Co je unix: vývoj, funkce a aplikace operačního systému

Oficiální definice toho, co je Unix, leží v rovině registrované ochranné známky The Open Group, rodiny počítačových operačních systémů a nástrojů. Aby bylo možné uplatnit ochrannou známku Unix, musí poskytovatel operačního systému zaplatit licenční poplatek a roční licenční poplatky. Oficiálně licencované operační systémy Unix zahrnují Apple, Oracle, AIX, IRIX (SGI) a Hewlett-Packard.

Historie Unixu

Abychom vysvětlili, co je Unix, musíme začít s historií vývoje. V šedesátých letech se General Electric a Bell Labs mit pokusily vyvinout interaktivní systém Multics, který by umožnil více uživatelům přístup k sálovému počítači současně. Frustrovaný výsledkem, Bell Labs opustil projekt, ale počítačoví profesionálové Ken Thompson a Dennis Ritchie se rozhodli pokračovat v práci, která vyvrcholila vývojem Unixu.

Thompson a Ritchie vedli tým výzkumníků, aby vyvinuli hierarchický souborový systém, tlumočníka příkazového řádku, některé malé nástroje a koncepty procesů a souborů zařízení.

O měsíc později Thompson nasadil soběstačný OS s assemblerem, editorem a obalem s názvem YEW-nihks na základě dřívější verze Multics. "Unix" byl mnohem menší a představoval systém s jedním úkolem.

Před rokem 1973 byl napsán v assembleru, ale čtvrté vydání Unixu bylo přepsáno do C. Tehdy to bylo revoluční, protože OS byly považovány za příliš obtížné psát v jazyce na vysoké úrovni. To zvýšilo přenositelnost unixového systému na jiné výpočetní platformy. Na počátku 80. let "Unix" získal popularitu v akademické sféře, poté ji komerční startupy jako Solaris Technologies a Sequent začaly používat ve větším měřítku.

Na konci 90. let síť programátorů společně vyvinula distribuce Linuxu a Berkeley Software Distribution (BSD), což vedlo k rostoucí popularitě unixových systémů. Dnes většina moderních počítačových a mobilních zařízení používá operační systém "Unix".

Současné "Unix" a rozhraní Single UNIX Specification je majetkem The Open Group. Nejnovější verze certifikačního standardu UNIX v7 byla čtvrtou úpravou vydanou v roce 2013.

Funkce konceptů OS

Abychom pochopili, co je Unix, musíme zvážit jeho jedinečnost v sadě konceptů operačních systémů. Hlavní věc v něm je, že při ukládání dat používá prostý text, hierarchické souborové systémy a určité druhy interakcí mezi procesory (IPC).

Uživatelé Unixu mohou propojit softwarové nástroje a malé programy pomocí tlumočníka příkazového řádku. Toto je program na úrovni uživatele. Vývojáři mohou psát svůj vlastní shell a přidávat nové příkazy beze změny samotného shellu, protože používá stejný jazyk pro interaktivní příkazy jako pro scénáře.

Unixové koncepty jsou vlivné z mnoha důvodů. Systém Unix se stal hybnou silou vývoje internetu a přeměny počítačů na síťový nástroj. Považuje všechny typy souborů za jednoduchá bajtová pole, která představují zjednodušený model souborů ve srovnání s jinými operačními systémy.

Unix popularizoval hierarchický souborový systém s libovolně vnořenými podadresáři. Dříve mohly operační systémy rozdělit úložné zařízení na oddíly pouze s pevným počtem úrovní.

Vývojáři tohoto systému si zaslouží uznání za zavedení modularity a možnosti opakovaného použití do praxe vývoje softwaru a podporu pohybu softwarových nástrojů. Vytvořili také sadu kulturních pravidel pro vývoj softwaru a vyvinuli unixovou filozofii, která ovlivnila it komunitu.

Architektura operačního systému UNIX

Architektura Unix je počítačový operační systém, který ztělesňuje filozofii Unixu. Dodržuje standardy jako Single UNIX Specification (SUS) nebo podobné POSIX IEEE.

