Introdução ao sistema Unix O
Unix é um sistema operacional que surgiu no início dos anos 70. Além de ser um sistema operacional de rede, também pode ser usado como um sistema operacional independente. O Unix tem sido amplamente utilizado como plataforma de desenvolvimento e sistema operacional de desktop e atualmente é usado principalmente em aplicativos de engenharia e computação científica.
Histórico de desenvolvimento O
sistema UNIX é um sistema de compartilhamento de tempo. O primeiro sistema UNIX foi lançado em 1970. Anteriormente, havia apenas sistemas operacionais para trabalhos em lotes, e esses sistemas eram muito lentos para usuários que precisavam de respostas imediatas. No final dos anos 60, Kenneth Thompson e Dennis Ritchie participaram do projeto do sistema interativo de compartilhamento de tempo Multics, e a ferramenta usada para desenvolver o sistema foi o CTSS. Ambos os sistemas tiveram um grande impacto no desenvolvimento de sistemas operacionais. Com base nisso, K. Thompson desenvolveu o sistema UNIX em um pequeno computador em 1969 durante o refinamento seletivo e o desenvolvimento da tecnologia existente na época e, em seguida, o colocou em operação em 1970.
Em 1973, Dennis Ritchie desenvolveu a linguagem C, usada para reescrever o UNIX original escrito em linguagem assembly, resultando no UNIX VersionV. Em 1974, "The UNIX Time-Sharing System", co-escrito por Kenneth Thompson e Dennis Ritchie, foi publicado na Comunicação da ACM e divulgou oficialmente o sistema UNIX para o mundo exterior.
Naquela época, a série PDP-11 de pequenos computadores era amplamente utilizada em todo o mundo. Assim que o sistema UNIX foi desenvolvido, ele foi amplamente equipado na série PDP-11 de computadores em várias universidades dos Estados Unidos, criando condições materiais para a ampla aplicação do UNX.
Em 1978, a versão VI do UNIX foi lançada e usada em 1979 para o super minicomputador VAX-11. No futuro, várias novas versões apareceram continuamente. A AT&T publicou o AT&T UNIX SystemII e o UNIX SystemV em 1981 e 1983, respectivamente. A Universidade da Califórnia, Berkeley também publicou versões do UNIX BSD4.1, BSD4.2 e BSD4.3.
Agora, os usuários do sistema UNIX estão aumentando dia a dia, e o leque de aplicativos também está se expandindo. Seja em vários tipos de microcomputadores, minicomputadores ou computadores de médio e grande porte, e em estações de trabalho de computadores ou mesmo em computadores pessoais, muitos já estão equipados com sistemas UNIX. Não apenas os modelos recém-lançados estão equipados com sistemas UNIX, mas alguns fabricantes com uma longa história também estão competindo para combinar os modelos originais com os sistemas UNIX, a fim de abrir o mercado e conquistar o mercado.
Recursos do sistema operacional unix O sistema
UNIX ocupa uma posição importante no histórico de desenvolvimento do sistema operacional do computador. Ele continua a produzir herança e transformação refinadas, cuidadosas e seletivas das tecnologias existentes e foi desenvolvido no conceito geral de design do sistema operacional para torná-lo tão bem-sucedido. As principais características do sistema UNIX são mostradas nos seguintes aspectos:
(1) A estrutura do sistema UNIX é dividida em duas partes: o programa principal (kernel) e o programa periférico (shell), e os dois se combinam organicamente para formar um todo. A parte principal assume as funções de vários módulos dentro do sistema, ou seja, gerenciamento de processadores e processos, gerenciamento de armazenamento, gerenciamento de dispositivos e sistema de arquivos. As características do programa principal são design elaborado, conciso e capaz, e precisam apenas ocupar um pequeno espaço e memória residente para garantir a operação eficiente do sistema. A parte periférica inclui a interface do usuário do sistema, programas utilitários do sistema e programas aplicativos.O usuário utiliza o computador através dos programas periféricos.
