Co je UNIX: vývoj, funkce a aplikace operačního systému

Oficiální definice toho, co je Unix, spočívá v oblasti registrované ochranné známky The Open Group, rodiny počítačových operačních systémů a nástrojů. Pro uplatnění ochranné známky Unix musí dodavatel operačního systému platit licenční poplatek a roční licenční poplatky. Oficiálně licencované operační systémy Unix patří Apple, Oracle, AIX, IRIX (SGI) a Hewlett-Packard.

Historie systému UNIX

Abychom vysvětlili, co je Unix, je třeba začít s historií vývoje. V šedesátých letech se General Electric a Bell Labs z Mass. Tech Institute pokusily o vývoj interaktivního systému Multics, který by umožnil více uživatelům přístup k mainframe současně. Zklamáním výsledku společnosti Bell Labs opustil projekt, ale experti na výpočetní techniku ​​Ken Thompson a Dennis Ritchie se rozhodli pokračovat v práci, která skončila vývojem systému Unix.


Thompson a Ritchie byli vedeni týmem výzkumníků, kteří vyvinuli hierarchický souborový systém, interpret příkazové řádky, některé malé kancelářské programy a koncepty procesu a soubory zařízení. Měsíc Thompson spustil samostatný operační systém s assemblerem, editorem a shellem s názvem YEW-nihks, založený na dřívější verzi softwaru Multics. "Unix" byl mnohem menší a představoval systém s jedním úkolem. Před rokem 1973 byl napsán na assembleru, ale čtvrtá edice Unixu byla přepsána na C. Pak to bylo revoluční, protože operační systém byl považován za příliš obtížné psát v jazyce na vysoké úrovni. Tato zvýšená přenositelnostUnix-systémy na jiné výpočetní platformy. Na začátku osmdesátých let se Unix stala populární v akademické komunitě, po níž začaly komerční aplikace jako Solaris Technologies a Sequent používat v širším měřítku.


V pozdní 1990, síťové programátory společně vyvinuté distribuce Linuxu a BSD (BSD), vedla k rostoucí popularitě unixových systémech. Dnes je většina moderních počítačů a mobilních zařízení využívajících operační systém Unix. Moderní rozhraní Unix a specifikační rozhraní UNIX jsou vlastněny společností Open Group. Nejnovější verze certifikačního standardu UNIX V7 se stala čtvrtou verzí vydané v roce 2013.

Vlastnosti pojmů OS

Chcete-li pochopit, co je Unix, musíte zvážit jeho jedinečnost v sadě konceptů operačního systému. Hlavním důvodem je, že při ukládání dat používá hromadný text, hierarchické souborové systémy a určité typy rozhraní mezi procesory (IPC). Uživatelé Unixu mohou sdružovat softwarové nástroje a malé programy pomocí interpretace příkazového řádku. Jedná se o program na úrovni uživatelů. Vývojáři mohou napsat svůj vlastní shell a přidat nové příkazy bez nutnosti změnit samotný shell, protože používá jazyk pro interaktivní příkazy i pro skripty. Koncepty Unixu mají vliv z mnoha důvodů. Systém Unix se stal hnacím motorem vývoje internetu a transformace počítačů do síťového nástroje. Vezme v úvahu všechny typy souborů jako jednoduché byte pole, které představují zjednodušený model souboru ve srovnání s jinými operačními systémy.systémy.
Unix popularizoval hierarchický souborový systém s libovolně vloženými podadresáři. Dříve by operační systémy mohly rozdělovat úložné zařízení do úseků s pevně stanoveným počtem úrovní. Vývojáři tohoto systému si zaslouží uznání za zavedení modularity a možnosti vícenásobného využití při vývoji softwaru a propagaci softwarových nástrojů. Vytvořili také soubor kulturních pravidel pro vývoj softwaru a vyvinuli filozofii Unixu, která měla dopad na komunitu IT.

