А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Понятно, что в такойситуации единства и борьбы противоположностей вряд ли найдется систе!ма, которую можно назвать "чистой системой UNIX". Да и такое понятиесегодня вряд ли существует. По мнению некоторых разработчиков послед!ней "чистой системой UNIX" являлась Седьмая редакция, сегодня жеможно говорить только о наличии в операционной системе черт той илииной ветви — System V, BSD или OSF/1. Можно, например, сказать, что сточки зрения администрирования и набора утилит Digital UNIX представ!ляет смесь System V и BSD UNIX, но с точки зрения интерфейсов и орга!низации системы — это BSD.Поэтому определение принадлежности конкретной операционной системык той или иной генеалогической ветви носит весьма условный характер. Сэтой оговоркой в табл.
1 приведены несколько индикаторов (с точки зре!ния пользователя и администратора) принадлежности UNIX одной из двухосновных ветвей.ТаблицаИндикаторИмя ядраТерминальная ини%циализацияФайлы инициализа%ции системыКонфигурация мон%тируемых файловыхсистемОбычный командныйинтерпретаторК какой генеалогической ветви принадлежит ваша система?Типично для SVRxТипично для xBSD/vmunixкаталоги /etc/rc*.dфайлыsh(1),csh(1)www.books-shop.com13Некоторые известные версии UNIXТаблица 1 (продолжение)ИндикаторТипично для SVRxТипично для"Родная" файловая S5 (размер блока:байт), UFS (размер блока:системаимена файлов < 255 символовимена файловсимволовСистема печатиlp(1),lpq(1),daemon)Управление терми%наламиОтображение ак%ps !auxтивности процессовНиже приведены краткие характеристики наиболее популярных версийUNIX.AIXВерсия UNIX фирмы IBM на базе SVR2 со многими чертамиOSF/1.
Собственная система администрации (SMIT).BSD иHPUXВерсия UNIX фирмы Hewlett!Packard. В 1996 году компания выпустила но!вые версии — HP!UX 10.10 и HP!UX 10.20, включающие поддержку сим!метричных многопроцессорных системфайловых систем большогоразмера (до 128 Гбайт) и расширение виртуального адресного пространстваприкладных процессов до 3,75 Гбайт.
В середине 1997 года планируется вы!пустить полностью 64!разрядную версию операционной системы.IRIXВерсия UNIX фирмы Silicon Graphics, предназначенная для аппаратнойплатформы этого производителя (MIPS). Ранние версии системы включа!ли много черт BSD UNIX, однако современную систему IRIX (6.x) скорееможно отнести к ветви System V Release 4. Полностью 64!разрядная опе!рационная система.Digital UNIXВерсия системы OSF/1 фирмы Digital Equipment Corporation (DEC).В прошлом система называлась DEC OSF/1 и по сути являлась BSD UNIX.В то же время в ней есть много черт ветви System V. Полностью 64!раз!рядная операционная система, разработанная в первую очередь для аппа!ратной платформы Alpha, содержит все возможности, присущие современ!ным UNIX, — DCE, CDE, современную файловую систему.
Поддерживаетбольшинство сетевых интерфейсов, включая Fast Ethernet и ATM.SCO UNIXВ 1988 году компании Santa Cruz Operation (SCO), Microsoft и InteractiveSystems завершили совместную разработку версии System V Release 3.2 дляwww.books-shop.com14платформы Intel 386. В том же году SCO получила от AT&T лицензию наторговую марку и операционная система стала называться SCO UNIXSystem V/386. В 1995 году компания SCO выпустила версию системы подназванием SCORelease 5 (кодовое название Everest) — UNIXверсиисо многими чертами SVR4.
Новая версия системы поддер!живает более 900 аппаратных платформ, включая мультипроцессорные вы!числительные системы, и более 2000 периферийных устройств.SolarisВерсия UNIX SVR4 фирмы Sun Microsystems. Версия 2.5.1 содержит ком!поненты ядра, использующие 64!разрядную аппаратную архитектуру. Под!держивает распространенные аппаратные платформы, в том числеUltraSPARC, Intel 486, Pentium, Pentium Pro и PowerPC. В 1998 году пла!нируется выпустить полностью 64!разрядную версию операционной сис!темы.Причины популярности UNIXПочти три десятилетия существования UNIX — очень большой срок дляоперационной системы. Смело можно сказать, что она полностью выдер!жала проверку временем. На каждом этапе своего развития операционнаясистема UNIX решала определенные задачи, и сегодня, несмотря на появ!ление более простых и удобных, с точки зрения администрирования, сис!тем, UNIX прочно занимает место среди лидеров.
Самое удивительное,что во многих случаях речь при этом идет не о конкретной версии, на!пример Solaris или SCO, а именно о системе UNIX как таковой.Перечислим основные черты UNIX, позволяющие понять причины дол!гожительства этой системы:1. Код системы написан на языке высокого уровня С, что сделало еепростой для понимания, изменений и переноса на другие платформы.По оценкам одного из создателей UNIX, Дэнниса Ритчи, система наязыке С имела набольший размер, а производительность еебыла на 20% ниже аналогичной системы, написанной на ассемблере.Однако ясность и переносимость, а в результате — и открытость сис!темы сыграли решающую роль в ее популярности. Можно смело ска!зать, что UNIX является одной из наиболее открытых систем.
Несмот!ря на то, что большинство UNIX поставляется сегодня не в исходныхтекстах, а в виде бинарных файлов, система остается легко расширяе!мой и настраиваемой.2. UNIX — многозадачная многопользовательская система с широкимспектром услуг.