(2) O sistema UNIX fornece uma boa interface do usuário, com recursos como uso conveniente, funções completas, claras e flexíveis, fáceis de expandir e modificar. Existem duas formas de uso do sistema UNIX: uma é o comando de operação, ou seja, a linguagem shell, que é a interface através da qual o usuário pode interagir com o sistema através do terminal; Prestar serviços aos usuários no idioma C.
(3) O sistema de arquivos do sistema UNIX é uma estrutura em árvore. Ele consiste em um sistema de arquivos básico e, se houver milhares de sistemas de subarquivos que podem ser carregados e descarregados, ele pode não apenas expandir o espaço de armazenamento de arquivos, mas também contribuir para a segurança e a confidencialidade.
(4) O sistema UNIX lida com arquivos, diretórios e dispositivos de arquivo de maneira unificada. Ele trata os arquivos como um fluxo de caracteres sem nenhum registro para acesso seqüencial ou aleatório, e faz com que os arquivos, diretórios de arquivos e dispositivos tenham a mesma semântica gramatical e o mesmo mecanismo de proteção, o que não apenas simplifica o design do sistema, mas também é fácil para os usuários.
(5) O sistema UNIX contém programas de processamento de idiomas, programas utilitários e softwares de ferramentas muito ricos para o desenvolvimento de software, fornecendo aos usuários um ambiente de desenvolvimento de software bastante completo.
(6) A grande maioria dos programas em sistemas UNIX é programada em linguagem C, e apenas 5% dos programas são em linguagem assembly. A linguagem C é uma linguagem de programação de alto nível, que facilita a compreensão, modificação e expansão do sistema UNIX e possui uma portabilidade muito boa.
(7) O sistema UNIX também fornece uma função de comunicação simples entre processos.
O
sistema operacional do módulo deve gerenciar os recursos de hardware e software do sistema do computador para ser usado pelos usuários. Os recursos de hardware geralmente se referem à CPU (Unidade Central de Processamento), memória (memória e armazenamento externo), dispositivos externos etc. Os recursos de software referem-se a programas e dados do sistema, isto é, sistema operacional, programas utilitários do sistema e software aplicativo e programas e dados do usuário, que são armazenados na memória na forma de arquivos. O sistema operacional é organicamente vinculado por vários módulos funcionais para trabalhar em coordenação. Esses módulos são: módulo de gerenciamento de processador e processo, módulo de gerenciamento de armazenamento, módulo de gerenciamento de dispositivo, sistema de arquivos e interface do usuário.
Processador e módulo de gerenciamento de processos
Como o processador (CPU) é um recurso essencial no computador, a execução do processo está intimamente relacionada à CPU, portanto, o processador e o módulo de gerenciamento de processos podem ser simplesmente chamados de módulo de gerenciamento de processos. Chamamos o agendamento de tarefas para determinar quais tarefas serão transferidas para a memória e evacuadas da memória após a conclusão. Como controlar a transição entre três estados de um trabalho na fase de execução é chamado agendamento de processos. Portanto, como executar a reprodução total da utilização de recursos para reduzir o tempo de resposta e o tempo de espera da execução de cada tarefa do usuário é o menor, é o princípio de formular o algoritmo de agendamento de tarefas e o algoritmo de agendamento de processos correspondentes. É que, em diferentes sistemas operacionais, há diferentes focos nos objetivos acima, portanto o algoritmo de agendamento também é diferente.
Módulo de gerenciamento de armazenamento O gerenciamento de
armazenamento é gerenciar o armazenamento (incluindo memória e armazenamento externo) usado pelo trabalho, desde o estado pronto até o final da operação. As tarefas do módulo de gerenciamento de armazenamento podem ser divididas em três partes: alocação de armazenamento, mapeamento de endereços e proteção de armazenamento.