Architektura operačního systému UNIX

Unix Architecture je počítačový operační systém, který ztělesňuje filozofii Unixu. Vychází ze standardů, jako je Jednoduchá specifikace UNIX (SUS) nebo ekvivalentní standard IEEE POSIX. Podrobné zvážení toho, co je UNIX v rodině operačních systémů, začíná vysvětlením konstrukční struktury, která se skládá ze tří částí: jádra, skořápky a programy. Některé klíčové vlastnosti koncepce architektury Unix využívají jádro centralizovaného operačního systému, který řídí činnosti systému a procesů. All jaderných svobodný software organizována v oddělených procesů řízených jádro, které je hlavním centrem operačního systému Unix přiděluje čas a paměť aplikací, procesů, ukládání souborů v reakci na systémových volání.
Systémy Unix mají ohromující multitasking - několik procesů může být provedeno současně nebo v malých časových intervalech a téměř současně, akaždý proces může jádro přerušit a odstranit z jeho provedení. Soubory jsou uloženy na disku v hierarchickém souborovém systému s jednou horní oblastí v systému (kořen nebo "/") se soubory, adresáři a podadresáři. S některými výjimkami je zařízení a některé typy komunikace mezi procesy spravovány a zobrazovány jako soubory nebo pseudo-soubory v hierarchii souborového systému. Operační systém UNIX podporuje následující funkce a funkce:
  • Multitasking a multi-uživatelské rozhraní.
  • Programovací rozhraní.
  • Použití souborů jako abstrakce zařízení a jiných objektů.
  • Vestavěná síť (standard TCP /IP).
  • Trvalé procesy systémových služeb, nazvané "démony" a řízené init nebo inet.
  • Soubory a procesy

    Vše v systému UNIX je soubor nebo proces. Proces je spustitelný program identifikovaný jedinečným PID identifikátorem procesu. Soubor Unix je dataset. Jsou vytvořeny uživateli, kteří používají textové editory a překladače. Příklady souborů:
  • dokument (zpráva, abstrakt, atd.);
  • text programu je napsán v některém programovacím jazyce na vysoké úrovni;
  • instrukce, srozumitelné přímo na stroji a nejasné pro průměrného uživatele, například sadu binárních číslic;
  • obsahující informace o jeho obsahu, což může být směs jiných adresářů (podadresářů) a běžných souborů.
  • Všechny soubory Unix jsou organizovány v adresářové struktuře. Systém souborů je uspořádán v hierarchické struktuře podobně jakoobrácený strom Horní část hierarchie se tradičně nazývá kořen, psaný jako zkosený ("/").

    Textové soubory mohou být zobrazeny na obrazovce a upraveny. Pro systém UNIX je k dispozici několik programů pro úpravy textu, z nichž nejvýznamnější jsou vi a Emacs. Mnoho uživatelů používá pico, jednoduchý textový editor, který je dodáván s poštovním programem Pine. Chcete-li například jednoduše zobrazit obsah souboru, zadejte "$ pico" a pak název souboru, který chcete vytvořit.
    Funkce editace Pico jsou vyvolány současným stiskem kláves, například klávesy Ctrl a R. Pico: 33 Přesuňte se na požadovaný řádek textu a stiskněte "^ K". Celá řádek by měla zmizet.
  • Přejděte na konec textu a stiskněte "^ U". Tím se vloží nový řádek textu.
  • Psaní slov v textu se provádí pomocí "^ W".
  • Chcete-li uložit práci bez ukončení, zadejte "^ O".
  • Zadejte "^ X" pro výstup. Pokud existují nějaké nezměněné údaje, bude uživatel před opuštěním vyzván k tomu.
  • Pico nemá mnoho dalších funkcí, které jiní editoři, jako jsou vi a Emacs, jsou, ale snadno použitelné a určitě vhodné pro úpravy malých souborů.

