Что такое unix системы. OC UNIX, основные характеристики, файловая структура
Песочница
new player 19 марта 2011 в 23:16Чем Linux отличается от UNIX, и что такое UNIX-подобная ОС?
- Чулан *
UNIX
UNIX (не стоит путать с определением «UNIX-подобная операционная система») - семейство операционных систем (Mac OS X, GNU/Linux).Первая система была разработана в 1969 в Bell Laboratories, бывшей американской корпорации.
Отличительные особенности UNIX:
- Простое конфигурирование системы путем использования простых, обычно текстовых, файлов.
- Широкое использование командной строки.
- Использование конвейеров.
Нельзя не отметить огромную историческую важность UNIX систем. В настоящее время они признаны одними из самых исторически важных ОС. В ходе разработки UNIX систем был создан язык Си.
Варианты UNIX по годам
UNIX-подобная ОС
UNIX-подобная ОС (иногда используют сокращение *nix) - система, образованная под влиянием UNIX.Слово UNIX используется как знак соответствия и как торговая марка.
Консорциум The Open Group обладает торговой маркой «UNIX», но наиболее известен как сертифицирующий орган для торговой марки UNIX. Недавно на The Open Group был пролит свет в связи с публикацией спецификации «Single UNIX Specification», стандартов которым должна удовлетворять ОС чтобы гордо называться Unix.
Вы можете взглянуть на генеалогическое древо UNIX-подобных операционных систем.
Linux
Linux - общее название UNIX-пободных операционных систем, которые разработаны в рамках проекта GNU (проект по разработке СПО). Linux работает на огромном множестве архитектур процессора, начиная от ARM заканчивая Intel x86.Наиболее известными и распространенными дистрибутивами являются Arch Linux, CentOS, Debian. Также существует много «отечественных», российских дистрибутивов - ALT Linux, ASPLinux и другие.
Возникает довольно много споров об именовании GNU/Linux.
Сторонники «open source» используют термин «Linux», а сторонники «free software» - «GNU/Linux». Я предпочитаю первый вариант. Иногда для удобства представления термина GNU/Linux используют написания «GNU+Linux», «GNU-Linux», «GNU Linux».
В отличие от коммерческих систем (MS Windows, Mac OS X) Linux не имеет географического центра разработки и определенной организации, которая владела бы системой. Сама система и программы для нее - результат работы огромных сообществ, тысяч проектов. Присоединиться к проекту или создать свой может каждый!
Вывод
Таким образом у нас поучилась цепочка: UNIX -> UNIX-подобная ОС -> Linux.Подводя итог, я могу сказать, что отличия между Linux и UNIX очевидны. UNIX - намного более широкое понятие, фундамент для построения и сертификации всех UNIX-подобных систем, а Linux - частный случай UNIX.
Теги: unix, linux, nix, линукс, юникс
Данная статья не подлежит комментированию, поскольку её автор ещё не является
Что такое Unix (для начинающих)
Дмитрий Ю. Карпов
О чем это я?
Этот опус не претендует на полноту описания. Более того, в целях упрощения сознательно опущены некоторые подробности. Сначала цикл задумывался как FAQ (ЧаВо - часто задаваемые вопросы), но видимо получится "Курс молодого бойца" или "Сержантская школа".
Я попытался дать сравнительное описание разных операционных систем - именно этого на мой взгляд не хватает большинству учебников и технических пособий.
Не дожидаясь разоблачения со стороны опытных Unix"оидов, делаю добровольное признание - я не могу претендовать на роль великого знатока Unix, а мои знания в основном вокруг FreeBSD. Надеюсь, это не помешает.
Этот файл еще долго будет находиться в состоянии "under construction". :-)
Что такое Unix?
Unix - полноценная, изначально многопользовательская, многозадачная и многотерминальная операционная система. Точнее, это целое семейство систем, почти полностью совместимых друг с другом на уровне исходных текстов программ.
Какие бывают Unix"ы и на каких машинах они запускаются?
Этот список не претендует на полноту, ибо кроме перечисленных есть еще множество менее распространенных Unix"ов и Unix-подобных систем, не говоря уже о древних Unix"ах для устаревших машин.
Условно можно выделить семейства System V и Berkeley. System V (читается "System Five") имеет несколько вариантов, последний по моим сведениям System V Release 4. Университет Berkeley славен не только разработкой BSD, но и большинства протоколов Internet. Впрочем, многие Unix"ы сочетают свойства обеих систем.
Где взять бесплатный Unix?
Каковы основные отличия Unix от других OS?