Alocação de armazenamento Depois que
um programa é compilado e vinculado, é obtido um arquivo chamado imagem de memória. Este arquivo descreve a quantidade de memória exigida por este programa quando ele é executado, incluindo os endereços das áreas de código e dados. Esses endereços são chamados de endereços lógicos e o primeiro endereço 0 é usado como endereço de referência. Sempre que um trabalho é transferido para a memória e entra no estado de pronto, o módulo de gerenciamento de armazenamento calcula com base no espaço de memória disponível e na memória exigida pelo trabalho, e aloca o espaço de memória correspondente ao trabalho.
O mapeamento de endereços
carrega um trabalho na memória, o que significa que um processo será criado. O módulo de gerenciamento de armazenamento alinhará o primeiro endereço (zero) do arquivo de imagem do trabalho com o primeiro endereço do processo na memória. O primeiro endereço ou endereço inicial desse processo é um endereço físico na memória, chamado deslocamento. O endereço lógico do arquivo de imagem mais o deslocamento, os valores de endereço na memória são todos os endereços físicos. A conversão do cálculo de endereços lógicos em endereços físicos é chamada de mapeamento de endereços. Todos os endereços lógicos na imagem podem ser convertidos em endereços físicos.
Proteção de memória
O espaço da memória é sempre compartilhado por vários processos, incluindo a parte do próprio sistema operacional que deve residir na memória. A tarefa da proteção de memória é saber a quais processos eles pertencem e as áreas que cada processo tem o direito de acessar. Sempre que um processo precisa acessar um endereço durante a execução, o módulo de gerenciamento de armazenamento verifica se o processo tem o direito de acessar o endereço físico. Geralmente, a área de cada processo na memória é um endereço legal que o processo pode acessar. Se o endereço acessado estiver fora da área do processo, ocorreu um acesso ilegal. Quando o acesso ilegal for encontrado, a proteção de memória negará o acesso e lidará com erros.
Os
dispositivos externos do módulo de gerenciamento de dispositivos incluem mídia de armazenamento de arquivos, como dispositivos de entrada e saída, como discos magnéticos, fitas e discos ópticos, como terminais de caracteres, terminais gráficos, várias impressoras, plotadoras e monitores; e dispositivos de entrada e saída dedicados, como coletores de dados, Dispositivo de entrada de imagem, equipamento de entrada e saída de áudio, etc.
A tarefa do módulo de gerenciamento de dispositivos é fornecer aos usuários uma interface conveniente e unificada e alocar esses recursos razoavelmente de acordo com a aplicação do dispositivo no trabalho, classificar o dispositivo de acordo com o desempenho e a função do dispositivo e usar drivers diferentes para fazer com que esses dispositivos funcionem. Para melhorar a eficiência do equipamento.
Sistema de arquivos O sistema de
arquivos também pode ser chamado de módulo de gerenciamento de informações ou módulo de gerenciamento de arquivos, responsável principalmente pelo gerenciamento de recursos de software. Todos os recursos de software são armazenados na mídia de armazenamento na forma de arquivos e as informações são transferidas no computador em unidades de arquivos. Portanto, um documento é definido como um conjunto de elementos de informação relacionados. Todos os arquivos formam um sistema de arquivos no computador, embora tenham o mesmo nome que um módulo de gerenciamento do sistema operacional, mas geralmente podem ser distinguidos devido às diferentes ocasiões e contextos em que aparecem.
Interface do
usuário A interface do usuário (interface do usuário) também é chamada de interface do usuário. O usuário usa o sistema operacional através da interface do usuário. Uma boa interface de usuário fará com que os usuários sintam a facilidade e a conveniência do sistema operacional. A interface do usuário geralmente inclui o idioma de controle do trabalho, o idioma operacional e a chamada do sistema.
Diferente do Linux,
UNIX e Linux têm diferentes métodos de autorização
Fundamentalmente, a maior diferença entre o UNIX e o Linux é que o primeiro é um software comercial tradicional que implementa a proteção da propriedade intelectual para o código-fonte. No início do desenvolvimento do UNIX, os direitos autorais do UNIX da época eram de propriedade da AT & T. Para promover o desenvolvimento do UNIX, a AT&T licencia o código-fonte do UNIX para instituições acadêmicas para pesquisa ou ensino com licenças baixas ou até gratuitas.Muitas instituições expandem e aprimoram esse código-fonte, formando o chamado derivado do UNIX A versão, por sua vez, também promoveu o desenvolvimento do UNIX.
