Sets vom Juni 1992. Auch
http://wwwwbs.cs.tu-berlin.de/~czyborra/charsets/ hilft weiter.
Die erste Hälfte (0 -- 127) aller Latin-Zeichensätze stimmt mit US-ASCII
überein, die zweite mit keinem der anderen Zeichensätze. Zu jedem Zeichen
gehört eine standardisierte verbale Bezeichnung. Einige Zeichen wie das is-
ländische Thorn oder das Cent-Zeichen konnten hier mit LaTeX nicht darge-
stellt werden.
dezimal oktal hex Zeichen Bezeichnung
000 000 00 nu Null (nul)
001 001 01 sh Start of heading (soh)
002 002 02 sx Start of text (stx)
003 003 03 ex End of text (etx)
004 004 04 et End of transmission (eot)
005 005 05 eq Enquiry (enq)
006 006 06 ak Acknowledge (ack)
007 007 07 bl Bell (bel)
008 010 08 bs Backspace (bs)
009 011 09 ht Character tabulation (ht)
010 012 0a lf Line feed (lf)
011 013 0b vt Line tabulation (vt)
012 014 0c ff Form feed (ff)
013 015 0d cr Carriage return (cr)
014 016 0e so Shift out (so)

Seite 309
015 017 0f si Shift in (si)
016 020 10 dl Datalink escape (dle)
017 021 11 d1 Device control one (dc1)
018 022 12 d2 Device control two (dc2)
019 023 13 d3 Device control three (dc3)
020 024 14 d4 Device control four (dc4)
021 025 15 nk Negative acknowledge (nak)
022 026 16 sy Synchronous idle (syn)
023 027 17 eb End of transmission block (etb)
024 030 18 cn Cancel (can)
025 031 19 em End of medium (em)
026 032 1a sb Substitute (sub)
027 033 1b ec Escape (esc)
028 034 1c fs File separator (is4)
029 035 1d gs Group separator (is3)
030 036 1e rs Record separator (is2)
031 037 1f us Unit separator (is1)
032 040 20 sp Space
033 041 21 ! Exclamation mark
034 042 22 " Quotation mark
035 043 23 # Number sign
036 044 24 $ Dollar sign
037 045 25 % Percent sign
038 046 26 & Ampersand
039 047 27 ' Apostrophe
040 050 28 ( Left parenthesis
041 051 29 ) Right parenthesis
042 052 2a * Asterisk
043 053 2b + Plus sign
044 054 2c , Comma
045 055 2d - Hyphen-Minus
046 056 2e . Full stop
047 057 2f / Solidus
048 060 30 0 Digit zero
049 061 31 1 Digit one
050 062 32 2 Digit two
051 063 33 3 Digit three
052 064 34 4 Digit four
053 065 35 5 Digit five
054 066 36 6 Digit six
055 067 37 7 Digit seven
056 070 38 8 Digit eight
057 071 39 9 Digit nine
058 072 3a : Colon
059 073 3b ; Semicolon
060 074 3c < Less-than sign
061 075 3d = Equals sign

Seite 310
062 076 3e > Greater-than sign
063 077 3f ? Question mark
064 100 40 @ Commercial at
065 101 41 A Latin capital letter a
066 102 42 B Latin capital letter b
067 103 43 C Latin capital letter c
068 104 44 D Latin capital letter d
069 105 45 E Latin capital letter e
070 106 46 F Latin capital letter f
071 107 47 G Latin capital letter g
072 110 48 H Latin capital letter h
073 111 49 I Latin capital letter i
074 112 4a J Latin capital letter j
075 113 4b K Latin capital letter k
076 114 4c L Latin capital letter l
077 115 4d M Latin capital letter m
078 116 4e N Latin capital letter n
079 117 4f O Latin capital letter o
080 120 50 P Latin capital letter p
081 121 51 Q Latin capital letter q
082 122 52 R Latin capital letter r
083 123 53 S Latin capital letter s
084 124 54 T Latin capital letter t
085 125 55 U Latin capital letter u
086 126 56 V Latin capital letter v
087 127 57 W Latin capital letter w
088 130 58 X Latin capital letter x
089 131 59 Y Latin capital letter y
090 132 5a Z Latin capital letter z
091 133 5b [ Left square bracket
092 134 5c \ Reverse solidus
093 135 5d ] Right square bracket
094 136 5e ^ Circumflex accent
095 137 5f _ Low line
096 140 60 ' Grave accent
097 141 61 a Latin small letter a
098 142 62 b Latin small letter b
099 143 63 c Latin small letter c
100 144 64 d Latin small letter d
101 145 65 e Latin small letter e
102 146 66 f Latin small letter f
103 147 67 g Latin small letter g
104 150 68 h Latin small letter h
105 151 69 i Latin small letter i
106 152 6a j Latin small letter j
107 153 6b k Latin small letter k
108 154 6c l Latin small letter l

Seite 311
109 155 6d m Latin small letter m
110 156 6e n Latin small letter n
111 157 6f o Latin small letter o
112 160 70 p Latin small letter p
113 161 71 q Latin small letter q
114 162 72 r Latin small letter r
115 163 73 s Latin small letter s
116 164 74 t Latin small letter t
117 165 75 u Latin small letter u
118 166 76 v Latin small letter v
119 167 77 w Latin small letter w
120 170 78 x Latin small letter x
121 171 79 y Latin small letter y
122 172 7a z Latin small letter z
123 173 7b { Left curly bracket
124 174 7c | Vertical line
125 175 7d } Right curly bracket
126 176 7e ~ Tilde
127 177 7f dt Delete (del)
128 200 80 pa Padding character (pad)
129 201 81 ho High octet preset (hop)
130 202 82 bh Break permitted here (bph)
131 203 83 nh No break here (nbh)
132 204 84 in Index (ind)
133 205 85 nl Next line (nel)
134 206 86 sa Start of selected area (ssa)
135 207 87 es End of selected area (esa)
136 210 88 hs Character tabulation set (hts)
137 211 89 hj Character tabulation with justification (htj)
138 212 8a vs Line tabulation set (vts)
139 213 8b pd Partial line forward (pld)
140 214 8c pu Partial line backward (plu)
141 215 8d ri Reverse line feed (ri)
142 216 8e s2 Single-shift two (ss2)
143 217 8f s3 Single-shift three (ss3)
144 220 90 dc Device control string (dcs)
145 221 91 p1 Private use one (pu1)
146 222 92 p2 Private use two (pu2)
147 223 93 ts Set transmit state (sts)
148 224 94 cc Cancel character (cch)
149 225 95 mw Message waiting (mw)
150 226 96 sg Start of guarded area (spa)
151 227 97 eg End of guarded area (epa)
152 230 98 ss Start of string (sos)
153 231 99 gc Single graphic character introducer (sgci)
154 232 9a sc Single character introducer (sci)
155 233 9b ci Control sequence introducer (csi)

Seite 312
156 234 9c st String terminator (st)
157 235 9d oc Operating system command (osc)
158 236 9e pm Privacy message (pm)
159 237 9f ac Application program command (apc)
160 240 a0 ns No-break space
161 241 a1 ¡ Inverted exclamation mark
162 242 a2 Cent sign
163 243 a3 £ Pound sign
164 244 a4 Currency sign (künftig Euro?)
165 245 a5 Yen sign
166 246 a6 Broken bar
167 247 a7 § Section sign
168 250 a8 Diaresis
169 251 a9 © Copyright sign
170 252 aa a Feminine ordinal indicator
171 253 ab ? Left-pointing double angle quotation mark
172 254 ac ¬ Not sign
173 255 ad - Soft hyphen
174 256 ae Registered sign
175 257 af ¯ Overline
176 260 b0 ? Degree sign
177 261 b1 ± Plus-minus sign
178 262 b2 2 Superscript two
179 263 b3 3 Superscript three
180 264 b4 ' Acute accent
181 265 b5 ? Micro sign
182 266 b6 ¶ Pilcrow sign
183 267 b7 · Middle dot
184 270 b8 ¸ Cedilla
185 271 b9 1 Superscript one
186 272 ba ? Masculine ordinal indicator
187 273 bb ? Right-pointing double angle quotation mark
188 274 bc 1/4 Vulgar fraction one quarter
189 275 bd 1/2 Vulgar fraction one half
190 276 be 3/4 Vulgar fraction three quarters
191 277 bf ¿ Inverted question mark
192 300 c0 À Latin capital letter a with grave
193 301 c1 Á Latin capital letter a with acute
194 302 c2 Â Latin capital letter a with circumflex
195 303 c3 Ã Latin capital letter a with tilde
196 304 c4 Ä Latin capital letter a with diaresis
197 305 c5 Å Latin capital letter a with ring above
198 306 c6 Æ Latin capital letter ae
199 307 c7 Ç Latin capital letter c with cedilla
200 310 c8 È Latin capital letter e with grave
201 311 c9 É Latin capital letter e with acute