Unix состоит из ядра с включенными в него драйверами и из утилит (внешних по отношению к ядру программ). Если надо изменить конфигурацию (добавить устройство, изменить порт или прерывание), то ядро пересобирают (перелинковывают) из обьектных модулей или (напр., во FreeBSD) из исходников. /* Это не совсем верно. Некоторые параметры можно поправить без пересборки. Существуют также loadable kernel modules. */
В противоположность Unix"у Windows (если не уточняется, какая, то имеются в виду 3.11, 95 и NT) и OS/2 при загрузке фактически на ходу прилинковывают драйверы. При этом компактность собранного ядра и повторное использование общего кода на порядок ниже, чем у Unix. Кроме того, при неизменной конфигурации системы ядро Unix без переделки (потребуется изменить только стартовую часть BIOS) может быть записан в ПЗУ и выполняться _не_загружаясь_ в ОЗУ. Компактность кода особенно важна, т.к. ядро и драйверы никогда не покидают физическую оперативную память, не свопятся на диск.
Unix - самая многоплатформенная OS. WindowsNT пытается подражать ему, но пока это плохо удается - после отказа от MIPS и POWER-PC, W"NT остались всего на двух платформы - традиционная i*86 и DEC Alpha. Разумеется, переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена. Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях Unix, делающая необоснованные предположения типа "переменная integer должна занимать четыре байта", может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много порядков легче, чем например пернести с OS/2 на NT.
Почему Unix?
Unix используется как в качестве как сервера, так и рабочей станции. В номинации серверов с ним конкурируют MS WindowsNT, Novell Netware, IBM OS/2 Warp Connect, DEC VMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система имеет свою область применения, в которой она лучше других.
Unix хорош для квалифицированного (или желающего стать таковым) администратора, т.к. требует знания принципов функционирования происходящих в нем процессов. Реальная многозадачность и жесткое разделение памяти обеспечивают высокую надежность функционирования системы, хотя в производительности файл- и принт-сервисов Unix"ы уступают Netware.
Недостаточная гибкость предоставления прав доступа пользователей к файлам по сравнению с WindowsNT затрудняет организацию _на_уровне_файловой_системы_ группового доступа к данным (точнее, к файлам), что на мой взгляд компенсируется простотой реализации, а значит меньшими требованиями к аппаратуре. Впрочем, такие приложения, как SQL-сервер решают проблему группового доступа к данным своими силами, так что отсутствующая в Unix возможность запретить доступ к _файлу_ конкретному пользователю на мой взгляд является явно избыточной.
Практически все протоколы, на которых основан Internet, были разработаны под Unix, в частности стек протоколов TCP/IP придуман в университете Berkeley.
Защищенность Unix при правильном администрировании (а когда это не так?) ни в чем не уступает ни Novell, ни WindowsNT.
Важным свойством Unix, которое приближает его к мэйнфреймам, является его многотерминальность, много пользователей могут одновременно запускать программы на одной Unix-машине. Если не требуется использовать графику, можно обойтись дешевыми текстовыми терминалами (специализированными или на базе дешевых PC), подключенными по медленным линиям. В этом с ним конкурирует только VMS. Можно использовать и графические X-терминалы, когда на одном экране присутствуют окна процессов, выполняющихся на разных машинах.
В номинации рабочих станций с Unix конкурируют MS Windows*, IBM OS/2, Macintosh и Acorn RISC-OS.
Unix функционирует как на PC, так и на мощных рабочих станциях с RISC-процессорами, под Unix написаны действительно мощные САПР и геоинформационные системы. Своей масштабируемостью Unix из-за его многоплатформенности на порядок превосходит любую другую операционную систему из известных мне.
Основные понятия Unix
Unix базируется на двух основных понятиях: "процесс" и "файл". Процессы являют собой динамическую сторону системы, это субьекты; а файлы - статическую, это обьекты действия процессов. Почти весь интерфейс взаимодействия процессов с ядром и друг с другом выглядит как запись/чтение файлов. /* Хотя надо добавить такие вещи, как сигналы, разделяемая память и семафоры. */
Процессы нельзя путать с программами - одна программа (как правило с различными данными) может выполняться в разных процессах. Процессы можно весьма условно разделить на два типа - задачи и демоны. Задача - это процесс, который выполняет свою работу, стремясь побыстрее закончить ее и завершиться. Демон ждет событий, которые он должен обработать, обрабатывает произошедшие события и снова ждет; завершается он как правило по приказу другого процесса, чаще всего его убивает пользователь, дав команду "kill номер_процесса". /* В этом смысле получается, что интерактивная задача, обрабатывающая ввод пользователя, скорее похожа на демона, чем на задачу. :-) */
Файловая система
В старых Unix"ах отводилось 14 букв на имя, в новых это ограничение снято. В директории кроме имени файла находится его идентефикатор inode - целое число, определяющее номер блока, в котором записаны атрибуты файла. Среди них: номер пользователя - хозяина файла; номер группы; количество ссылок на файл (см.далее) даты и время создания, последней модификации и последнего обращения к файлу; атрибуты доступа. Атрибуты доступа содержат тип файла (см.далее), атрибуты смены прав при запуске (см.далее) и права доступа к нему для хозяина, одногрупника и остальных на чтение, запись и выполнение. Право на стирание файла определяется правом записи в вышележащую директорию.