Podrobná úvaha o tom, co je UNIX v rodině operačních systémů, začíná vysvětlením konstrukční struktury složené ze tří částí: jádra, shellu a programů.

Některé klíčové rysy konceptu unixové architektury používají jádro centralizovaného operačního systému, které řídí činnosti systému a procesů. Veškerý nejaderný software je organizován do samostatných procesů řízených jádrem, které je centrem operačního systému, přiděluje Unix čas a paměť programům, zpracovává ukládání souborů v reakci na systémová volání.

Unixové systémy mají preferenční multitasking-více procesů lze provádět současně nebo v malých časových intervalech a téměř současně a jakýkoli proces může být jádrem přerušen a vyřazen z jeho provádění. Soubory jsou uloženy na disku v hierarchickém souborovém systému, s jedním horním umístěním v celém systému (root, nebo "/"), se soubory, adresáři a podadresáři. Až na několik výjimek jsou zařízení a některé typy komunikace mezi procesy spravovány a zobrazeny jako soubory nebo pseudo soubory v hierarchii souborového systému.

Operační systém UNIX podporuje následující funkce a funkce:

1. Multitasking a víceuživatelské rozhraní.
2. Programovací rozhraní.
3. Použití souborů jako abstrakce zařízení a dalších objektů.
4. Vestavěná síť (standard TCP / IP).
5. Trvalé systémové servisní procesy zvané "démon" a spravované init nebo inet.

Soubory a procesy

Vše v Unixu je buď soubor, nebo proces. Proces je spustitelný program identifikovaný jedinečným identifikátorem procesu PID. Soubor Unix je datová sada. Jsou vytvářeny uživateli pomocí textových editorů a běžících kompilátorů.

Ukázkové soubory:

• dokument (zpráva, abstrakt atd.d.);
• text programu napsaný v jakémkoli programovací jazyk na vysoké úrovni;
• pokyny srozumitelné přímo pro stroj a nepochopitelné pro běžného uživatele, například sada binárních číslic;
• adresář obsahující informace o jeho obsahu, který může být směsí jiných adresářů (podadresářů) a běžných souborů.

Všechny soubory Unix jsou seskupeny do adresářové struktury. Souborový systém je uspořádán do hierarchické struktury podobné obrácenému stromu. Vrchol hierarchie se tradičně nazývá root, psaný jako lomítko ("/").

Textové soubory lze zobrazit na obrazovce a upravovat. Pro UNIX je k dispozici několik programů pro úpravy textu, mezi nejvýznamnější patří vi a Emacs. Mnoho uživatelů používá Pico, jednoduchý textový editor, který je dodáván s e-mailovým programem "Pine". Například pro jednoduché zobrazení obsahu souboru, zadejte "$pico", a pak název souboru, který chcete vytvořit.

Funkce úprav v pico se nazývají současným stisknutím kláves, například Ctrl A R.

Funkce řezání a vkládání pico:

1. Přejděte na požadovaný řádek textu a stiskněte "^k". Celý řádek by měl zmizet.
2. Přejděte na konec textu a stiskněte "^u". Tím se vloží řádek textu na nové místo.
3. Psaní slov v textu se provádí pomocí"^w".
4. Chcete-li uložit práci bez ukončení, zadejte "^o".
5. Pro ukončení zadejte"^X". Pokud existuje jakákoli neměnná data, uživatel bude vyzván, aby to udělal před ukončením.

Pico nemá mnoho pokročilých funkcí, které mají ostatní editoři jako vi a Emacs, ale je snadno použitelný a určitě vhodný pro úpravy malých souborů.

Unixové systémy

Patří mezi ně operační systémy vedoucí sebe jako unixové systémy a poskytující podobné nástroje, ale ne licencované The Open Group. Obvykle se nazývají unixové. Jedná se o různé distribuce Linuxu. Například Red Hat Enterprise Linux, Ubuntu a CentOS a několik potomků operačního systému rodiny Unix-Berkeley Software Distribution.