    Unixové systémy

    Jedná se o operační systémy, které se chovají jako systémy Unix a poskytují podobné nástroje, ale nejsou licencovány společností The Open Group. Obvykle se nazývají Unix. Jedná se o různé linuxové distribuce. Například Red Hat Enterprise Linux, Ubuntu a CentOS a několik potomků operačního systémuDistribuční rodina Unix Berkeley Software. Neexistuje jednoznačná definice "Unixu", ale termín odkazuje na operační systém, který se chová jako Unix. Může se jednat o svobodný a otevřený zdrojový kód. Někteří vývojáři tvrdí, že existují tři typy. Geneticky podobné systémy se vztahují k původní databázi Bell Labs, později AT & T, například s BSD, kterou použili badatelé z Kalifornské univerzity na konci 70. a počátku 80. let. Komoditní značky a značkové podobné systémy splňují specifikaci Unix Unix. Funkční systémy, jako jsou Unix, Linux a Minix, se chovají přibližně podle specifikace. Měl by mít například program, který řídí relace přihlášení a příkazové řádky. Patentované operační systémy Unixu a podobné varianty pracují na široké škále digitálních architektur a běžně se používají na webových serverech, sálových počítačích a superpočítačích. V posledních letech se čipy, tablety a osobní počítače s Unixovými verzemi nebo variantami stávají stále oblíbenějšími.

    klíčové komponenty

    vlastní systémy a Unix varianty jsou charakterizovány několika hlavních komponent:
  • Jádro - je hlavní program na operačním systému, který řídí paměť systémová volání a další nízkoúrovňové funkce společné pro většinu aplikací, a Poskytuje ovladače pro správu hardwaru.
  • , Shell-shell - je interaktivní program, který poskytuje rozhraní mezi uživatelem a jádra. Shell interpretuje příkazy zadané uživatelem neboposkytované shell skriptem, a vysílá jejich jádra k provedení. Prostředí jsou k dispozici pro použití v Unix-jako operační systémy, které obsahují SH (Shell Bourne), bash (shell Bourne znovu), csh (membrána C), tcsh (shell TENEX C), ksh (Korn shell) a Zsh (shell Z).
  • systému souborů používá hierarchickou strukturu adresářů v kořenovém adresáři („/“), v horní části. Souborový systém je namontován na každé kořenového systému jako /N, kde domovský adresář pro každého uživatele je /N /u /a soubory spojené s programem v /n /měkké. Chcete-li zjistit, které namontované souborové systémy v systémech Unix nebo Unix, použijte příkaz mount. Většina z nich obsahuje nástroje a knihovny pro psaní, kompilaci a ladění programů na C, C ++ a Fortranu.
  • týmy Unix a Unix-jako systémy zahrnují standardní velké základní nástroje pro editaci textu, psaní, sestavování a řízení programu, zpracování, manipulaci uživatelské prostředí a získat informace o systému a jeho uživatelů. Příkazy umožňují argumentům známým jako možnosti změnit výchozí chování. Uživatelé zadávají data do příkazového řádku a pak shell provede interpretaci a přenese jádra k jejich spuštění.
  • V Unix uživatel musí použít příkazový řádek (větší kontrolu a flexibilitu), nebo GUI (snadnější).

    Účel argumenty membránu

    k interakci uživatele s UNIX pomocí speciálního programu s názvem skořápky žádající příkazy a přenáší je na nich po spuštěnívstup Skládá se ze dvou částí: název příkazu a argumenty. Některé argumenty, nazvané volby, jsou obvykle zadávány znakem "-", mění se chování příkazu určitým způsobem, zatímco jiné argumenty ukazují na objekty, jako jsou názvy souborů, počítače a uživatelé. V následujícím příkladu: $ ls -l myfile "ls" je název příkazu a "-l" a "myfile" jsou argumenty. "-L" je volba, která mění chování příkazu "ls". Ne všechny příkazy vyžadují parametry nebo argumenty. Mnoho z nich má výchozí inteligenci, když není specifikováno nic. Unix systém shell se dodává ve dvou základních variantách: shell Bourne, sh a shell C, csh. Další populární skořápky jsou odvozeny od nich, jako jsou ksh, bash, tcsh. Každý shell používá specifický znakový nebo znakový řetězec a požádá uživatele o příkaz nazvaný výchozí pozvánka na shell pro bash, symbol $. Pokud nebude uvedeno jinak, budou pracovat stejně dobře s většinou ostatních skořápek. Vzhledem k tomu, že UNIX podporuje více uživatelů najednou, musíte se před tím, než začnete používat, identifikovat v systému. Tento proces se nazývá přihlášení. Když se uživatel připojí k počítači, bude požádán, aby poskytl dvě části přihlašovacích údajů - přihlašovací jméno, které je v něm uvedeno, a heslo, které zvyšuje pravděpodobnost, že uživatel skutečně patří, je to, co volá.