Каждый файл (но не директория) может быть известен под несколькими именами, но обязательно лежащими на одном разделе. Все ссылки на файл равноправны; файл стирается, когда удаляется последняя ссылка на файл. Если файл открыт (для чтения и/или записи), то число ссылок на него увеличивается еще на единицу; так многие программы, открывающие временный файл, сразу удаляют его, чтобы при аварийном завершении, когда операционная система закрывает открытые процессом файлы, этот временный файл был удален операционной системой.
Есть еще одна интересная особенность файловой системы: если после создания файла запись в него шла не подряд, а с большими интервалами, то для этих интервалов место на диске не выделяется. Таким образом суммарный обьем файлов в разделе может быть больше обьема раздела, а при удалении такого файла освобождается меньше места, чем его размер.
Файлы бывают следующих типов:
- обычный файл прямого доступа;
- директория (файл, содержащий имена и идентефикаторы других файлов);
- символьный линк (строка с именем другого файла);
- блочное устройство (диск или магнитная лента);
- последовательное устройство (терминалы, последовательные и параллельные порты; диски и магнитные ленты тоже имеют интерфейс последовательного устройства)
- поименованный канал.
Специальные файлы, предназначенные для работы с устройствами, как правило, сосредоточены в директории " /dev ". Вот некоторые из них (в номинации FreeBSD):
- tty* - терминалы, в т.ч.:
- ttyv - виртуальная консоль;
- ttyd - DialIn терминал (обычно последовательный порт);
- cuaa - DialOut линия
- ttyp - сетевой псевдо-терминал;
- tty - терминал, с которым ассоциирована задача;
- wd* - жесткие диски и их подразделы, в т.ч.:
- wd - жесткий диск;
- wds - партиция этого диска (именуемая здесь "slice");
- wds - раздел партиции;
- fd - floppy-диск;
- rwd*, rfd* - то же самое, что wd* и fd*, но с последовательным доступом;
Иногда требуется, чтобы программа, запущенная пользователем, имела не права запустившего ее пользователя, а какие-то другие. В этом случае устанавливается атрибут смены прав на права пользователя - хозяина программы. (В качестве примера приведу программу, которая читает файл с вопросами и ответами и на основании прочитанного тестирует запустившего эту программу студента. Программа должна иметь право читать файл с ответами, а запустивший ее студент - нет.) Так, например, работает программа passwd, с помощью которой юзер может изсменить свой пароль. Юзер может запустить программу passwd, она может произвести изменения в системной базе данных - а пользователь не может.
В отличие от DOS, в котором полное имя файла выглядит как "диск:\путь\имя", и RISC-OS, в которой оно выглядит "-файловая_система-диск:$.путь.имя" (что вообще говоря имеет свои преимущества), Unix использует прозрачную нотацию в виде "/путь/имя". Корень отсчитывается от раздела, с которого было загружено ядро Unix. Если мы собираемся использовать другой раздел (а на загрузочном разделе как правило находится только самое необходимое для загрузки), используется команда `mount /dev/файл_раздела директория`. При этом файлы и поддиректории, ранее находившиеся в этой директории, становятся недоступными, пока не раздел не будет размонтирован (естественно, все нормальные люди используют для монтирования разделов пустые директории). Производить монтирование и размонтирование имеет право только супервизор.
При запуске каждый процесс может расчитывать, что для него уже открыты три файла, которые ему известны как стандартный ввод stdin по дескриптору 0; стандартный вывод stdout по дескриптору 1; и стандартный вывод stderr по дескриптору 2. При регистрации в системе, когда пользователь вводит имя и пароль, а ему запускается shell, все трое направлены на /dev/tty; позже любой из них может быть перенаправлен в любой файл.
Комадный интерпретатор
В Unix практически всегда входят два командных интерпретатора - sh (shell) и csh (C-подобный shell). Кроме них еще бывают bash (Bourne), ksh (Korn), и другие. Не вдаваясь в подробности, приведу общие принципы:
Все команды, кроме изменения текущей директории, установки переменных окружения (environment) и операторов структурного программирования - внешние программы. Программы эти как правило располагаются в каталогах /bin и /usr/bin. Программы системного администрирования - в каталогах /sbin и /usr/sbin.