Žádná jasná definice "Unix"-podobný software, ale termín odkazuje na OS, který se chová jako Unix. To může odkazovat na jeho volný a otevřený zdroj. Někteří vývojáři softwaru tvrdí, že existují tři typy. Geneticky podobné systémy jsou spojeny s původní základnou Bell Labs, později AT&T, například s BSD, na kterých vědci z Kalifornské univerzity pracovali koncem 70. a počátkem 80. let.

Obchodní značky a značkové systémy, jako je tento, splňují jednu specifikaci "Unix". Funkční systémy, například Unix, Linux a Minix, se chovají zhruba podle specifikace. Například musí mít program, který řídí relace přihlášení a příkazového řádku.

Patentované operační systémy "Unix" a podobné možnosti fungují na široké škále digitálních architektur a běžně se používají na webových serverech, sálových počítačích a superpočítačích. V posledních letech chytré telefony, tablety a PC se spuštěnými verzemi nebo variantami je Unix stále populárnější.

Klíčové komponenty

Nativní systémy Unix a jejich varianty se vyznačují několika základními komponenty:

1. Jádro-je hlavní program pro správu operačního systému, který spravuje paměť, systémová volání a další funkce na nízké úrovni společné většině programů a poskytuje ovladače pro správu hardwaru.
2. Shell shell je interaktivní program, který poskytuje rozhraní mezi uživatelem a jádrem. Shell interpretuje příkazy zadané uživatelem nebo poskytované skriptem prostředí a předá je jádru k provedení. Skořápky dostupné pro použití v Unixu a podobných operačních systémech zahrnují SH (Bourne shell), bash (Bourne-again Shell), csh( C shell), tcsh (TENEX C shell), ksh (Korn Shell) a zsh (z shell).
3. Souborový systém používá hierarchickou adresářovou strukturu s kořenovým adresářem ("/") nahoře. Souborový systém je připojen z kořenového adresáře každého systému do/N, kde je domovský adresář každého uživatele v /n/u/ a soubory související se softwarem jsou v / n / soft. Chcete-li zjistit, které souborové systémy jsou připojeny v systému Unix nebo Unix, použijte příkaz mount. Většina zahrnuje nástroje a knihovny pro psaní, kompilaci a ladění programů v C, C ++ a Fortran.
4. Příkazy unixových a unixových systémů zahrnují velké jádro standardních nástrojů pro úpravy textu, psaní, kompilaci a správu programů, zpracování, manipulaci s uživatelským prostředím a získávání informací o systému a jeho uživatelích. Příkazy umožňují argumentům známým jako možnosti změnit výchozí chování. Uživatelé zadávají data do příkazového řádku a poté Shell provede interpretaci a předá je jádru k provedení.

V systému Unix má uživatel možnost použít buď příkazový řádek (větší kontrola a flexibilita), nebo GUI (jednodušší).

Přiřazení argumentů shellu

Uživatel komunikuje s Unixem prostřednictvím speciálního programu zvaného shell, který požaduje příkazy a předává je OS k provedení po zadání. Skládají se ze dvou částí: názvu příkazu a argumentů. Určité argumenty, nazývané možnosti, se obvykle zadávají znakem" -", mění chování příkazu určitým způsobem, zatímco jiné argumenty označují objekty, například názvy souborů, počítačů, uživatelů.

V následujícím příkladu: $ ls-l myfile"ls" je název příkazu a "- l" a "myfile" jsou argumenty. "- l "je možnost, která mění chování příkazu "ls". Ne všechny příkazy vyžadují parametry nebo argumenty. Mnoho z nich má inteligentní výchozí hodnoty, když není uvedeno nic.

UNIX-system Shell přichází ve dvou hlavních variantách: Bourne shell, sh a C shell, csh. Z nich jsou odvozeny další populární skořápky, například ksh, bash, tcsh. Každý shell používá konkrétní znak nebo řetězec znaků k dotazování uživatele na příkaz, který se nazývá výchozí výzva shellu pro bash, znak $. Pokud není uvedeno jinak, budou fungovat stejně dobře s většinou ostatních skořápek.