Один мощный сервер может обслуживать запросыбольшого количества пользователей. При этом необходимо админист!рирование только одной системы. Ваша система может выполнять раз!www.books-shop.comОбщий3.4.5.6.на архитектуру UNIXличные функции — работать как вычислительный сервер, обслужи!вающий сотни пользователей, как сервер базы данных, как сетевойсервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети (telnet, ftp, элек!тронную почту, службу имен DNS и т. д.), или даже как сетевой мар!шрутизатор.Наличие стандартов. Несмотря на многообразие версий UNIX, осно!вой всего семейства являются принципиально одинаковая архитектураи ряд стандартных интерфейсов.
Опытный администратор без боль!шого труда сможет обслужить другую версию системы, для пользова!телей переход на другую версию и вовсе может оказаться незаметным.Простой, но мощный модульный пользовательский интерфейс. Имея всвоем распоряжении набор утилит, каждая из которых решает узкуюспециализированную задачу, вы можете конструировать из них слож!ные комплексы.Использование единой, легко обслуживаемой иерархической файловойсистемы.
Файловая система — это не только доступ к данным, храня!щимся на диске. Через унифицированный интерфейс файловой систе!мы осуществляется доступ к терминалам, принтерам, магнитным лен!там, сети и даже к памяти.Очень большое количество приложений, в том числе свободно распро!страняемых, начиная от простейших текстовых редакторов и заканчи!вая мощнымиуправления базами данных.Общий взгляд на архитектуру UNIXСамый общий взгляд позволяет увидеть двухуровневую модель системытак, как она представлена на рис.
1.Рис. 1. Модель системыUNIXwww.books-shop.com16В центре находится ядро системы (kernel). Ядро непосредственно взаимо!действует с аппаратной частью компьютера, изолируя прикладные про!граммы от особенностей ее архитектуры. Ядро имеет набор услуг, предос!тавляемых прикладным программам. К услугам ядра относятся операцииввода/вывода (открытия, чтения, записи и управления файлами), созданияи управления процессами, их синхронизации и межпроцессного взаимо!действия. Все приложения запрашивают услуги ядра посредством систем!ных вызовов.Второй уровень составляют приложения или задачи, как системные, опре!деляющие функциональность системы, так и прикладные, обеспечиваю!щие пользовательский интерфейс UNIX. Однако несмотря на внешнююразнородность приложений, схемы их взаимодействия с ядром одинаковы.Рассмотрим более внимательно отдельные компоненты ядра системы.Ядро системыЯдро обеспечивает базовую функциональность операционной системы:создает процессы и управляет ими, распределяет память и обеспечиваетдоступ к файлам и периферийным устройствам.Взаимодействие прикладных задач с ядром происходит посредством стан!дартного интерфейса системных вызовов.
Интерфейс системных вызововпредставляет собой набор услуг ядра и определяет формат запросов на ус!луги. Процесс запрашивает услугу посредством системного вызова опреде!ленной процедуры ядра, внешне похожего на обычный вызов библиотеч!ной функции. Ядро от имени процесса выполняет запрос и возвращаетпроцессу необходимые данные.В приведенном примере программа открывает файл, считывает из негоданные и закрывает этот файл.
При этом операции открытия (open), чте!ния (read) и закрытия (close) файла выполняются ядром по запросу задачи,а функцииread(2) и close(2) являются системными вызовами.main{int fd;char/*Откроем файл — получим ссылку (файловый дескриптор)fd =0_RDONLY)в буфер buf 80read(fd, buf,}www.books-shop.comОбщий взгляд на архитектуру UNIX17Структура ядра представлена на рис 2.ПользовательскийуровеньСистемный уровеньСистемный уровеньАппаратный уровеньРис. 2.
Внутренняя струк%тура ядра UNIXЯдро состоит из трех основных подсистем:1. Файловая подсистема2. Подсистема управления процессами и памятьюПодсистема ввода/выводаФайловая подсистемаФайловая подсистема обеспечивает унифицированный интерфейс доступак данным, расположенным на дисковых накопителях, и к периферийнымустройствам. Одни и те же функции ореп(2), read(2),могут исполь!зоваться как при чтении или записи данных на диск, так и при выводетекста на принтер или терминал.Файловая подсистема контролирует права доступа к файлу, выполняетоперации размещения и удаления файла, а также выполняет запись/чтениеданных файла. Поскольку большинство прикладных функций выполняетсячерез интерфейс файловой системы (в том числе и доступ к периферий!ным устройствам), права доступа к файлам определяют привилегии поль!зователя в системе.Файловая подсистема обеспечивает перенаправление запросов, адресован!ных периферийным устройствам, соответствующим модулям подсистемыввода/вывода.www.books-shop.com18Подсистема управления процессамиЗапущенная на выполнение программа порождает в системе один или болеепроцессов (или задач).
Подсистема управления процессами контролирует:О Создание и удаление процессовРаспределение системных ресурсов (памяти, вычислительных ресур!сов) между процессамиСинхронизацию процессовО Межпроцессное взаимодействиеОчевидно, что в общем случае число активных процессов превышает чис!ло процессоров компьютера, но в каждый конкретный момент времени накаждом процессоре может выполняться только один процесс. Операцион!ная система управляет доступом процессов к вычислительным ресурсам,создавая ощущение одновременного выполнения нескольких задач.Специальная задача ядра, называемая распорядителем или планировщикомпроцессов (scheduler), разрешает конфликты между процессами в конку!ренции за системные ресурсы (процессор, память, устройства вво!да/вывода). Планировщик запускает процесс на выполнение, следя за тем,чтобы процесс монопольно не захватил разделяемые системные ресурсы.Процесс освобождает процессор, ожидая длительной операции вво!да/вывода, или по прошествии кванта времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