Команда состоит из имени запускаемой программы и аргументов. Аргументы отделяются от имени команды и друг от друга пробелаим и табуляциями. Некоторые спецсимволы интерпретируются самим shell"ом. Спецсимволами являются " " ` \ ! $ ^ * ? | & ; (еще какие?).
В одной командной строке можно дать несколько команд. Команды могут быть разделены; (последовательное выполнение команд), & (асинхронное одновременное выполнение команд), | (синхронное выполнение, стандартный вывод stdout первой команды будет подан на стандартный ввод stdin второй).
Кроме того, можно брать стандартный ввод из файла, включив в качестве одного из аргументов "<файл" (без кавычек); можно направить стандартный вывод в файл, используя ">файл" (файл будет обнулен) или ">>файл" (запись будет произведена в конец файла). Сама программа не получит этого аргумента; чтобы узнать, что ввод или вывод переназначены, программа должна сама предпринять некоторые весьма нетривиальные телодвижения.
Руководства - man
Если надо получить информацию по какой-либо команде, дайте команду "man имя_команды". На экран это будет выдаваться через программу "more" - посмотрите, как с ней управляться на вашем Unix"е командой `man more`.
Дополнительная документация
), третье (GNU/Linux) и многие последующие места.
UNIX-системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения . Также, в ходе разработки Unix-систем был создан язык Си .
Среди примеров известных UNIX-подобных операционных систем: BSD , Solaris , Linux , Android , MeeGo , NeXTSTEP , Mac OS X , Apple iOS .
История
Предшественники
Первые версии UNIX были написаны на ассемблере и не имели встроенного компилятора с языком высокого уровня . Примерно в 1969 году Кен Томпсон при содействии Денниса Ритчи разработал и реализовал язык Би (B), представлявший собой упрощённый (для реализации на миникомпьютерах) вариант разработанного в языка BCPL . Би, как и BCPL, был интерпретируемым языком. В 1972 году была выпущена вторая редакция UNIX, переписанная на языке Би. В 1969-1973 годах на основе Би был разработан компилируемый язык, получивший название Си (C).
Раскол
Важной причиной раскола UNIX стала реализация в 1980 году стека протоколов TCP/IP . До этого межмашинное взаимодействие в UNIX пребывало в зачаточном состоянии - наиболее существенным способом связи был UUCP (средство копирования файлов из одной UNIX-системы в другую, изначально работавшее по телефонным сетям с помощью модемов).
Было предложено два интерфейса программирования сетевых приложений: Berkley sockets (сокет Беркли) и интерфейс транспортного уровня TLI (англ. Transport Layer Interface ).
Интерфейс Berkley sockets был разработан в университете Беркли и использовал стек протоколов TCP/IP , разработанный там же. TLI был создан AT&T в соответствии с определением транспортного уровня модели OSI и впервые появился в системе System V версии 3. Хотя эта версия содержала TLI и потоки, первоначально в ней не было реализации TCP/IP или других сетевых протоколов, но подобные реализации предоставлялись сторонними фирмами.
Реализация TCP/IP официально и окончательно была включена в базовую поставку System V версии 4. Это, как и другие соображения (по большей части, рыночные), вызвало окончательное размежевание между двумя ветвями UNIX - BSD (университета Беркли) и System V (коммерческая версия от AT&T). Впоследствии, многие компании, лицензировав System V у AT&T, разработали собственные коммерческие разновидности UNIX, такие как AIX , CLIX, HP-UX , IRIX , Solaris .
Современные реализации UNIX, как правило, не являются системами V или BSD в чистом виде. Они реализуют возможности как System V, так и BSD.
Свободные UNIX-подобные операционные системы
В настоящий момент GNU/Linux и представители семейства BSD быстро отвоёвывают рынок у коммерческих UNIX-систем и одновременно проникают как на настольные компьютеры конечных пользователей, так и на мобильные и встраиваемые системы.
Проприетарные системы
Влияние UNIX на эволюцию операционных систем
Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС.
Широко используемый в системном программировании язык Си , созданный изначально для разработки UNIX, превзошёл UNIX по популярности. Язык Си был первым «веротерпимым» языком, который не пытался навязать программисту тот или иной стиль программирования. Си был первым высокоуровневым языком, предоставляющим доступ ко всем возможностям процессора , таким как ссылки , таблицы , битовые сдвиги , инкременты и т. п. С другой стороны, свобода языка Си приводила к ошибкам переполнения буфера в таких функциях стандартной библиотеки Си, как gets и scanf. Результатом стали многие печально известные уязвимости, например, та, что эксплуатировалась в знаменитом черве Морриса .
Первые разработчики UNIX способствовали внедрению принципов модульного программирования и повторного использования в инженерную практику.