Seite 313
202 312 ca Ê Latin capital letter e with circumflex
203 313 cb Ë Latin capital letter e with diaresis
204 314 cc Ì Latin capital letter i with grave
205 315 cd Í Latin capital letter i with acute
206 316 ce Î Latin capital letter i with circumflex
207 317 cf Ï Latin capital letter i with diaresis
208 320 d0 Latin capital letter eth (Icelandic)
209 321 d1 Ñ Latin capital letter n with tilde
210 322 d2 Ò Latin capital letter o with grave
211 323 d3 Ó Latin capital letter o with acute
212 324 d4 Ô Latin capital letter o with circumflex
213 325 d5 Õ Latin capital letter o with tilde
214 326 d6 Ö Latin capital letter o with diaresis
215 327 d7 × Multiplication sign
216 330 d8 Ø Latin capital letter o with stroke
217 331 d9 Ù Latin capital letter u with grave
218 332 da Ú Latin capital letter u with acute
219 333 db Û Latin capital letter u with circumflex
220 334 dc Ü Latin capital letter u with diaresis
221 335 dd Ý Latin capital letter y with acute
222 336 de Latin capital letter thorn (Icelandic)
223 337 df ß Latin small letter sharp s (German)
224 340 e0 à Latin small letter a with grave
225 341 e1 á Latin small letter a with acute
226 342 e2 â Latin small letter a with circumflex
227 343 e3 ã Latin small letter a with tilde
228 344 e4 ä Latin small letter a with diaresis
229 345 e5 å Latin small letter a with ring above
230 346 e6 æ Latin small letter ae
231 347 e7 ç Latin small letter c with cedilla
232 350 e8 è Latin small letter e with grave
233 351 e9 é Latin small letter e with acute
234 352 ea ê Latin small letter e with circumflex
235 353 eb ë Latin small letter e with diaresis
236 354 ec ì Latin small letter i with grave
237 355 ed í Latin small letter i with acute
238 356 ee î Latin small letter i with circumflex
239 357 ef ï Latin small letter i with diaresis
240 360 f0 Latin small letter eth (Icelandic)
241 361 f1 ñ Latin small letter n with tilde
242 362 f2 ò Latin small letter o with grave
243 363 f3 ó Latin small letter o with acute
244 364 f4 ô Latin small letter o with circumflex
245 365 f5 õ Latin small letter o with tilde
246 366 f6 ö Latin small letter o with diaresis
247 367 f7 ÷ Division sign

Seite 314
248 370 f8 ø Latin small letter o with stroke
249 371 f9 ù Latin small letter u with grave
250 372 fa ú Latin small letter u with acute
251 373 fb û Latin small letter u with circumflex
252 374 fc ü Latin small letter u with diaresis
253 375 fd ý Latin small letter y with acute
254 376 fe Latin small letter thorn (Icelandic)
255 377 ff ÿ Latin small letter y with diaresis
B.5 Latin-2 (ISO 8859-2)
Der Zeichensatz Latin-2 deckt folgende Sprachen ab: Albanisch, Bosnisch,
Deutsch, Englisch, Finnisch, Irisch, Kroatisch, Polnisch, Rumänisch, Serbisch
(in lateinischer Transskription), Serbokroatisch, Slowakisch, Slowenisch, Sor-
bisch, Tschechisch und Ungarisch. Samisch wird in Latin-9 berücksichtigt.
Auf:
http://sizif.mf.uni-lj.si/linux/cee/iso8859-2.html
finden sich Einzelheiten und weitere URLs. Hier nur die Zeichen, die von
Latin-1 abweichen:
dezimal oktal hex Zeichen Bezeichnung
161 241 a1 Latin capital letter a with ogonek
162 242 a2 Breve
163 243 a3 ? Latin capital letter l with stroke
165 245 a5 ? Latin capital letter l with caron
166 246 a6 ? Latin capital letter s with acute
169 251 a9 ? Latin capital letter s with caron
170 252 aa ? Latin capital letter s with cedilla
171 253 ab ? Latin capital letter t with caron
172 254 ac ? Latin capital letter z with acute
174 256 ae ? Latin capital letter z with caron
175 257 af ? Latin capital letter z with dot above
177 261 b1 Latin small letter a with ogonek
178 262 b2 Ogonek (Schwänzchen)
179 263 b3 ? Latin small letter l with stroke
181 265 b5 Latin small letter l with caron
182 266 b6 Latin small letter s with acute
183 267 b7 Caron
185 271 b9 Latin small letter s with caron
186 272 ba Latin small letter s with cedilla
187 273 bb Latin small letter t with caron
188 274 bc Latin small letter z with acute
189 275 bd Double acute accent
190 276 be Latin small letter z with caron

Seite 315
191 277 bf Latin small letter z with dot above
192 300 c0 Latin capital letter r with acute
195 303 c3 Latin capital letter a with breve
197 305 c5 Latin capital letter l with acute
198 306 c6 Latin capital letter c with acute
200 310 c8 Latin capital letter c with caron
202 312 ca Latin capital letter e with ogonek
204 314 cc Latin capital letter e with caron
207 317 cf Latin capital letter d with caron
208 320 d0 Latin capital letter d with stroke
209 321 d1 Latin capital letter n with acute
210 322 d2 Latin capital letter n with caron
213 325 d5 Latin capital letter o with double acute
216 330 d8 Latin capital letter r with caron
217 331 d9 Latin capital letter u with ring above
219 333 db Latin capital letter u with double acute
222 336 de Latin capital letter t with cedilla
224 340 e0 Latin small letter r with acute
227 343 e3 Latin small letter a with breve
229 345 e5 Latin small letter l with acute
230 346 e6 Latin small letter c with acute
232 350 e8 Latin small letter c with caron
234 352 ea Latin small letter e with ogonek
236 354 ec Latin small letter e with caron
239 357 ef Latin small letter d with caron
240 360 f0 Latin small letter d with stroke
241 361 f1 Latin small letter n with acute
242 362 f2 Latin small letter n with caron
245 365 f5 Latin small letter o with double acute
248 370 f8 Latin small letter r with caron
249 371 f9 Latin small letter u with ring above
251 373 fb Latin small letter u with double acute
254 376 fe Latin small letter t with cedilla
255 377 ff Dot above
B.6 HTML-Entities
HTML-Entities sind eine Ersatzschreibweise für Zeichen, die nicht direkt in
HTML-Text eingegeben werden können. Zu diesen Zeichen gehören:
? Sonderzeichen außerhalb des US-ASCII-Zeichensatzes (Umlaute),
? Zeichen, die eine besondere Bedeutung in HTML haben (&, <),
? mathematische und andere Symbole (±, ©).
Für den Ersatz gibt es zwei Möglichkeiten:
? die dezimale oder hexadezimale Nummer des Zeichens im Zeichensatz,

Seite 316
? eine Umschreibung mit ASCII-Zeichen.
Soweit die Zeichen im Latin-1-Zeichensatz enthalten sind, können die dort
angegebenen Nummern verwendet werden. Die vollständige Tabelle ent-
nimmt man am einfachsten der HTML-Spezifikation. Hier nur die häufigsten
Zeichen:
dezimal hex char ent Zeichen Bezeichnung
&#38; &#x26; &amp; & ampersand
&#60; &#x4c; &lt; < less-than sign
&#62; &#x4e; &gt; > greater-than sign
&#160; &#xa0; &nbsp; non-breaking space
&#161; &#xa1; &iexcl; ¡ inverted exclamation mark
&#163; &#xa3; &pound; £ pound sign
&#169; &#xa9; &copy; © copyright sign
&#171; &#xab; &laquo; ? left pointing guillemet
&#173; &#xad; &shy; soft or dicretionary hyphen
&#174; &#xae; &reg; registered sign
&#176; &#xb0; &deg; ? degree sign
&#177; &#xb1; &plusmn; ± plus-minus sign
&#178; &#xb2; &sup2; 2 superscript two
&#179; &#xb3; &sup3; 3 superscript three
&#181; &#xb5; &micro; ? micro sign
&#187; &#xbb; &raquo; ? right pointing guillemet
&#189; &#xbd; &frac12; 1/2 fraction one half
&#192; &#xc0; &Agrave; À latin capital letter A with grave
&#193; &#xc1; &Aacute; Á latin capital letter A with acute
&#194; &#xc2; &Acirc; Â latin capital letter A with circumflex
&#195; &#xc3; &Atilde; Ã latin capital letter A with tilde
&#196; &#xc4; &Auml; Ä latin capital letter A with diaresis
&#197; &#xc5; &Aring; Å latin capital letter A with ring above
&#198; &#xc6; &AElig; Æ latin capital ligature AE
&#199; &#xc7; &Ccedil; Ç latin capital letter C with cedilla
&#209; &#xd1; &Ntilde; Ñ latin capital letter N with tilde
&#216; &#xd8; &Oslash; Ø latin capital letter O with stroke
&#223; &#xdf; &szlig; ß latin small letter sharp s
&#235; &#xeb; &euml; ë latin small letter e with diaresis
&#241; &#xf0; &ntilde; ñ latin small letter n with tilde
B.7 Sondertasten
Computertastaturen weisen im Vergleich zu den Tastaturen herkömmlicher
Schreibmaschinen einige Tasten zusätzlich auf -- mit besonderen Bedeutun-
gen. Obwohl die PC-Tastatur (MF-2) weit verbreitet ist, gibt es eine Vielzahl
abweichender Tastaturen. Die Wirkung, die von einer Taste ausgelöst wird,