Mais tarde, a AT&T percebeu o valor comercial do UNIX, deixou de autorizar o código-fonte do UNIX para instituições acadêmicas e declarou os direitos autorais do UNIX anterior e de suas variantes. Isso tem um grande impacto no desenvolvimento do UNIX. Nas décadas seguintes, o desenvolvimento do UNIX foi frequentemente acompanhado por disputas de direitos de propriedade. Para UNIX, as distribuições mais usadas são mantidas por empresas comerciais, como OracleSolaris, IBMAIX e HPUX.
Desde o início, o Linux seguiu a Licença Pública Geral GNU (GNU GPL ou GPL) A GPL concede aos destinatários do programa a liberdade de executá-lo para qualquer fim, a liberdade de redistribuir cópias, melhorar o programa e torná-lo público Liberdade para publicar melhorias. Portanto, qualquer pessoa ou empresa pode modificar o código do Linux no escopo da GPL e redistribuí-lo. Além disso, o Linux pode ser usado em qualquer campo, incluindo aplicativos comerciais.
Não há relação de herança técnica entre o UNIX e o Linux,
embora o design do Linux tenha sido bastante influenciado pelo MINIX, essa influência não é técnica, mas mais conceitual. O Linux não usa uma linha de código UNIX, é um sistema operacional totalmente construído a partir do zero. Portanto, o Linux não é um derivado do UNIX, é um novo sistema operacional.
UNIX e Linux têm requisitos de hardware diferentes
Por um longo tempo, o UNIX foi mantido por algumas grandes empresas; portanto, o UNIX geralmente é compatível com o hardware produzido por essas empresas. Por exemplo, o Oracle Solaris possui apenas a versão da plataforma SPARC há muito tempo. O HP-UX pode ser executado em computadores com o processador PA-RISC da HP e o processador Itanium da Intel. O IBMAlX é executado na arquitetura Power PC da IBM. Ativado. Por isso, restringiu bastante a ampla aplicação do UNIX.
O UNIX é um sistema operacional muito abrangente. Em alguns aspectos, ultrapassou o Linux em
mais de 30 anos de desenvolvimento contínuo. Algumas tecnologias básicas do UNIX tornaram-se muito maduras e outras tornaram-se tecnologias comuns para vários sistemas operacionais. Inúmeras práticas mostram que o UNIX é um dos poucos sistemas operacionais que podem atender aos requisitos de confiabilidade dos mainframes. Atualmente, muitos UNIX grandes: mainframes e servidores estão funcionando 24 horas por dia em grandes empresas em casa e no exterior. Por exemplo, muitas grandes empresas ou departamentos governamentais estabeleceram e executam seus sistemas de informações corporativos / departamentos inteiros na arquitetura cliente / servidor com o UNIX como servidor principal.
O Linux imita com êxito o sistema e as funções do UNIX, podendo realizar todos os recursos do UNIX em computadores PC comuns e possui a capacidade de realizar várias tarefas e multiusuários. Mais importante, o Linux é um produto de código aberto.Qualquer pessoa ou empresa pode modificar o código-fonte do kernel do Linux para implementar ou aprimorar as funções que deseja.
De fato, existem muitas diferenças entre o UNIX e o Linux.Por exemplo, o UNIX possui poderosas funções de rede.O protocolo TCP / IP como pedra angular da Internet foi desenvolvido e desenvolvido no sistema UNIX. O UNIX é usado principalmente em supercomputadores, minicomputadores ou estações de trabalho.O crescimento dessas tecnologias é inseparável do UNIX. O UNIX é o sistema operacional mais influente e bem-sucedido da história.