    Základní příkazy UNIX

    tcsh shell má některé funkce, které pomáhají příkazům typu uživatele. Chcete-li dokončit název souboru, zadejte část názvu příkazu,soubor nebo adresář. Po stisku klávesy [Tab] tcsh shell automaticky doplní část jména. Pokud detekuje více než jedno jméno, spustí se pomocí písmen iniciovaných uživatelem, zazní pípnutí tím, že předtím, než znovu stisknete tlačítko tabulátoru, navrhnete pár dopisů. Shell ukládá seznam příkazů, které zadáte. Chcete-li příkaz opakovat, použijte kurzorová tlačítka pro posun v seznamu nahoru nebo dolů nebo zadání historie pro seznam předchozích příkazů. Mezi příklady hlavních příkazů UNIX patří následující:
  • ls: seznam souborů.
  • ls -l: zobrazí seznam souborů v dlouhém formátu.
  • cd: přepněte do adresáře nad aktuálním adresářem.
  • cp filename1 název_souboru2: zkopíruje soubor, název souboru.
  • chmod: změna práva číst, psát a spouštět soubory;
  • mkdir: vytvoří adresář.

    Aplikace terminálu

    Tato aplikace funguje, když uživatel odešle příkazy přímo do počítače, který vrací výsledek přímo uživateli. Pro tento účel existuje program, známý jako terminál nebo příkazový řádek. Co píše uživatel, je přenášeno na terminál, který vypočítává příkazy, které mají být spuštěny, a dává povel ke spuštění. V angličtině se terminál nazývá shell, protože pokrývá operační systém, aby skryl některé z jeho složitosti a zjednodušil interakci s ním. Terminál je program, který může spouštět jiné programy namísto samotných výpočtů. Nejoblíbenější terminál Unixu se nazývá Bash - od Bourne Again Shell, protože pochází z předchozí verze napsané Stephenem Burnem.Bash je výchozí terminál ve většině moderních implementacích Unixu a ve většině balíčků, které poskytují nástroje podobné systému Unix pro Windows. Použití bash nebo jiného terminálu je někdy vhodnější pro programování. Týmy jsou krátké, často jen pár znaků, jejich jména jsou často tajemná a jejich závěr je textové řetězce a ne něco vizuálního, jako je například grafika. Na druhou stranu s pomocí několika klíčů umožňuje terminál kombinovat stávající nástroje s výkonnými dopravníky a zpracovávat velké objemy dat automaticky. Tato automatizace nejen zvyšuje produktivitu práce, ale také zvyšuje reprodukovatelnost operací, protože umožňuje opakovat procesy stejným způsobem s několika jednoduchými příkazy. Kromě toho je příkazový řádek často nejsnazší způsob, jak komunikovat se vzdálenými počítači a superpočítači. Úvod do terminálu je prakticky nezbytný pro použití různých specializovaných nástrojů a zdrojů, včetně vysoce výkonných výpočetních systémů. Klastry a cloud computing systémy se stále častěji využívají při analýze vědeckých dat a schopnost komunikovat s nimi se stává nezbytnou dovedností. Uživatel může používat dovednosti, které získá na příkazové řádce, a vyřešit tak řadu vědeckých problémů a výpočetních úkolů.