Seite 317
hängt in den meisten Fällen von der Software ab, lässt sich daher nicht all-
gemein angeben und kann von Programm zu Programm variieren. Typische
Beispiele sind die Funktionstasten, aber auch fast alle anderen Tasten las-
sen sich umprogrammieren. In der folgenden Tabelle werden die wichtigsten
Sondertasten aufgeführt:
DÜZ Datenübertragung zeilenweise
ACK Acknowledge
AlphaLock wie Caps Lock
Alt Alt Alternate
AltGr AltGr Alternate graphic(s)
BackTab
BS, Backspace Rücktaste einen Schritt zurück
BEL Glocke, ASCII-Nr. 7
Break Untbr Signal SIGINT, Signal Nr. 2
CAN Cancel
Caps Lock Feststelltaste Umschaltung feststellen
CBT Cursor back tab
CE, ClearEntry
CharDel Lösche Zeichen
CharInsert Füge Zeichen vor Cursor ein
ClearSpace
CR Carriage return, Wagenrücklauf,
ASCII-Nr. 13
Ctrl Strg Control, Steuerung
CUB Cursor back
CUD Cursor down
CUF Cursor forward
CUU Cursor up
DCH Delete character
DC1 Device control 1, ASCII-Nr. 17
DC2 Device control 2, ASCII-Nr. 18
DC3 Device control 3, ASCII-Nr. 19
DC4 Device control 4, ASCII-Nr. 20
Dead Keys Tod-Tasten, T. für diakritische Zeichen,
Akzent-Tasten Akzente ohne Zeichenvorschub
DEL, Delete Entf Zeichen entfernen, löschen
DL Delete line
DLE Data link enable
Down Pfeil abwärts Cursor abwärts
EM End of media
End Ende Cursor zum Seitenende
ENQ Enquiry
Enter Zeilenwechsel Eingabe vollziehen
EOT End of transmission
Esc Escape Escape, Fluchtsymbol, ASCII-Nr. 27
ETB End of transaction block

Seite 318
ETX End of text
ExtChar
F1 F1 Funktionstaste 1 usw.
FF Form feed, Blattvorschub, ASCII-Nr. 12
Funct ähnlich wie Ctrl
Home Pos1 Cursor zum Seitenanfang
HT Horizontal tab
INS, Insert Einfg Zeichen vor Cursor einfügen
IS1 Information separator 1
IS2 Information separator 2
IS3 Information separator 3
IS4 Information separator 4
Left Pfeil links Cursor nach links
LF Line feed, ASCII-Nr. 10
LineDel Lösche Zeile
LineErase Lösche Zeile ab Cursor
LineFeed wie Down
LineIns Füge Zeile oberhalb Cursor ein
LocEsc Local Escape
NAK Not acknowledge
NoScroll Hält Bildschirm an
NumLock Num Number lock key
Page Nächste Seite des Speichers
Page Down Bild abwärts Nächste Seite des Speichers
PageErase Seite löschen
Page Up Bild aufwärts Vorige Seite des Speichers
Pause Pause Pause
PFK Program Function Key
PrevWin Previous window
PrintScreen Druck Hardcopy des Bildschirms
Reset Setzt Terminal zurück
Return Zeilenwechsel Zeilenwechsel, Eingabe vollziehen
Right Pfeil rechts Cursor nach rechts
Rubout Zeichen löschen, wie DEL
ScrollLock Rollen Hält Bildschirm an
Send Sende Seite zum Computer
Setup Zeigt Konfiguration an
Shift Umschaltung Umschaltung groß-klein
Space Leertaste ASCII-Nr. 32, Leerschritt
SOH Start of header
SUB Substitute character, ASCII-Nr. 26
SYN Synch idle
SysRq S-Abf System request, System-Anfrage
Tab Tab (Horizontal-)Tabulator
Up Pfeil aufwärts Cursor nach oben

Seite 319
Daneben finden sich auf den Tastaturen einzelner Hersteller noch Tasten mit
angebissenen Äpfeln, fliegenden Fenstern und dergleichen.

Seite 320
C Papier- und Schriftgrößen
C.1 Papierformate
In der EDV sind folgende Papierformate gebräuchlich (Ein Zoll (inch) sind
25,4 mm oder 72 Punkte):
? DIN A3 Blattgröße 297 mm x 420 mm entsprechend 842 p x 1190 p.
? DIN A4 Blattgröße 210 mm x 297 mm entsprechend 595 p x 842 p, nä-
herungsweise 8 Zoll x 12 Zoll.
? Briefumschlag DIN lang 110 mm x 220 mm
? Tabellierpapier schmal Blattgröße einschließlich Lochrand 240 mm x
305 mm, ohne Lochrand 210 mm x 305 mm, also annähernd DIN A4.
305 mm sind 12 Zoll.
? Tabellierpapier breit Blattgröße einschließlich Lochrand 375 mm x
305 mm.
Bei 10 Zeichen/Zoll faßt die Zeile 132 Zeichen, bei 12 Zeichen/Zoll 158
Zeichen, bei 15 Zeichen/Zoll 198 Zeichen.
? Executive amerikanisch, Blattgröße 7.25 Zoll x 10.5 Zoll (184,2 mm x
266,7 mm) entsprechend 540 p x 720 p.
? Ledger amerikanisch, Blattgröße 17 Zoll x 11 Zoll (431,8 mm x
279,4 mm) entsprechend 1224 p x 792 p, Querformat.
? Legal amerikanisch, Blattgröße 8.5 Zoll x 14 Zoll (215,9 mm x 355,6 mm)
entsprechend 612 p x 1008 p.
? Letter amerikanisch, Blattgröße 8.5 Zoll x 11 Zoll (215,9 mm x
279,4 mm) entsprechend 612 p x 792 p, Schreibmaschinenpapier.
? Tabloid amerikanisch, Blattgröße 11 Zoll x 17 Zoll (279,4 mm x
431,8 mm) entsprechend 792 p x 1224 p.
Es ist zwischen der Blattgröße, der Größe des adressierbaren Bereichs (lo-
gische Seite) und der Größe des beschreibbaren Bereichs zu unterscheiden.
Näheres beispielsweise im HP PCL 5 Printer Language Technical Reference
Manual (das leider nicht zum Lieferumfang der HP Laserdrucker gehört, für
die System-Manager aber äußerst wichtig ist).
C.2 Schriftgrößen
Bei den Schriftgrößen oder -graden finden sich mehrere Maßsysteme. In Mit-
teleuropa ist traditionell das aus dem Bleisatz stammende Punktsystem nach
François Ambroise Didot gebräuchlich, das die Höhe der Schrifttype (nicht
des Buchstabens) angibt. Es geht auf den französischen Fuß zurück; ein

Seite 321
Punkt war früher 0,376 mm, heute ist er in Angleichung an das metrische
System 0,375 mm. Die wichtigsten Größen werden auch mit eigenen Namen
bezeichnet (12 pt = Cicero). Die untere Grenze der Lesbarkeit liegt bei 9 pt,
optimal sind 12 pt.
Auf englische Füße geht das Pica-System zurück, in dem 1 Pica gleich
12 Points oder 4,216 mm (1/6 Zoll) ist. Hiervon abgeleitet ist das IBM-Pica-
System, in dem Pica eine Schrift mit 6 Zeilen pro Zoll und 10 Zeichen pro Zoll
ist. Elite bedeutet 12 Zeichen pro Zoll bei gleichem Zeilenabstand.
Auf deutschen Schreibmaschinen war Pica eine Schriftart mit 2,6 mm
Schrittweite (etwa 10 Zeichen pro Zoll) und Perl eine Schriftart mit 2,3 mm
Schrittweite.