UNIX предоставлял возможность использования протоколов TCP/IP на сравнительно недорогих компьютерах, что привело к быстрому росту Интернета . Это, в свою очередь, способствовало быстрому обнаружению нескольких крупных уязвимостей в системе безопасности, архитектуре и системных утилитах UNIX.
Со временем ведущие разработчики UNIX разработали культурные нормы разработки программного обеспечения, которые стали столь же важны, как и сам UNIX. ( )
Социальная роль в сообществе ИТ-профессионалов и историческая роль
Первоначальные UNIX работали на крупных многопользовательских компьютерах, к которым также предлагались и проприетарные ОС от производителя оборудования, такие как RSX-11 и ее потомок VMS . Невзирая на то, что по ряду мнений тогдашний UNIX имел недостатки по сравнению с данными ОС (например, отсутствие серьёзных движков баз данных), он был а) дешевле, а иногда и бесплатен для академических учреждений б) был портируем с оборудования на оборудование, и разработан на портируемом языке Си, что «отвязывало» разработку программ от конкретной аппаратуры. Кроме того, «отвязанным» от аппаратуры и производителя оказался и опыт пользователя - человек, работавший с UNIX на VAX, легко работал с ней же и на 68xxx, и так далее.
Производители аппаратуры в то время часто прохладно относились к UNIX, считая ее игрушечной, и предлагая свою проприетарную ОС для серьёзной работы - в первую очередь СУБД и основанных на них бизнес-приложений в коммерческих структурах. Известны комментарии по этому поводу от DEC по поводу ее VMS . К этому прислушивались корпорации, но не академическая среда, которая имела все для себя необходимое в UNIX, зачастую не требовала официальной поддержки от производителя, справляясь своими силами, и ценила дешевизну и переносимость UNIX.
Таким образом, UNIX была едва ли не первой переносимой на разную аппаратуру ОС.
Вторым резким взлетом UNIX было появление RISC -процессоров около 1989 года. Еще до того существовали т. н. workstations - персональные однопользовательские компьютеры большой мощности, имеющие достаточный объем памяти, жесткого диска и достаточно развитую ОС (многозадачность, защита памяти) для работы с серьёзными приложениями, такими, как CADы. Среди производителей таких машин выделялась компания Sun Microsystems , сделавшая себе на них имя.
До появления RISC-процессоров в этих станциях обычно использовался процессор Motorola 68xxx, тот же, что и в компьютерах фирмы Apple (хотя и под более развитой операционной системой, чем у Apple).
Около 1989 года на рынке появились коммерческие реализации процессоров RISC -архитектуры. Логичным решением ряда компаний (Sun и других) был перенос UNIX на эти архитектуры, что немедленно повлекло за собой и перенос всей экосистемы ПО для UNIX.
Проприетарные серьёзные ОС, такие как VMS , начали свой закат именно с этого момента (даже если и удалось перенести на RISC саму ОС, все было намного сложнее с приложениями под нее, которые в этих экосистемах зачастую разрабатывались на ассемблере или же на проприетарных языках типа BLISS), и UNIX стал ОС для самых мощных компьютеров в мире.
Однако в это время экосистема PC начала переходить на GUI в лице Windows 3.0. Огромные преимущества GUI, а также, например, унифицированная поддержка всех типов принтеров, были оценены и разработчиками, и пользователями. Это сильно подорвало позиции UNIX на рынке - реализации такие, как SCO и Interactive UNIX, не справлялись с поддержкой Windows-приложений. Что же касается GUI для UNIX, называемого X11 (были и иные реализации, много менее популярные), то он не мог полноценно работать на обычной пользовательской PC ввиду требований к памяти - для нормальной работы X11 требовалось 16 МБ, в то время как Windows 3.1 с достаточной производительностью исполняла и Word, и Excel одновременно в 8 МБ (это стало стандартным размером памяти PC в то время). При высоких ценах на память это было лимитирующим фактором.
Успех Windows дал импульс внутреннему проекту Microsoft под названием Windows NT, которая была совместима с Windows по API, но при этом имела все те же архитектурные особенности серьёзной ОС, что и UNIX - многозадачность, полноценную защиту памяти, поддержку многопроцессорных машин, права доступа к файлам и директориям, системный журнал. Также Windows NT представила журнальную файловую систему NTFS, которая по возможностям на тот момент превышала все стандартно поставляемые с UNIX файловые системы - аналоги под UNIX были только отдельными коммерческими продуктами от Veritas и других.