    Vytvoření nových adresářů

    Nyní, když uživatel má obecnou představu o systému souborů a jak s ním pracovat, můžete začít vytvářet vlastní soubory a adresáře a ovládatje. Katalogy jsou vytvořeny pomocí mkdir a odstraněny pomocí rmdir. Chcete-li například vytvořit dva nové adresáře, napište: $ mkdir test test2.Nyní vymazat druhý adresář, který právě vytvořil: $ rmdir test2. V tomto případě rmdir odstraní pouze prázdné adresáře. Pokud adresář obsahuje soubory, musí uživatel nejprve odstranit před použitím rmdir. Kromě toho může rekurzivně odstranit adresář a jeho obsah pomocí příslušné volby příkazem rm. Pokud chcete kopírovat některé existující soubory ze zbytku systému souborů do adresáře testu, použijte příkaz cp. Než se přesunete, přesunou se do nového katalogu testů, který právě byl vytvořen. Uživatel použije tuto oblast pro experimenty, čímž minimalizuje potenciální poškození ostatních souborů v domovském adresáři:
  • $ cd test;
  • $ pwd;
  • /home /xxxxx /test.
  • Nyní můžete do testovacího adresáře zkopírovat některé soubory pomocí cp:
  • $ cp /etc /motd. $ Cp /etc /hosts;
  • $ cp /etc /skupina $ Ls.
  • Tři příkazy cp kopírují existující soubory z adresáře /etc do aktuálního adresáře (následovaný symbolem "."). Nyní soubor smazat pomocí rm:
  • $ rm group;
  • $ ls;
  • hostuje motd.
  • Poté přesuňte jeden ze souborů pomocí mv:
  • $ mv motd;
  • $ ls.
  • Vzhledem k tomu, že cp, mv rm může zničit data, nabízejí interaktivní možnost, která uživatele požádá, než bude pokračovat. Toto se nazývá volbou -i. Administrátor systému obvykle konfiguruje účet, aby tuto možnost použil ve výchozím nastavení.Pro cp a mv potřebujete dva argumenty: aktuální umístění a cíl souboru, který chcete kopírovat nebo přesunout. Cíl může být jiný soubor nebo adresář.

    Výhody vedoucího internetu

    Žádný typ operačního systému nenabízí univerzální odpovědi na všechny požadavky uživatele. Jedná se o výběr a rozhodování. Nicméně Unix má tolik výhod, že se stal nejžádanějším operačním systémem. Obecné výhody Unixu:
  • Flexibilní a lze jej instalovat na mnoho typů počítačů, včetně sálových počítačů, superpočítačů a mikropočítačů.
  • Stabilní a nezklame se tak často jako Win, takže vyžaduje menší správu a údržbu.
  • Má více vestavěných zabezpečení a oprávnění než Win.
  • Má mnohem více výpočetní síly než Win.
  • je lídrem v oblasti internetových služeb. Asi 90% uživatelů internetu používá operační systémy Unix se systémem Apache - nejpoužívanějším webovým serverem na světě, který je zdarma.
  • Aktualizace softwaru společnosti Microsoft často vyžadují, aby uživatel zakoupil nový hardware nebo software. Není to jako Unix.
  • V zásadě jsou pro nováčky počítačových mistrů velmi atraktivní volné nebo levné open source operační systémy rodiny Unix, jako je Linux a BSD, s jejich flexibilitou a ovládáním.
  • Mnoho z nichnejchytřejší programátoři vyvíjejí moderní software zdarma pro rychle rostoucí open source provoz. "
  • Unix také inspirová nový přístup k vývoji softwaru, jako je řešení problémů kombinací více jednoduchých nástrojů namísto vytváření velkých monolitických aplikací.
  • V poslední době zaznamenal Unix pokles využití, zejména díky přechodu z platformy RISC na alternativy založené na platformě x86, které zvládnou mnoho pracovních úloh Unixu s vyšším výkonem za nižší cenu. Odborníci předpovídají, že mnoho organizací bude i nadále používat systém Unix pro kritická prostředí, ale sníží jejich závislost na systému prostřednictvím strategií modernizace a konsolidace IT. Unix je nicméně stále nejlepším systémem pro mnoho aplikací, jako je software pro vertikální aplikace pro škálování a bezpečnostní prvky, o čemž svědčí řada recenzí systému Unix. Očekává se, že budoucí prodej serverů klesne, ale programy ve finančním, vládním a telekomunikačním sektoru budou i nadále stimulovat používání Unixu.

    Související publikace