Protože UNIX podporuje více uživatelů současně, je třeba se v systému identifikovat, než jej začnete používat. Tento proces se nazývá přihlášení. Když uživatel připojuje se k počítači, bude požádán, aby poskytl dvě části přihlašovacích údajů - přihlašovací jméno, které je v něm identifikací, a heslo, které zvyšuje pravděpodobnost, že příchozí je skutečně ten, kdo se nazývá.

Základní příkazy Unixu

Shell tcsh má určité funkce, které uživateli pomáhají zadávat příkazy. Chcete-li dokončit název souboru, zadejte část názvu příkazu, souboru nebo adresáře. Po stisknutí klávesy [ Tab ] Shell tcsh automaticky dokončí zbytek názvu. Pokud detekuje více než jedno jméno začínající písmeny zadanými uživatelem, vydá pípnutí a vyzve k zadání několika dalších písmen, než znovu stiskne klávesu Tab. Shell ukládá seznam příkazů, které zadali. Pokud potřebujete příkaz opakovat, použijte klávesy kurzor pro posouvat nahoru a dolů v seznamu nebo zadat historii pro seznam předchozích příkazů.

Příklady základních příkazů Unixu zahrnují následující:

1. LS: seznam souborů.
2. ls-l: vypíše soubory v dlouhém formátu.
3. cd ..: přechod do adresáře nad aktuálním.
4. CP filename1 filename2: zkopíruje soubor, název souboru.
5. chmod: Změna oprávnění ke čtení, zápisu a provádění souborů;
6. mkdir: vytvoří adresář.

Aplikace Terminal

To aplikace funguje, když uživatel odešle příkazy přímo do počítače, který vrátí výsledek přímo uživateli. K tomu existuje middleware známý jako terminál nebo příkazový řádek. To, co uživatel píše, je předáno terminálu, který vypočítá, jaké příkazy je třeba provést, a dá příkaz k provedení. V angličtině se terminál nazývá Shell, protože pokrývá operační systém, aby skryl některé jeho složitosti a usnadnil interakci s ním.

Terminál je program se schopností spouštět jiné programy místo provádění samotných výpočtů. Nejoblíbenější unixový terminál se jmenuje Bash-od Bourne Again Shell, protože pochází z předchozí verze napsané Stephenem Bournem. Bash je výchozí terminál ve většině moderních implementací Unixu a ve většině balíčků, které poskytují podobné nástroje jako Unix pro Windows. Používání bash nebo jiného terminálu je někdy pohodlnější programovat.

Příkazy jsou krátké, často jen několik znaků dlouhé, jejich jména jsou často záhadná a jejich výstupem jsou textové řetězce, nikoli něco vizuálního, jako je grafika. Na druhé straně s více klávesami umožňuje terminál sloučit stávající nástroje do výkonných potrubí a automaticky zpracovávat velké množství dat.

Tato automatizace nejen zvyšuje produktivitu práce, ale také zvyšuje Reprodukovatelnost operací, protože umožňuje identické opakování procesů pomocí několika jednoduchých příkazů. Příkazový řádek je navíc často nejjednodušším způsobem interakce se vzdálenými počítači a superpočítači. Seznámení s terminálem prakticky nezbytné pro použití různých specializovaných nástrojů a zdrojů, včetně vysoce výkonných výpočetních systémů.

Klastry a cloudové výpočetní systémy jsou stále populárnější pro analýzu vědeckých dat a schopnost interakce s nimi se stává nezbytnou dovedností. Uživatel může využít dovedností, které získá na příkazovém řádku, k řešení široké škály vědeckých otázek a vlastních výpočetních problémů.

Vytváření nových adresářů

Nyní, když má uživatel obecnou představu o souborovém systému a jak s ním zacházet, můžete začít vytvářet a spravovat své vlastní soubory a adresář. Adresáře jsou vytvořeny pomocí mkdir a jsou odstraněny pomocí rmdir.