Хотя Windows NT и не была популярна первоначально из-за высоких требований к памяти (те же 16 МБ), она позволила Microsoft выйти на рынок решений для серверов, например, СУБД. Многие в то время не верили в возможность Microsoft, традиционно специализирующейся на настольном ПО, быть игроком на рынке ПО масштаба предприятия, где уже были свои громкие имена, такие как Oracle и Sun. К этому сомнению добавлялся тот факт, что СУБД Microsoft - SQL Server - начинался как упрощенная версия Sybase SQL Server, лицензированная у Sybase и на 99 % совместимая по всем аспектам работы с ним.
Во второй половине 1990-х годов Microsoft начал теснить UNIX и на рынке корпоративных серверов.
Совокупность вышеперечисленных факторов, а также огромное падение цены на 3D-видеопроцессоры, ставшими из профессионального оборудования домашним, по сути убила само понятие workstation к началу 2000-ных годов.
Кроме того, системы Microsoft проще в управлении, особенно в типовых сценариях использования.
Но в данный момент начался третий резкий взлет UNIX.
Кроме того, Столлман и его товарищи, прекрасно понимая, что для успеха не завязанного на корпорации программного обеспечения необходимы не проприетарные средства разработки, разработал набор компиляторов для различных языков программирования (gcc), что вместе с разработанными ранее утилитами GNU (замена стандартных утилит UNIX) составило необходимый и достаточно мощный пакет программ для разработчика.
Для создания полностью свободного UNIX не хватало по сути только ядра ОС. И оно было разработано финским студентом Линусом Торвалдсом. Ядро было разработано «с нуля» и не является с точки зрения исходного кода деривативом ни BSD, ни System V (хотя концепты таки заимствовались, например, Linux имел функции namei и bread), однако по ряду нюансов (системные вызовы, богатая /proc, отсутствие sysctk) - больше тяготеет к последней.
- POSIX 1003.2-1992, определяющий поведение утилит, в том числе командного интерпретатора;
- POSIX 1003.1b-1993, дополняющий POSIX 1003.1-1988, - определяет поддержку систем реального времени;
- POSIX 1003.1c-1995, дополняющий POSIX 1003.1-1988, - определяет нити (threads), известные также как pthreads.
Все стандарты POSIX объединены в документе IEEE 1003.
В целях совместимости несколько создателей UNIX-систем предложили использовать ELF - формат систем SVR4 для двоичных и объектных файлов . Единый формат полностью обеспечивает соответствие двоичных файлов в рамках одной компьютерной архитектуры.
Структура каталогов некоторых систем, в частности, GNU/Linux , определена в стандарте Filesystem Hierarchy Standard . Однако, во многих отношениях этот тип стандарта является спорным, и он, даже внутри сообщества GNU/Linux, далеко не универсален.
Стандартные команды ОС UNIX
- Создание и навигация по файлам и каталогам: touch , , , , , , pwd , , mkdir , rmdir , find , ;
- Просмотр и редактирование файлов: more , less , , ex, , emacs ;
- Обработка текста: echo , cat , grep , sort , uniq , sed , awk , tee , head , tail , cut , , split , printf ;
- Сравнение файлов: comm , cmp , diff , patch ;
- Разнообразные утилиты командного интерпретатора: yes , test , xargs , expr ;
- Системное администрирование: chmod , chown , , , , who , , mount , umount ;
- Коммуникации: mail , telnet, ftp , finger, rsh, ssh;
- Командные оболочки : , bash , csh , ksh , tcsh , zsh ;
- Работа с исходным кодом и объектным кодом: cc, gcc , ld, , yacc , bison , lex , flex , ar, ranlib, make ;
- Сжатие и архивация: compress, uncompress, gzip , gunzip , tar
- Работа с двоичными файлами: , strings
Ниже приведён список 60 команд из раздела 1 первой версии UNIX:
- b, bas , bcd, boot
- cat , chdir , check, chmod , chown , cmp ,
- date , db, dbppt, , , dsw, dtf,
- mail , mesg , mkdir , mkfs, mount ,
- rew, rkd, rkf, rkl, , rmdir , roff
Примечания
См. также
| UNIX в Викиучебнике | |
| UNIX в Викицитатнике |
- Перевод
Проект МАС (Multiple Access Computer, Machine-Aided Cognition, Man and Computer) начался как чисто исследовательский в MIT в 1963 году. Потом он разросся в лабораторию компьютерных наук (LCS), а в наши дни назыается Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта
В начале 60-х был всплеск интереса к системам с разделением времени. Джон МакКарти написал заметку под заглавием “Программа для оператора с разделением времени для проекта IBM 709” в 1959 году. Корбато, Мервин-Даггет и Далей в 1962 году написали в статье, что “мы на пороге третьего глобального изменения к подходу использования компьюьтеров, из-за разделения времени”. Сначала это рассматривали как способ поднять эффективность использования компьютера, но очень быстро пришли к идее многопользовательской системы. Деннис Ритчи потом скажет, что самый медленный этап в цикле “написать-скомпилировать-выполнить-отладить” стал определяться человеком, а не машиной.