Seite 322
D Farben
D.1 RGB-Farbwerte
D.2 X11-Farben
Eine Auswahl der von X11 verwendeten Farben. Die vollständige Liste ist
in /etc/X11/rgb.txt, /usr/X11R6/lib/X11/rgb.txt oder /usr/lib/
x11/rgb.txt zu finden. Mittels showrgb werden die Farben mit ihren Zah-
lenwerten (RGB-Tripletts) aufgelistet. Das Kommando xcolors stellt in ei-
nem großen Fenster alle Farben gleichzeitig samt ihren Bezeichnungen dar,
das Kommando xcolorsel in einem kleinen Fenster einen Ausschnitt samt
Hexwerten und Bezeichnungen. Die tatsächliche Farbdarstellung hängt vom
Bildschirm bzw. Drucker ab, deshalb sind die Farbmuster nur als Orientie-
rungshilfe zu verstehen.
X11 stellt auch Farben dar, die nicht in dieser Liste genannt sind.
Darüber hinaus kann sich ein Benutzer mit einem Farbeditor eigene Far-
ben für X11 mischen. Nach dem RGB-Modell arbeiten xcolmix (Debian)
und xcoloredit, zu holen bei http://freebsd.home4u.ch/de/ oder
ftp://export.lcs.mit.edu/R5contrib/. Ein durchschnittlicher Benut-
zer kommt jedoch mit den vorgefertigten Farben aus.
Farbe Colour RGB-Vektor Hex, 8bittig
weiß white 255,255,255 #ffffff
gelb yellow 255,255,0 #ffff00
fuchsienrot magenta1 255,0,255 #ff00ff
cyan cyan1 0,255,255 #00ffff
rot red 255,0,0 #ff0000
maigrün green 0,255,0 #00ff00
blau blue1 0,0,255 #0000ff
grau grey52 133,133,133 #868686
olivgrün olive drab 107,142,35 #698e20
purpur purple 160,32,240 #9e20ef
dunkelgrün green4 0,139,0 #008a00
kastanienbraun maroon 176,48,96 #ae3061
grün green 0,255,0 #00ff00
marineblau navy blue 0,0,128 #000086
lachsrot salmon 250,128,114 #f78271
dunkelrosa hot pink 255,105,180 #ff69b6
dunkelorange dark orange 255,140,0 #ff8e00
königsblau royal blue 65,105,225 #4169df
altweiß antique white 250,235,215 #f7ebd7
ocker navajo white 255,222,173 #ffdfae
hellgrau light grey 211,211,211 #cfd3cf

Seite 323
schwarz black 0,0,0 #000000
D.3 HTML-Farben
Eine Auswahl von Farben nach dem RGB-Farbmodell, ihren Bezeichnungen
und ihren Hex-Codes, wie sie in HTML-Seiten verwendet werden. Die ersten
16 Farben können auf Webseiten über ihre englische Bezeichnung angespro-
chen werden; die Hex-Codes sollten immer richtig verstanden werden. Wei-
teres unter http:\\www.htmlhelp.com/cgi-bin/color.cgi oder http:
//www.seifert-web.de/info/bgclick.htm.
Farbe Colour Hex Code
weiß white #ffffff
schwarz black #000000
gelb yellow #ffff00
fuchsienrot magenta, fuchsia #ff00ff
cyan cyan, aqua #00ffff
rot red #ff0000
maigrün lime #00ff00
blau blue #0000ff
grau gray #808080
olivgrün olive #808000
purpur purple #800080
dunkelgrün teal #008080
kastanienbraun maroon #800000
grün green #008000
marineblau navy #000080
silbern silver #c0c0c0
lachsrot salmon #fa8072
dunkelrosa hot pink #ff69b4
dunkel orange dark orange #ff8c00
königsblau royal blue #4169e1
ocker navajo white #ffdead

Seite 324
E Die wichtigsten Linux/UNIX-Kommandos
Einzelheiten siehe Online-Referenz-Handbuch. Das wichtigste Kommando
zuerst, die übrigen nach Sachgebiet und dann alphabetisch geordnet:
man man Beschreibung zum Kommando man(1) ausgeben
man -k time man-Seiten zum Stichwort time auflisten
apropos time man-Seiten zum Stichwort time auflisten
Allgemeines
alias Alias in der Shell einrichten
alias r='fc -e -'
at Programm zu einem beliebigen Zeitpunkt starten
at 0815 Jan 24
program
EOF (meist control-d)
bdf, df, du Plattenbelegung ermitteln
df
du .
calendar Terminverwaltung (Reminder Service)
(Datei $HOME/calendar muß existieren)
calendar
crontab Tabelle für cron erzeugen
crontab crontabfile
date Datum und Zeit anzeigen
date
echo, print Argument auf stdout schreiben
echo 'Hallo, wie gehts?'
exit Shell beenden
exit
kill Signal an Prozess senden
kill process_id
kill -s SIGHUP process_id
leave an Feierabend erinnern
leave 2215
lock Terminal sperren
lock
newgrp Benutzergruppe wechseln
newgrp student
nice Priorität eines Programmes herabsetzen
nice program
nohup Programm von Sitzung abkoppeln
nohup program &
passwd Passwort ändern

Seite 325
passwd
yppasswd (in NIS-Clustern)
ps laufende Prozesse anzeigen
ps -ef
script Sitzung mitschreiben
script (beenden mit exit)
set Umgebung anzeigen
set
sh, ksh, bash Shells (Bourne, Korn, Bash)
bash
stty Terminal-Schnittstelle anzeigen
stty
su Usernamen wechseln (substituieren)
su bjalex1
tset, reset Terminal initialisieren
tset vt100
tty Terminalnamen (/dev/tty*) anzeigen
tty
who eingeloggte Benutzer auflisten
who -H
whoami, id meinen Namen anzeigen
id
xargs Argumentliste aufbauen und Kommando ausführen
ls | xargs -i -t mv {} subdir/{}
Dateien, Verzeichnisse
cd Arbeitsverzeichnis wechseln
cd
cd /usr/local/bin
chgrp Gruppe einer Datei wechseln
chgrp students file
chmod Zugriffsrechte einel Datei ändern
chmod 755 file
chown Besitzer einer Datei wechseln
chown aralex1 file
cmp, diff zwei Dateien vergleichen
cmp file1 file2
compress Datei komprimieren
compress file
uncompress file.Z
cp Datei kopieren
cp original kopie
file Dateityp ermitteln
file file
find, whereis Dateien suchen
find . -name file -print

Seite 326
gzip Datei komprimieren (GNU)
gzip file
gunzip file.gz
ln Datei linken
ln file hardlinkname
ln -s file softlinkname
ls Verzeichnisse auflisten
ls -al
ls -l /usr/local
mkdir Verzeichnis anlegen
mkdir newdir
mv Datei verschieben oder umbenennen
mv oldfilename newfilename
od (oktalen) Dump einer Datei ausgeben
od -c file
pwd Arbeitsverzeichnis anzeigen
pwd
rm, rmdir Datei oder leeres Verzeichnis löschen
rm file
rm -r dir (rekursiv)
rmdir dir
tar Datei-Archiv schreiben oder lesen
tar -cf /dev/st0 ./dir &
touch leere Datei erzeugen, Zeitstempel ändern
touch file
Kommunikation, Netz
ftp Datei Transfer
ftp ftp.ciw.uni-karlsruhe.de
hostname Hostnamen anzeigen
hostname
irc Netzgeschwätz
irc (beenden mit /quit)
kermit Datei übertragen, auch von/zu Nicht-UNIX-Anlagen
kermit (beenden mit exit)
mail,elm, Mail lesen und versenden
mutt mail wulf.alex@mvm.uni-karlsruhe.de < file
elm
mutt
netscape WWW-Browser (einer unter vielen)
netscape &
news Neuigkeiten anzeigen
news -a
nslookup Auskunft über Host
nslookup mvmpc100.ciw.uni-kalrsuhe.de
nslookup 129.13.118.100

Seite 327
ping Verbindung prüfen
ping 129.13.118.100
ssh verschlüsselte Verbindung zu Host im Netz
ssh mvmpc100.ciw.uni-karlsruhe.de
rlogin Dialog mit UNIX-Host im Netz (unverschlüsselt)
rlogin mvmpc100
telnet Dialog mit Host im Netz (unverschlüsselt)
telent mvmpc100
tin, xn Newsreader
rtin
uucp Programmpaket mit UNIX-Netzdiensten
whois Auskunft über Netzknoten
whois -h whois.internic.net gatekeeper.dec.com
write, talk Dialog mit eingeloggtem Benutzer
talk wualex1@mvmpc100
Programmieren
ar Gruppe von files archivieren
ar -r archiv.a file1 file2
cb C-Beautifier, Quelle verschönern
cb prog.c > prog.b
cc C-Compiler mit Linker
cc -o prog prog.c
ci einchecken in das RCS-System
ci mysource.c
co auschecken aus dem RCS-System
co -l mysource.c
lint C-Syntax-Prüfer
lint prog.c
make Compileraufruf vereinfachen
make (Makefile erforderlich)
sdb, xdb symbolischer Debugger
xdb (einige Dateien erforderlich)
Textverarbeitung
adjust Text formatieren (einfachst)
adjust -j -m60 textfile
awk Listengenerator
awk -f awkscript textfile (awk-Script erforderlich)
cancel Druckauftrag löschen
cancel lp-4711
cat von stdin lesen, nach stdout schreiben
cat textfile
cat file1 file2 > file.all
cat textfile

