Standardní proudy

Standardní vstup je standardizované rozhraní, kterým data vstupují do programu. Data na standardním vstupu program principielně může ignorovat, např. tehdy, když je spuštěn s neplatnou kombinací parametrů; programy, které se standardním vstupem nepracují, kupř. ty, jejichž agendou je kopírování, přejmenování, přesunování nebo mazání souborů, datům na něm pozornost nevěnují v principu nikdy.

O přesun dat ze standardního vstupu do paměťového prostoru programu tento žádá použitím operace (systémového volání) read nad souborovým deskriptorem 0. Pojmenování souborového deskriptoru standardního vstupu ve standardní knihovně jazyka C pro práci se vstupem a výstupem (stdio.h) je stdin a v obdobné knihovně jazyka C++ (iostream) je pro tento účel vyhrazen identifikátor std::cin.

Standardní výstup je standardizované rozhraní pro předávání výstupních dat. Žádný program není povinen data na standardní výstup zapisovat; to bez ohledu na vstupní data a parametry, s nimiž byl spuštěn. Existují programy, jež pracují se standardním vstupem a nepoužívají standardní výstup, i programy, které ignorují standardní vstup a jejichž plody odcházejí standardním výstupem; příkladem prvního případu může být klient systému řízení báze dat, který příkazy přijaté ze standardního vstupu vykoná nad databází, za příklad druhého extrému lze pokládat program pro výpis obsahu adresáře.

O to, aby data skrze standardní výstup převzal operační systém, jej program žádá uplatněním operace (systémového volání) write nad souborovým deskriptorem 1. Identifikátor standardního výstupu ve stdio.h je stdout, v iostream tomuto proudu odpovídá označení std::cout.

Standardní chybový výstup je další výstupní tok, který je zcela nezávislý na standardním výstupu, s nímž jej pojí jen podobnost názvu a směr proudění dat (z pohledu programu). Tento proud byl předurčen k distribuci chybových hlášení, v kontextu kolony se jím chyby vypisují do terminálu, ale lze jej použít k jakémukoli účelu — prezentaci kteréhokoli druhu informací, kupř. je možné vypisovat časy, ve kterých program vstoupí do jednotlivých fází zpracování vstupu. Programy z výchozí sady programů v unixových operačních systémech (tzv. tradiční unixové programy) ctí pravidlo, že zprávu zaslanou na standardní chybový výstup uvozují svým názvem a dvojtečkou. Standardní chybový vstup je možno přesměrovat na standardní výstup.

Předání dat na standardní chybový výstup program signalizuje zavoláním operace (systémového volání) write nad souborovým deskriptorem 2. Název standardního chybového výstupu ve stdio.h je stderr, knihovna iostream standardní chybový výstup vede pod dvěma identifikátory — std::cerr a std::clog.

Standardní proudy pocházejí z doby, kdy se pro komunikaci člověka s počítačem používal pouze příkazový řádek; jsou jedním z pilířů na textové rozhraní hodně dbajících unixových systémů, odkud právě pochází jejich dnes nejrozšířenější složení v podobě standardní vstup, standardní výstup, standardní chybový výstup.

Ve většině operačních systémů předcházejících Unixu se programy k vstupním a výstupním zařízením musely připojit, což na mnoha systémech byl náročný úkol, který typicky zahrnoval získání nastavení kontrolního prostředí, zpřístupnění místních souborových tabulek a určení zamýšlené skupiny dat a mimoto vyžadoval správnou obsluhu příslušné periferie (např. snímače štítků, mechaniky magnetické pásky, disketové mechaniky, řádkové tiskárny, děrovače štítků nebo dialogového terminálu). Programátor musel znát strukturu záznamu, často dokonce i sémantiku dat a detaily ovládání zařízení.

Unix přišel s několika zásadními inovacemi, mezi nimiž byl výdobytek zvaný abstraktní zařízení, který programy, potažmo programátory, při komunikaci se zařízeními oprostil od nutnosti tato zařízení rozlišovat. Složitosti byly eliminovány pomocí koncepce datového proudu — uspořádané sekvence bytů, které mohou být čteny, dokud nenastane podmínka konec souboru (EOF). Představena byla též možnost zapisovat bajty bez nutnosti předem oznámit jejich počet a strukturu.

Dalším přínosem Unixu bylo standardní automatické propojování vstupu a výstupu; předchozí operační systémy k vytvoření spojení běžně požadovaly použití nějakého, obvykle poměrně složitého, jazyka, kupř. Job Control Language (JCL).

Ačkoli standardní proudy jsou záležitostí operačních systémů, které ve svých datových strukturách pro procesy musí vyhradit místo jejich souborovým deskriptorům, a věcí programovacích jazyků, jež pro standardní proudy musí mít rozhraní, resp. vést jejich identifikátory, důležitým aspektem standardních proudů je možnost jejich využití v koloně, přičemž v možnostech jejich tvorby se kategoricky liší shelly[2] — textové shelly pro specifikaci kolon obecně nabízejí nástroje, zatímco pro běh kolony v grafických shellech kolona musí být pevně zakotvena v zastřešujícím programu[3], které tvořit uživateli nepřísluší[4]; jádro rozdílu je v tom, že v příkazovém řádku je kam další programy v koloně udat, kdežto desktopová prostředí se vyznačují spouštěním programů myší (z menu nebo ikonou na ploše), u čehož obdobná možnost není k dispozici[5].

Kvůli prostředkům pro pohodlné operativní kombinování programů do kolon jsou to právě textová rozhraní, prostřednictvím kterých se v individuálních případech[6] upotřebují tzv. filtry (neinteraktivně[7] běžící programy zpracovávající text).

Následující část výkladu se věnuje specifikům podpory standardních proudů v shellech a charakteru jejich využití zvlášť v textových a zvlášť v grafických shellech kovanými programy.

• Přesměrování
• Roura (Unix)
• Roura (software)