Chcete-li například vytvořit dva nové adresáře, zaregistrujte se: $ mkdir test2.Nyní odstranit druhý adresář, který byl právě vytvořen: $ rmdir test2. Tímto způsobem rmdir odstraní pouze prázdné adresáře. Pokud adresář obsahuje soubory, musí je uživatel nejprve odstranit před použitím rmdir. Kromě toho může rekurzivně odstranit adresář a jeho obsah pomocí příslušné možnosti s příkazem rm.

Pokud potřebujete zkopírovat některé existující soubory z jiné části souborového systému do testovacího adresáře, použijte příkaz cp.

Než půjdete dále, přejděte do nového" testovacího " adresáře, který byl právě vytvořen. Uživatel použije tuto oblast k experimentování, čímž minimalizuje případné poškození ostatních souborů v domovském adresáři:

• $ cd test;
• $ pwd ;
• domů / xxxxx / test.

Nyní je možné zkopírovat některé soubory do testovacího adresáře pomocí cp:

• $ cp/etc/motd.$ cp/etc/hosts;
• $ cp/etc/group.$ ls.

Tři výše uvedené příkazy cp zkopírují existující soubory z adresáře "/ etc " do aktuálního adresáře (doprovázené symbolem ".»). Nyní odstranit soubor pomocí příkazu rm:

• $ rm group ;
• $ ls ;
• hosts motd.

Dále přesuňte jeden ze souborů pomocí mv:

• $ mv motd ;
• $ ls.

Protože CP, mv a rm mohou data zničit, nabízejí interaktivní možnost, která uživatele před pokračováním požádá. To se nazývá s možností-i. Běžně správce systému nastaví účet pro použití této výchozí možnosti.

Cp a mv vyžadují dva argumenty: existující umístění a cíl souboru, který má být zkopírován nebo přesunut. Cíl může být jiný soubor nebo adresář.

Výhody vůdce OS na internetu

Žádný typ operačního systému nemůže nabídnout univerzální odpovědi na všechny požadavky uživatelů. Jde o výběr a informovaná rozhodnutí. Unix má však tolik výhod, že se právem stal nejžádanějším operačním systémem.

Společné výhody operačního systému Unix:

1. Flexibilnější a lze jej nainstalovat na mnoho typů počítačů, včetně sálových počítačů, superpočítačů a mikropočítačů.
2. Stabilní a nezklame tak často jako Win, takže vyžaduje méně správy a údržby.
3. Má více vestavěných funkcí zabezpečení a oprávnění než Win.
4. Má mnohem větší výpočetní výkon než Win.
5. Je lídrem v poskytování internetu. Asi 90% uživatelů internetu používá unixové operační systémy běžící na Apache - nejpoužívanějším webovém serveru na světě, který je zdarma.
6. Obnovy software od Microsoft často vyžaduje, aby uživatel zakoupil nový hardware nebo potřebný software. To není případ Unixu.
7. Většinou bezplatné nebo levné operační systémy open source rodiny Unix, jako jsou Linux a BSD, s jejich flexibilitou a správou, se ukázaly jako velmi atraktivní pro začátečníci mistři počítač.
8. Mnoho z nejchytřejších programátorů vyvíjí moderní software zdarma pro rychle rostoucí "open source hnutí".
9. Unix také inspiruje nové přístupy k vývoji softwaru, například řešení problémů kombinací jednodušších nástrojů namísto vytváření velkých monolitických aplikačních programů.

V poslední době Unix zaznamenal pokles využití, hlavně kvůli přechodu z platforem RISC na alternativy založené na x86, které mohou provádět mnoho pracovních zátěží Unix s vyšším výkonem při nižších nákladech. Odborníci předpovídají, že mnoho organizací bude i nadále používat Unix pro kritická prostředí, ale sníží svou závislost na systému kvůli strategiím modernizace a konsolidace it.

Unix je však stále preferovaným systémem pro mnoho případů použití, jako je software pro vertikální škálování aplikací a bezpečnostní funkce, jak dokládají četné recenze Unixu. Očekává se, že prodej serverů v budoucnu poklesne, ale aplikace ve finanční, vládní a telekomunikační oblasti budou i nadále podporovat používání Unixu.