Seite 328
cut Spalten aus Tabellen auswählen
cut -f1 tablefile > newfile
ed Zeileneditor, mit diff(1) nützlich
ed textfile
emacs Editor, alternativ zum vi(1) (GNU)
emacs textfile
expand Tabs ins Spaces umwandeln
expand textfile > newfile
grep, fgrep Muster in Dateien suchen
grep -i Unix textfile
fgrep UNIX textfile
head, tail Anfang bzw. Ende eines Textfiles anzeigen
head textfile
lp, lpr Datei über Spooler ausdrucken
lp -dlp2 textfile
lpr -Plp2 textfile
lpstat, lpq Spoolerstatus anzeigen
lpstat -t
more, less Textfile schirmweise anzeigen
more textfile
ls -l | more
nroff Textformatierer
nroff nrofffile | lp
recode Filter zur Umwandlung von Zeichensätzen (GNU)
recode --help
recode -l
recode -v ascii-bs:EBCDIC-IBM textfile
sed filternder Editor
sed 's/[A-Z]/[a-z]/g' textfile > newfile
sort Textfile zeilenweise sortieren
sort liste | uniq > newfile
spell Rechtschreibung prüfen
spell spelling textfile+
tee stdout zugleich in eine Datei schreiben
who | tee whofile
tr Zeichen in Textfile ersetzen
tr -d "\015" < textfile1 > textfile2
uniq sortiertes Textfile nach doppelten Zeilen durchsuchen
sort liste | uniq > newfile
vi Bildschirm-Editor, alternativ zum emacs(1)
vi textfile
view vi(1) nur zum Lesen aufrufen
view textfile
vis Dateien mit Steuersequenzen anzeigen
vis textfile
wc Zeichen, Wörter und Zeilen zählen
wc textfile

Seite 329
F Besondere Linux/UNIX-Kommandos
F.1 vi(1)
Kommando Wirkung
esc schaltet in Kommando-Modus um
h Cursor nach links
j Cursor nach unten
k Cursor nach oben
l Cursor nach rechts
0 Cursor an Zeilenanfang
$ Cursor an Zeilenende
nG Cursor in Zeile Nr. n
G Cursor in letzte Zeile des Textes
+n Cursor n Zeilen vorwärts
-n Cursor n Zeilen rückwärts
a schreibe anschließend an Cursor
i schreibe vor Cursor
o öffne neue Zeile unterhalb Cursor
O öffne neue Zeile oberhalb Cursor
r ersetze das Zeichen auf Cursor
R ersetze Text ab Cursor
x lösche das Zeichen auf Cursor
dd lösche Cursorzeile
ndd lösche n Zeilen ab und samt Cursorzeile
nY übernimm n Zeilen in Zwischenspeicher
p schreibe Zwischenpuffer unterhalb Cursorzeile
P schreibe Zwischenpuffer oberhalb Cursorzeile
J hänge nächste Zeile an laufende an
/abc suche String abc nach Cursor
?abc suche String abc vor Cursor
n wiederhole Stringsuche
u mache letztes Kommando ungültig (undo)
% suche Gegenklammer (in Programmen)
:read file lies file ein
:w schreibe Text zurück (write, save)
:q verlasse Editor ohne write (quit)
:wq write und quit
Weitere vi-Kommandos im Referenz-Handbuch unter vi(1), in verschiede-
nen Hilfen im Netz oder in dem Buch von Morris I. Bolsky.

Seite 330
F.2 emacs(1)
Der emacs(1) kennt keine Modi, die Kommandos werden durch besondere
Tastenkombinationen erzeugt. control h, t bedeutet: zuerst die Tasten-
kombination control h eintippen, loslassen, dann t eintippen. Die Mächtig-
keit des Emacs zeigt sich daran, daß nicht ein Hilfefenster angeboten wird,
sondern ein ganzes Tutorial.
Kommando Wirkung
emacs filename Aufruf zum Editieren des Files filename
control h, t Tutorial
control h, i Manuals
control x, control s Text speichern
control x, control x Text speichern, Editor verlassen
Weitere emacs-Kommandos im Tutorial, im Referenz-Handbuch unter
emacs(1), in verschiedenen Hilfen im Netz oder in dem Buch von D. Ca-
meron und B. Rosenblatt.
F.3 joe(1)
Der joe(1) kennt keine Modi, die Kommandos werden durch besondere Tas-
tenkombinationen erzeugt. control k, h bedeutet: zuerst die Tastenkom-
bination control k eintippen, loslassen, dann h eintippen.
Kommando Wirkung
joe filename Aufruf zum Editieren des Files filename
control k, h Hilfe anzeigen
control k, x Text speichern, Editor verlassen
control c Editor ohne Speichern verlassen
Weitere joe-Kommandos im Hilfefenster, im Referenz-Handbuch unter
joe(1) oder in verschiedenen Hilfen im Netz.
F.4 Drucken
In der UNIX-Welt gibt es mehrere Systeme aus Druckdämonen und -
kommandos. Man muß sich beim System-Manager erkundigen (oder expe-
rimentell ermitteln), welches Drucksystem verwendet wird. In ihrer Funktio-
nalität ähneln sich die Systeme, in Einzelheiten und der Kommandosyntax
unterscheiden sie sich.
Aufgabe System V BSD LPRng HPDPS
Druckauftrag geben lp lpr lpr pdpr

Seite 331
Druckauftrag löschen cancel lprm lprm pdrm, pdclean
Status abfragen lpstat lpq lpq pdq
Spoolerdämon lpsched lp lp (Spooler)

Seite 332
G Zugriffsrechte (ls -l)
? d Verzeichnis (directory),
? l weicher (symbolischer) Link,
? c Character Device File,
? b Block Device File,
? p Named Pipe (FIFO),
? n Network Device File,
? s an vorderster Stelle: Socket,
? - an vorderster Stelle: reguläre Datei, sonst gleichbedeutend mit nicht
gesetztem Recht, Zahlenwert 0,
? r lesen (read), kopieren, bei Verzeichnissen: mit ls(1) auflisten, Zahlen-
wert 4,
? w schreiben (write), ändern, bei Verzeichnissen Dateien anlegen oder
löschen, Zahlenwert 2,
? x ausführen (execute, was nur bei Programmen sinnvoll ist), bei Ver-
zeichnissen mit cd(1) hinein- oder hindurchgehen (search), Zahlenwert
1,
? S bei den Besitzerrechten: Set-User-ID-Bit gesetzt, Zahlenwert 4, x nicht
gesetzt,
? s bei den Besitzerrechten: Set-User-ID-Bit gesetzt, Zahlenwert 4, x ge-
setzt,
? S bei den Gruppenrechten: Set-Group-ID-Bit gesetzt, Zahlenwert 2, x
nicht gesetzt,
? s bei den Gruppenrechten: Set-Group-ID-Bit gesetzt, Zahlenwert 2, x
gesetzt,
? T Sticky Bit gesetzt, Zahlenwert 1, x nicht gesetzt,
? t Sticky Bit, Zahlenwert 1, und x gesetzt,

Seite 333
Tabelle G.1: Zugriffsrechte von Dateien und Verzeichnissen, Beispiele
Rechte Rechte Besitzer Gruppe Rest der Welt
000 - - - - - - - - - Rechte ändern nichts nichts
700 r w x - - - - - - alles nichts nichts
600 r w - - - - - - - lesen + schreiben nichts nichts
500 r - x - - - - - - lesen + ausführen nichts nichts
400 r - - - - - - - - lesen nichts nichts
300 - w x - - - - - - schreiben + ausführen nichts nichts
200 - w - - - - - - - schreiben nichts nichts
100 - - x - - - - - - ausführen nichts nichts
750 r w x r - x - - - alles lesen + ausführen nichts
640 r w - - - - - - - lesen + schreiben lesen nichts
755 r w x r - x r - x alles lesen + ausführen lesen + ausführen
644 r w - r - - r - - lesen + schreiben lesen lesen
664 r w - r w - r - - lesen + schreiben lesen + schreiben lesen
775 r w x r w x r - x alles alles lesen + ausführen
777 r w x r w x r w x alles alles alles
1000 - - - - - - - - T nichts nichts nichts, Sticky Bit
2000 - - - - - S - - - nichts nichts, sgid-Bit nichts
4000 - - S - - - - - - nichts, suid-Bit nichts nichts
4600 r w S - - - - - - lesen + schreiben, suid-Bit nichts nichts
4700 r w s - - - - - - alles, suid-Bit nichts nichts
6750 r w s r - x - - - alles, suid-Bit lesen + ausführen, sgid-Bit nichts
4555 r - s r - x r - x lesen + ausführen, suid-Bit lesen + ausführen lesen + ausführen
7555 r - s r - s r - t lesen + ausführen, suid-Bit lesen + ausführen, sgid-Bit lesen + ausführen, Sticky Bit