В рамках проекта МАС получился значительный вклад в системы с разделяемым временем, включая разработку операционной системы (тогда таких слов не было, но давайте так говорить для определенности - прим. перев.) CTSS (Compatible Time-Sharing System). Во второй половине 60-х было создано несколько других систем с разделением времени, например BBN, DTSS, JOSS, SDC, и пр. Но все это не имеет отношения к этой статье. А вот Multiplexed Information and Computing Service (MULTICS) - имеет.
Multics
Это совместная разработка MIT, Bell Telephone Laboratories (BTL) и General Electric (GE) по созданию ОС с разделением времени для компьютера GE-645.В то время “использовать компьютер” значило практически исключительно “программировать”. То есть, необходимо было более эффективно выполнять упомянутый выше цикл «написать-отладить».
Multics должен был стать прикладным ПО, которое может поддерживать до 1000 пользователей одновременно. Еще из ТЗ (цитируется по “Введению и обзору в систему Multics”, Корбато, Высоцкий, 1965):
- Работа в режиме 24х7 без сбоев
- Наличие фреймворка, который можно будет дописать и усовершенствовать по мере надобности
- Поддержка различных языков программирования и интерфейсов пользователя. Саму систему писали в основном на языке высокого уровня PL/I.
- Поддержка широкого набора приложений
- Поддержка удобного, гибкого и быстрого удаленного доступа
- Иметь иерархическую структуру контроля, распределения ресурсов и авторизации
- Иметь надежную ФС
- Поддержка управления доступа к данным
- Наличие онлайн-документации
UNIX
Хотя BTL вышел из проекта, некоторые его сотрудники захотели продолжить самостоятельно. Например, Кен Томпсон, Деннис Ритчи, Стью Фельдман, Дуг МакИлрой, Боб Моррис, Джо Оссанна. Томпсон работал над игрой Space Travel на GE-635. Ее написали сначала для Multics, а потом переписали на Фортране под GECOS на GE-635. Игра моделировала тела Солнечной системы, а игроку надо было посадить корабль куда-нибудь на планету или спутник. Ни софт, ни железо этого компьютера не годились для такой игры. Томпсон искал альтернативу, и переписал игру под бесхозный PDP-7. Память была объемом 8К 18-битных слов, и еще был процессор векторного дисплея для вывода красивой для того времени графики. Томпсон с помощью Ритчи переписал игру для PDP-7 на ассемблере. В процессе работы также получился софтверный блок работы с плавающей запятой. Игра работала на голом железе, без ОС.Нулевое издание (конец 1969 года)
Томпсон и Ритчи полностью вели разработку на кросс-ассемблере на GE и переносили код на перфолентах. Томпсону это активно не нравилось, и он начал писать ОС для PDP-7, начиная с файловой системы. Система стала собираться на самой себе в конце 1969 года. Уже было ядро, редактор, ассемблер, простенький шелл и файловые утилиты типа cat , cp , rm . Это был UNICS, название - тонкий троллинг Multics. Потом оно мутировало в UNIX. Это можно считать нулевым изданием.Первая версия команды cp обрабатывала аргументы попарно:
# cp file11 file12 file21 file22 ...
Команда dsw (delete using switches) позволяла интерактивно удалять файлы.
Влияние Multics и еще более ранней системы CTSS на современные юниксоподобные системы:
- Шелл, в Multics он прямо так и назывался - shell. В UNIX подстановка результата выглядит как `command`, а в Multics - .
- Многие команды типа ls , pwd , chdir (cwd в Multics), mail , man (help в Multics).
- Конфигурация через файлы rc . В CTSS была программа RUNCOM .
- roff , команда для рендеринга текста. В CTSS и Multics документация готовилась командой RUNOFF
- Файл как простой поток байтов
- Текст как поток символов и переводов строки
- Древовидная файловая система
- API для доступа к диску, которое скрывает низкоуровневые особенности железа
- Структура аргументов для функций ввода-вывода включает в себя хендлер файла, буфер и количество символов
- Перенаправление ввода-вывода
У PDP-7 UNIX была файловая система с inodes, но они содержали очень мало информации - список физических блоков и минимальные метаданные: размер, время создания и тип файла. Специальные файлы и каталоги поддерживались, но не было путей к файлам. Зато была буферизация. Еще из существенных ограничений:
- Создавать каталоги и специальные файлы можно только при создании файловой системы, потом нельзя
- Может быть только один диск
- Не поддерживалась мультипрограммность. В каждый момент времени в памяти может быть только одна программа
- Физическое обращение к диску полностью блокировало систему
- Не было вызовов fork, exec, wait. Шелл работал через костыли: при запуске программы шелл завершался, программа при своем завершении должна была запустить шелл заново.