Seite 334
H Linux/UNIX-Signale
Die Default-Reaktion eines Prozesses auf die meisten Signale ist seine Been-
digung; sie können aber abgefangen und umdefiniert werden. Die Signale 09,
24 und 26 können nicht abgefangen werden. Die Bezeichnungen sind nicht
ganz einheitlich. Weiteres unter signal(2), signal(5) oder signal(7).
Name Nr. Bedeutung
SIGHUP 01 hangup
SIGINT 02 interrupt (meist Break-Taste)
SIGQUIT 03 quit
SIGILL 04 illegal instruction
SIGTRAP 05 trace trap
SIGABRT 06 software generated abort
SIGIOT 06 software generated signal
SIGEMT 07 software generated signal
SIGFPE 08 floating point exception
SIGKILL 09 kill (sofortiger Selbstmord)
SIGBUS 10 bus error
SIGSEGV 11 segmentation violation
SIGSYS 12 bad argument to system call
SIGPIPE 13 write on a pipe with no one to read it
SIGALRM 14 alarm clock
SIGTERM 15 software termination (bitte Schluß machen)
SIGUSR1 16 user defined signal 1
SIGSTKFLT 16 stack fault on coprocessor
SIGUSR2 17 user defined signal 2
SIGCHLD 18 death of a child
SIGCLD 18 = SIGCHLD
SIGPWR 19 power fail
SIGINFO 19 = SIGPWR
SIGVTALRM 20 virtual timer alarm
SIGPROF 21 profiling timer alarm
SIGIO 22 asynchronous I/O signal
SIGPOLL 22 = SIGIO
SIGWINDOW 23 window change or mouse signal
SIGSTOP 24 stop
SIGTSTP 25 stop signal generated from keyboard
SIGCONT 26 continue after stop
SIGTTIN 27 background read attempt from control terminal
SIGTTOU 28 background write attempt from control terminal
SIGURG 29 urgent data arrived on an I/O channel
SIGLOST 30 NFS file lock lost
SIGXCPU 30 CPU time limit exceeded

Seite 335
SIGXFSZ 31 file size limit exceeded
Die Nr. 0 wird nicht für ein Signal verwendet. Wird sie dem Shell-Kommando
trap übergeben, so ist damit das Ende der Shell (exit) gemeint.

Seite 336
I Karlsruher Test
Nicht jedermann eignet sich für so schwierige Dinge wie die elektronische
Datenverarbeitung. Um Ihnen die Entscheidung zu erleichtern, ob Sie in die
EDV einsteigen oder sich angenehmeren Dingen widmen sollten, haben wir
ganz besonders für Sie einen Test entwickelt. Woran denken Sie bei:
Bit Bier aus der Eifel (1 Punkt)
Schraubendrehereinsatz (1)
kleinste Dateneinheit (2 Punkte)
Festplatte Was zum Essen, vom Partyservice (1)
Schallplatte (0)
Massenspeicher (2)
Menü Was zum Essen (1)
Dialogtechnik (2)
mittelalterlicher Tanz (0)
CPU politische Partei (0)
Zentralprozessor (2)
Carnevalsverein (0)
Linker Linkshänder (0)
Anhänger einer Linkspartei (1)
Programm zum Binden von Modulen (2)
IBM Ich Bin Müde (1)
International Business Machines (2)
International Brotherhood of Magicians (1)
Schnittstelle Verletzung (1)
Verbindungsstelle zweier EDV-Geräte (2)
Werkstatt eines Bartscherers (0)
Slot Steckerleiste im Computer (2)
einarmiger Bandit (1)
niederdeutsch für Kamin (0)

Seite 337
Fortran starker Lebertran (0)
Formal Trash Notation (0)
Programmiersprache (2)
Mainframe Frachtkahn auf dem Main (0)
Damit wollte Fridtjof Nansen zum Nordpol (0)
großer Computer (2)
PC Plumpsklo (Gravitationstoilette) (1)
Personal Computer (2)
Power Computing Language (0)
Puffer Was zum Essen, aus Kartoffeln (1)
Was am Eisenbahnwagen (1)
Zwischenspeicher (2)
Software Rohstoff für Softice (0)
Programme, Daten und so Zeugs (2)
was zum Trinken (0)
Port was zum Trinken (1)
Hafen (1)
Steckdose für Peripheriegeräte (2)
Strichcode maschinell lesbarer Code (2)
Geheimsprache im Rotlichtviertel (0)
Urliste in der Statistik (0)
Chip was zum Essen (1)
was zum Spielen (1)
Halbleiterbaustein (2)
Pointer Hund (1)
starker Whisky (0)
Zeiger auf Daten, Adresse (2)
Page Hotelboy (1)
englisch, Seite in einem Buch (1)
Untergliederung eines Speichers (2)
Character was manchen Politikern fehlt (1)
Schriftzeichen (2)
Wasserfall (0)

Seite 338
Betriebssystem Konzern (0)
betriebsinternes Telefonsystem (0)
wichtigstes Programm im Computer (2)
Traktor Papiereinzugsvorrichtung (2)
landwirtschaftliches Fahrzeug (1)
Zahl beim Multiplizieren (0)
Treiber Hilfsperson bei der Jagd (1)
Programm zum Ansprechen der Peripherie (2)
Vorarbeiter (0)
Animator was zum Trinken (1)
Unterhalter (1)
Programm für bewegte Grafik (2)
Hackbrett Musikinstrument (1)
Werkzeug im Hackbau (0)
Tastatur (2)
emulieren nachahmen (2)
Öl in Wasser verteilen (0)
entpflichten (0)
Font Menge von Schriftzeichen (2)
Soßengrundlage (1)
Hintergrund, Geldmenge (0)
Server Brettsegler (0)
Kellner (0)
Computer für Dienstleistungen (2)
Yabbawhap Datenkompressionsprogramm (2)
Kriegsruf der Südstadt-Indianer (0)
was zum Essen (0)
Terminal Schnittstelle Mensch - Computer (2)
Bahnhof oder Hafen (1)
Zubehör zu Drahttauwerk (1)
Ampersand Sand aus der Amper (1)
et-Zeichen, Kaufmanns-Und (2)
Untiefe im Wattenmeer (0)

Seite 339
Alias altgriechisches Epos (0)
alttestamentarischer Prophet (0)
Zweitname (2)
Buscontroller Busfahrer (0)
Busschaffner (0)
Programm zur Steuerung eines Datenbusses (2)
Algol was zum Trinken (0)
Doppelstern (1)
Programmiersprache (2)
Rom Stadt in Italien (1)
schwedisch für Rum (1)
Read only memory (2)
Dram Dynamic random access memory (2)
dänisch für Schnaps (1)
Straßenbahn (0)
Diskette Mädchen, das oft in Discos geht (0)
weiblicher Diskjockey (0)
Massenspeicher (2)
Directory oberste Etage einer Firma (0)
Inhaltsverzeichnis (2)
Kunststil zur Zeit der Franz. Revolution (0)
Dekrement was die Verdauung übrig läßt (0)
Anordnung von oben (0)
Wert, um den ein Zähler verringert wird (2)
Sprungbefehl Vorkommnis während Ihres Wehrdienstes (0)
Kommando im Pferdesport (0)
Anweisung in einem Programm (2)
Oktalzahl Maß für die Klopffestigkeit (0)
Zahl zur Basis 8 (2)
Anzahl der Oktaven einer Orgel (0)
Subroutine Kleidungsstück eines Priesters (0)
was im Unterbewußten (0)
Unterprogramm (2)

Seite 340
Spoiler Was zum Essen (0)
Posting in den Netnews (2)
Was am Auto (1)
virtuell tugendhaft (0)
die Augen betreffend (0)
nicht wirklich vorhanden, scheinbar (2)
Klammeraffe ASCII-Zeichen (2)
Bürogerät (1)
Affenart in Südamerika (0)
ESC Eisenbahner-Spar- und Creditverein (0)
Eishockeyclub (0)
escape, Fluchtsymbol (2)
Monitor Karlsruher Brauerei (0)
Fernsehsendung (1)
Bildschirmgerät, Überwachungsprogramm (2)
Unix Tütensuppe (0)
Freund von Asterix und Obelix (0)
hervorragendes Betriebssystem (2)
Joystick Computerzubehör (2)
männlicher Körperteil (0)
Hebel am Spielautomat (0)
Maus kleines Säugetier (1)
Computerzubehör (2)
junge Dame (1)
Icon russisches Heiligenbild (0)
Sinnbild (2)
Kamerafabrik (0)
Pascal französischer Mathematiker (1)
Maßeinheit für Druck (1)
Programmiersprache (2)
Wysiwyg englisch für Wolpertinger (0)
französisch für Elmentritschen (0)
what you see is what you get (2)

Seite 341
Register was in Flensburg (1)
was an der Orgel (1)
Speicher (2)
Record was im Sport (1)
englisch für Blockflöte (0)
Datensatz (2)
HP High Price (0)
Hewlett-Packard (2)
Horse Power (1)
Kermit Klebstoff (0)
Frosch aus der Muppet-Show (1)
Fileübertragungs-Protokoll (2)
Ethernet Baustoff (Asbestzement) (0)
Local Area Network (2)
Student der ETH Zürich (0)
Algorithmus Übermäßiger Genuß geistiger Getränke (0)
Krankheit (0)
Rechenvorschrift (2)
File Was zum Essen (0)
Menge von Daten (2)
Durchtriebener Kerl (0)
Bug Vorderteil eines Schiffes (1)
Fehler im Programm (2)
englisch für Wanze (1)
Router jemand mit Routine (0)
französischer LKW-Fahrer (0)
Verbindungsglied zweier Netze (2)
Zylinder Kopfbedeckung (1)
Teil einer Kolbenmaschine (1)
Unterteilung eines Plattenspeichers (2)
FTP kleine, aber liberale Partei (0)
File Transfer Protocol (2)
Floating Point Processor (0)

Seite 342
Domäne Geist(0)
Bereich (2)
Blume (0)
Bridge Kartenspiel (1)
internationales Computernetz (0)
Verbindung zweier Computernetze (2)
Email Glasur (1)
elektronische Post (2)
Sultanspalast (0)
Baum was im Wald (Wurzel unten) (1)
was auf einem Schiff (keine Wurzel) (1)
was aus der Informatik (Wurzel oben) (2)
Internet Schule mit Schlafgelegenheit (0)
Zwischenraum (0)
Weltweites Computernetz (2)
Split UNIX-Kommando (2)
kantige Steinchen (0)
Stadt in Dalmatien (1)
Mini Damenoberbekleidung (1)
kleiner Computer (2)
Frau von Mickey Mouse (0)
Cut Herrenoberbekleidung (1)
Colonia Ulpia Traiana (1)
UNIX-Kommando (2)
2B|!2B Parallelprozessor (0)
Assembler-Befehl (0)
ein Wort Hamlets (2)
Shell Filmschauspielerin (Maria S.) (0)
Kommando-Interpreter (2)
Mineralöl-Gesellschaft (1)
Slip Unterbekleidung (1)
Schlupfschuh (0)
Internet-Protokoll (2)

Seite 343
Diäresis Durchfall (0)
Diakritisches Zeichen (Umlaute) (2)
Ernährungslehre (0)
Space Bar Kneipe im Weltraum (www.spacebar.com) (0)
Maßeinheit für den Druck im Weltraum (0)
Größte Taste auf der Tastatur (2)
Popper Popcorn-Röster (0)
Mail-Programm (2)
Philosoph aus Wien (1)
Rohling Wüster Kerl (1)
Noch zu beschreibende CD/DVD (2)
Rohkost-Liebhaber (0)
Schleife Kleidungsstück (1)
Schlitterbahn (1)
Kontrollanweisung eines Programmes (2)
Alex Altlasten-Expertensystem (1)
Automatic Login Executor (1)
Globales Filesystem (1)
Altair Stern (Alpha Aquilae) (1)
Gebirge in Zentralasien (0)
früher Personal Computer (2)
Halbbitter Was zum Essen (Schokolade) (1)
Strom- und bitsparender Prozessor (0)
Was zum Trinken (0)
Eure Priorität Anrede des Priors in einem Kloster (0)
Anrede des Ersten Sekretärs im Vatikan (0)
Anrede des System-Managers (6)
Zählen Sie Ihre Punkte zusammen. Die Auswertung ergibt Folgendes:
? über 170 Punkte: Überlassen Sie das Rechnen künftig dem Computer.
? 85 bis 170 Punkte: Mit etwas Fleiß wird aus Ihnen ein EDV-Experte.
? 18 bis 84 Punkte: Machen Sie eine möglichst steile Karriere außerhalb
der EDV und suchen Sie sich fähige Mitarbeiter.
? unter 18 Punkten: Vielleicht hatten Sie schlechte Lehrer?

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J GNU Lizenzen
J.1 GNU General Public License
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licenses/licenses.html zu erreichen.
J.2 GNU Free Documentation License
Kopiert von http://www.gnu.org/copyleft/.
Version 1.2, November 2002
Copyright ©2000,2001,2002 Free Software Foundation, Inc.
59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
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nal and useful document free in the sense of freedom: to assure everyone the
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her commercially or noncommercially. Secondarily, this license preserves for
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ware, because free software needs free documentation: a free program should
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al work, regardless of subject matter or whether it is published as a printed
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struction or reference.
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cument or a portion of it, either copied verbatim, or with modifications and/or
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wings) some widely available drawing editor, and that is suitable for input to
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format whose markup, or absence of markup, has been arranged to thwart or
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format is not Transparent if used for any substantial amount of text. A copy
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without markup, Texinfo input format, LaTeX input format, SGML or XML
using a publicly available DTD, and standard-conforming simple HTML, Post-
Script or PDF designed for human modification. Examples of transparent
image formats include PNG, XCF and JPG. Opaque formats include proprie-
tary formats that can be read and edited only by proprietary word processors,
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available, and the machine-generated HTML, PostScript or PDF produced by
some word processors for output purposes only.
The Title Page means, for a printed book, the title page itself, plus such
following pages as are needed to hold, legibly, the material this license re-

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quires to appear in the title page. For works in formats which do not have
any title page as such, TTitle Pagemmeans the text near the most prominent
appearance of the work's title, preceding the beginning of the body of the text.
A section Entitled XYZ means a named subunit of the Document whose
title either is precisely XYZ or contains XYZ in parentheses following text
that translates XYZ in another language. (Here XYZ stands for a specific sec-
tion name mentioned below, such as Acknowledgements, Dedications, Endor-
sements, or History.) To Preserve the Title of such a section when you modify
the Document means that it remains a section Entitled XYZ according to this
definition.
The Document may include Warranty Disclaimers next to the notice which
states that this license applies to the Document. These Warranty Disclaimers
are considered to be included by reference in this license, but only as regards
disclaiming warranties: any other implication that these Warranty Disclai-
mers may have is void and has no effect on the meaning of this license.
2. VERBATIM COPYING
You may copy and distribute the Document in any medium, either com-
mercially or noncommercially, provided that this license, the copyright noti-
ces, and the license notice saying this license applies to the Document are
reproduced in all copies, and that you add no other conditions whatsoever to
those of this license. You may not use technical measures to obstruct or control
the reading or further copying of the copies you make or distribute. However,
you may accept compensation in exchange for copies. If you distribute a large
enough number of copies you must also follow the conditions in section 3.
You may also lend copies, under the same conditions stated above, and you
may publicly display copies.
3. COPYING IN QUANTITY
If you publish printed copies (or copies in media that commonly have prin-
ted covers) of the Document, numbering more than 100, and the Document's
license notice requires Cover Texts, you must enclose the copies in covers that
carry, clearly and legibly, all these Cover Texts: Front-Cover Texts on the front
cover, and Back-Cover Texts on the back cover. Both covers must also clearly
and legibly identify you as the publisher of these copies. The front cover must
present the full title with all words of the title equally prominent and visible.
You may add other material on the covers in addition. Copying with changes
limited to the covers, as long as they preserve the title of the Document and
satisfy these conditions, can be treated as verbatim copying in other respects.
If the required texts for either cover are too voluminous to fit legibly, you
should put the first ones listed (as many as fit reasonably) on the actual cover,
and continue the rest onto adjacent pages.
If you publish or distribute Opaque copies of the Document numbering
more than 100, you must either include a machine-readable Transparent
copy along with each Opaque copy, or state in or with each Opaque copy
a computer-network location from which the general network-using public