UNIX также работал на PDP-9. В 1969 году также запустили первый узел ARPANET и опубликовали первый RFC.
Группа разработчиков UNIX уболтала BTL купить более продвинутый компьютер, PDP-11/20 с 24 Кб памяти. Они пообещали написать систему правки и редактирования документации для запуска без ОС, а UNIX использовать только для разработки. UNIX на новом компьютере запустили в начале 1971 года. 12 Кб памяти было занято ядром, еще немного - программами, а все остально ушло под рамдрайв.
Первое издание (ноябрь 1971 года)
Первое издание работало на PDP-11/20 без MMU и аппаратной защиты памяти. Так что стабильность работы и устойчивость к сбоям была не на высоте. Мультипрограммности тоже не было, но пути к файлам уже появились. Была документация к таким системным вызовам: break, cemt, chdir, chmod, chown, close, creat, exec, exit, fork, fstat, getuid, gtty, ilgins, intr, link, mkdir, mount, open, quit, read, rele, seek, setuid, smdate, stat, stime, stty, tell, time, umount, unlink, wait, write.Из языков программирования поддерживались ассемблер, B, BASIC, FORTRAN. С еще не было.
Файлы среды разработки на В и ассемблере:
/bin/as ассемблер. Файл вывода по умолчанию называется a.out
/bin/ld редактор ссылок (по контексту скорее линковщик, но из оригинала такой перевод получить очень затруднительно - прим. перев.)
. В одной директории может одновременно работать только один пользователь из-за конфликта временных файлов
/bin/nm выводит таблицу символов из результата работы ассемблера или загрузчика
/bin/strip удаляет лишние символы из бинарников
/bin/un выводит список не определенных в программе символов
/etc/as2 второй проход ассемблера
/etc/ba ассемблер B (prog.i -> prog.s)
/etc/bc компилятор B (prog.b -> prog.i)
/etc/bilib библиотека интерпретатора В
/etc/brt1, /etc/brt2 рантайм В
/etc/liba.a ассемблерные подпрограммы
/etc/libb.a библиотека подпрограмм для В
/usr/b/rc шелл-скрипт для компиляции программы на В в бинарник. Работает по цепочке program.b -> program.i -> program.s -> a.out
В первом издании нигде не упомянут копирайт. Документация представляла собой внушительный семитомник: cm.bell-labs.com/cm/cs/who/dmr/1stEdman.html . Краткое содержание:
- Команды. Программы, которые вызывает непосредственно пользователь
- Системные вызовы. Вызывются через специальную команду процессора
- Подпрограммы. Вызываются пользовательскими программами
- Специальные файлы
- Форматы файлов
- Разное
Каждая логическая страница мануала называлась man page и содержала заглавие, краткое описание, текст, список затрагиваемых файлов, ссылки, диагностику, баги и автора. Документацию готовили в редакторе ed и форматировали программой roff . Самая первая страница была посвящена команде cat .
Второе издание (июнь 1972 года)
Во втором издании добавили компилятор С, сс. Он был написан на другом языке. Появились новые команды и системные вызовы: :(1), cc, echo(1), exit(1), goto(1), if(1), login(1), m6(1), man(1), mt(1), opr(1), stty(1), tmg(1), tss(1), kill(2), sleep(2), sync(2), atan(3), hypot(3), nlist(3), qsort(3), salloc(3), and sqrt(3).
:(1) Ничего не делает. Изначально это была метка для goto, нужно было научить шелл игнорировать такие строки
cc(1) компилятор С
m6(1) макропроцессор общего назначения
opr(1) отправляет задание на печать
tmg(1) компилятор компиляторов. TMG - это язык для написания компиляторов.
tss(1) интерфейс для удаленного доступа к ОС Honeywell TSS.
salloc(3) библиотека для работы со строками произвольной длины
Во втором издании все также не было ни мультипрограммности, ни защиты памяти, зато появился копирайт
Третье издание (Февраль 1973)
Эта версия заработала на PDP-11/45 с защитой памяти и поддержкой большого ее объема - до 256 Кб.Из новых фич следует обратить внимание на конвейеры и мультипрограммность. Кроме того:
cdb(1) дебаггер С
crypt(3) процедура шифрования паролей
proof(1) прото-diff
ps(8) список процессов
sno(1) компилятор и интерпретатор SNOBOL III
speak(1) Синтезатор речи. На вход получает поток слов, выдает их произношение
typo(1) цитата из мануала: "… ищет в документе редкие слова, опечатки и