Seite 347
has access to download using public-standard network protocols a comple-
te Transparent copy of the Document, free of added material. If you use the
latter option, you must take reasonably prudent steps, when you begin distri-
bution of Opaque copies in quantity, to ensure that this Transparent copy will
remain thus accessible at the stated location until at least one year after the
last time you distribute an Opaque copy (directly or through your agents or
retailers) of that edition to the public.
It is requested, but not required, that you contact the authors of the Do-
cument well before redistributing any large number of copies, to give them a
chance to provide you with an updated version of the Document.
4. MODIFICATIONS
You may copy and distribute a Modified Version of the Document under
the conditions of sections 2 and 3 above, provided that you release the Mo-
dified Version under precisely this license, with the Modified Version filling
the role of the Document, thus licensing distribution and modification of the
Modified Version to whoever possesses a copy of it. In addition, you must do
these things in the Modified Version:
A. Use in the Title Page (and on the covers, if any) a title distinct from that
of the Document, and from those of previous versions (which should, if
there were any, be listed in the History section of the Document). You
may use the same title as a previous version if the original publisher of
that version gives permission.
B. List on the Title Page, as authors, one or more persons or entities re-
sponsible for authorship of the modifications in the Modified Version,
together with at least five of the principal authors of the Document (all
of its principal authors, if it has fewer than five), unless they release you
from this requirement.
C. State on the Title page the name of the publisher of the Modified Version,
as the publisher.
D. Preserve all the copyright notices of the Document.
E. Add an appropriate copyright notice for your modifications adjacent to
the other copyright notices.
F. Include, immediately after the copyright notices, a license notice giving
the public permission to use the Modified Version under the terms of this
license, in the form shown in the Addendum below.
G. Preserve in that license notice the full lists of Invariant Sections and
required Cover Texts given in the Document's license notice.
H. Include an unaltered copy of this license.
I. Preserve the section entitled History, Preserve its title, and add to it
an item stating at least the title, year, new authors, and publisher of the
Modified Version as given on the Title Page. If there is no section entitled

Seite 348
History in the Document, create one stating the title, year, authors, and
publisher of the Document as given on its Title Page, then add an item
describing the Modified Version as stated in the previous sentence.
J. Preserve the network location, if any, given in the Document for public
access to a Transparent copy of the Document, and likewise the network
locations given in the Document for previous versions it was based on.
These may be placed in the History section. You may omit a network
location for a work that was published at least four years before the
Document itself, or if the original publisher of the version it refers to
gives permission.
K. For any section entitled Acknowledgements or Dedications, Preserve the
title of the section, and preserve in the section all the substance and tone
of each of the contributor acknowledgements and/or dedications given
therein.
L. Preserve all the Invariant Sections of the Document, unaltered in their
text and in their titles. Section numbers or the equivalent are not consi-
dered part of the section titles.
M. Delete any section entitled Endorsements. Such a section may not be
included in the Modified Version.
N. Do not retitle any existing section to be entitled Endorsements or to
conflict in title with any Invariant Section.
O. Preserve any Warranty Disclaimers.
If the Modified Version includes new front-matter sections or appendices
that qualify as Secondary Sections and contain no material copied from the
Document, you may at your option designate some or all of these sections as
invariant. To do this, add their titles to the list of Invariant Sections in the
Modified Version's license notice. These titles must be distinct from any other
section titles.
You may add a section entitled Endorsements, provided it contains nothing
but endorsements of your Modified Version by various parties -- for example,
statements of peer review or that the text has been approved by an organiza-
tion as the authoritative definition of a standard.
You may add a passage of up to five words as a Front-Cover Text, and a
passage of up to 25 words as a Back-Cover Text, to the end of the list of Cover
Texts in the Modified Version. Only one passage of Front-Cover Text and one
of Back-Cover Text may be added by (or through arrangements made by) any
one entity. If the Document already includes a cover text for the same cover,
previously added by you or by arrangement made by the same entity you are
acting on behalf of, you may not add another; but you may replace the old one,
on explicit permission from the previous publisher that added the old one.
The author(s) and publisher(s) of the Document do not by this license give
permission to use their names for publicity for or to assert or imply endorse-
ment of any Modified Version.
5. COMBINING DOCUMENTS

Seite 349
You may combine the Document with other documents released under this
license, under the terms defined in section 4 above for modified versions, pro-
vided that you include in the combination all of the Invariant Sections of all
of the original documents, unmodified, and list them all as Invariant Sections
of your combined work in its license notice, and that you preserve all their
Warranty Disclaimers.
The combined work need only contain one copy of this license, and multiple
identical Invariant Sections may be replaced with a single copy. If there are
multiple Invariant Sections with the same name but different contents, make
the title of each such section unique by adding at the end of it, in parentheses,
the name of the original author or publisher of that section if known, or else a
unique number. Make the same adjustment to the section titles in the list of
Invariant Sections in the license notice of the combined work.
In the combination, you must combine any sections entitled History in
the various original documents, forming one section entitled History; likewise
combine any sections entitled Acknowledgements, and any sections entitled
Dedications. You must delete all sections entitled Endorsements.
6. COLLECTIONS OF DOCUMENTS
You may make a collection consisting of the Document and other docu-
ments released under this license, and replace the individual copies of this
license in the various documents with a single copy that is included in the col-
lection, provided that you follow the rules of this license for verbatim copying
of each of the documents in all other respects.
You may extract a single document from such a collection, and distribute it
individually under this license, provided you insert a copy of this license into
the extracted document, and follow this license in all other respects regarding
verbatim copying of that document.
7. AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS
A compilation of the Document or its derivatives with other separate and
independent documents or works, in or on a volume of a storage or distribution
medium, is called an aggregate if the copyright resulting from the compilation
is not used to limit the legal rights of the compilation's users beyond what the
individual works permit. When the Document is included in an aggregate,
this license does not apply to the other works in the aggregate which are not
themselves derivative works of the Document.
If the Cover Text requirement of section 3 is applicable to these copies
of the Document, then if the Document is less than one half of the entire
aggregate, the Document's Cover Texts may be placed on covers that bracket
the Document within the aggregate, or the electronic equivalent of covers if
the Document is in electronic form. Otherwise they must appear on printed
covers that bracket the whole aggregate.
8. TRANSLATION

Seite 350
Translation is considered a kind of modification, so you may distribute
translations of the Document under the terms of section 4. Replacing Inva-
riant Sections with translations requires special permission from their copy-
right holders, but you may include translations of some or all Invariant Sec-
tions in addition to the original versions of these Invariant Sections. You may
include a translation of this license, and all the license notices in the Docu-
ment, and any Warranty Disclaimers, provided that you also include the ori-
ginal English version of this license and the original versions of those notices
and disclaimers. In case of a disagreement between the translation and the
original version of this license or a notice or disclaimer, the original version
will prevail.
If a section in the Document is entitled Acknowledgements, Dedications,
or History, the requirement (section 4) to Preserve its title (section 1) will
typically require changing the actual title.
9. TERMINATION
You may not copy, modify, sublicense, or distribute the Document except as
expressly provided for under this license. Any other attempt to copy, modify,
sublicense or distribute the Document is void, and will automatically termina-
te your rights under this license. However, parties who have received copies,
or rights, from you under this license will not have their licenses terminated
so long as such parties remain in full compliance.
10. FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE
The Free Software Foundation may publish new, revised versions of the
GNU Free Documentation License from time to time. Such new versions will
be similar in spirit to the present version, but may differ in detail to address
new problems or concerns. See http://www.gnu.org/copyleft/.
Each version of the license is given a distinguishing version number. If
the Document specifies that a particular numbered version of this license or
any later version applies to it, you have the option of following the terms and
conditions either of that specified version or of any later version that has been
published (not as a draft) by the Free Software Foundation. If the Document
does not specify a version number of this license, you may choose any version
ever published (not as a draft) by the Free Software Foundation.
ADDENDUM: How to use this license for your documents
To use this license in a document you have written, include a copy of the
license in the Document and put the following copyright and license notices
just after the title page:
Copyright ©YEAR YOUR NAME. Permission is granted to copy,
distribute and/or modify this document under the terms of the
GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later ver-
sion published by the Free Software Foundation; with no Invariant

Seite 351
Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. A copy of
the license is included in the section entitled GNU Free Documen-
tation License.
If you have Invariant Sections, Front-Cover Texts and Back-Cover Texts,
replace the with...Texts. line with this:
with the Invariant Sections being LIST THEIR TITLES, with the
Front-Cover Texts being LIST, and with the Back-Cover Texts
being LIST.
If you have Invariant Sections without Cover Texts, or some other combi-
nation of the three, merge those two alternatives to suit the situation.
If your document contains nontrivial examples of program code, we recom-
mend releasing these examples in parallel under your choice of free software
license, such as the GNU General Public License, to permit their use in free
software.

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