Cos'è UNIX?

UNIX è un sistema operativo basato su un semplice, flexarchitettura versatile che consente di combinare piccoli programmi specializzati per eseguire attività complesse. sistemi operativi fanno risalire la loro discendenza o funzionalità a UNIX, che ha influenzato la progettazione e l'architettura di diverse piattaforme software.

Che cos'è il sistema operativo UNIX?

UNIX è un sistema operativo multiutente e multitasking, nato negli anni '1960 presso i Bell Labs. I suoi principi di progettazione enfatizzano la portabilità, la modularità e una forte separazione dello spazio utente e Kernel spazio. Il kernel è responsabile della gestione dei processi, gestione della memoriae altre attività principali, mentre gli utenti operano all'interno di un ambiente ricco di strumenti e utilità.

UNIX implementa una struttura gerarchica file system, un potente interfaccia della riga di comando, e un set di utility progettate per funzionare insieme senza soluzione di continuità. Il sistema è noto per la sua forte stabilità, i meccanismi di sicurezza robusti e una filosofia di creazione di piccoli strumenti componibili che vengono combinati per eseguire operazioni complesse.

Componenti di UNIX

Di seguito sono elencati i componenti di un sistema operativo UNIX.

nocciolo

Il kernel è il nucleo di UNIX. Gestisce la gestione della memoria, la gestione del file system, i driver dei dispositivi e la pianificazione dei processi. Applica i limiti di sicurezza, assegna risorse ai processi e coordina le chiamate di sistema che consentono all'utente programmi con cui comunicare hardware. Il kernel opera in una modalità privilegiata che gli conferisce accesso completo all'hardware, mentre l'utente applicazioni correre in uno spazio ristretto per stabilità e sicurezza.

Conchiglia

conchiglia è l'interprete della riga di comando con cui gli utenti interagiscono quando impartiscono comandi. Le shell includono Bourne Shell (sh), C Shell (csh), Bourne-Again Shell (bash) e molte altre. La shell legge e interpreta i comandi utente, quindi li esegue chiamando i programmi o le funzioni di sistema appropriati. Lo scripting della shell automatizza le attività consentendo di memorizzare sequenze di comandi in file ed eseguirli come script.

File System

UNIX adotta un gerarchica file system che inizia con a directory root (/). Tutto in UNIX, compresi i dispositivi hardware, è rappresentato come un filetto or elenco all'interno di questa struttura. Il file system è organizzato in modo che le directory contengano file o altre sottodirectory, formando un albero invertito che si estende verso il basso dalla radice. I permessi e gli schemi di proprietà regolano il controllo degli accessi per mantenere la sicurezza e la funzionalità multiutente.

Process Management

La gestione dei processi in UNIX comporta la creazione, la pianificazione e la terminazione dei processi. A ogni processo viene assegnato un ID processo (PID)e i processi correlati formano relazioni padre-figlio. Il sistema è progettato per gestire più processi simultanei senza compromettere le prestazioni complessive. Pianificazione dei processi Algoritmi allocare il tempo del processore in modo equo ed efficiente. I segnali forniscono un meccanismo per comunicare eventi come interruzioni, eccezioni o richieste di terminazione o pausa dell'esecuzione.

Strumenti di sviluppo

UNIX in genere include una vasta gamma di strumenti di sviluppo. Questi strumenti spesso comprendono compilatori (come GCC per C programmi), linker, librerie, debugger e sistemi di compilazione. Le utilità di elaborazione del testo (come sed, awk e grep) sono parte integrante di molti flussi di lavoro di sviluppo e le strutture di scripting offrono opportunità per l'automazione delle attività. Questo ambiente è una delle ragioni principali per cui UNIX rimane popolare tra gli sviluppatori che apprezzano un potente e flexconfigurazione possibile della riga di comando.

Tipi di sistemi operativi UNIX

UNIX si è evoluto in diverse varianti che conservano il design fondamentale ma incorporano funzionalità, interfacce e comunità di sviluppo distinte. Ogni tipo ha una discendenza, un set di standard e un ecosistema unici.

UNIX basato su System V

System V UNIX, originariamente sviluppato da AT&T, ha standardizzato molte funzionalità UNIX e ha contribuito con innovazioni come System V Release 4 (SVR4). SVR4 ha combinato elementi di precedenti release UNIX con funzionalità della Berkeley Software Distribution (BSD). Esistono derivati ​​commerciali di System V, tra cui vecchie piattaforme come SCO UNIX e altre più moderne che aderiscono alle filosofie SVR4.

UNIX basato su BSD

La linea di sviluppo della Berkeley Software Distribution (BSD) è iniziata presso l'Università della California, Berkeley, e ha introdotto caratteristiche notevoli come TCP/IP stack che è diventato un elemento fondamentale dell'infrastruttura di Internet. Le varianti UNIX basate su BSD danno priorità open source licenze, capacità di networking avanzate e un focus sull'innovazione basata sulla ricerca. Esempi popolari includono FreeBSD, NetBSD e OpenBSD, ognuno con i propri obiettivi di sviluppo, ottimizzazioni delle prestazioni e funzionalità di sicurezza.

Distribuzioni UNIX commerciali

Le distribuzioni UNIX commerciali hanno avuto origine sia nelle famiglie System V che BSD. Esempi includono IBM AIX (basato su System V), HP-UX (basato su System V) e Sun Solaris (che combinava elementi System V e BSD). Queste distribuzioni offrono stabilità di livello aziendale, supporto a lungo termine e integrazione hardware specializzata per sistemi critici in grandi organizzazioni.

Altri derivati ​​e sistemi influenzati

Alcuni sistemi operativi seguivano i principi di progettazione UNIX senza attenersi rigorosamente a una singola variante. Linux, sebbene non ufficialmente certificato come UNIX, ha preso molto in prestito dall'architettura UNIX e dalle utilità della riga di comando. Diversi sistemi proprietari e open source mantengono un ambiente "simile a UNIX" implementando gli standard POSIX, che mantengono un certo livello di compatibilità e funzionalità comuni con UNIX tradizionale.

Caratteristiche UNIX

La famiglia di sistemi operativi UNIX è caratterizzata da una serie di caratteristiche distintive che promuovono stabilità, efficienza e flexbilità. Ogni caratteristica si basa su una filosofia di progettazione fondamentale che esiste da decenni.

Ecco le caratteristiche dei sistemi operativi UNIX:

• Multiutente e multitasking. Più utenti possono eseguire simultaneamente processi sulla stessa macchina senza interferire tra loro. Il kernel isola in modo efficiente processi e risorse.
• PortabilitàUna parte significativa del sistema operativo è scritta in C. Questo approccio consente di ricompilare UNIX ed eseguirlo su diverse architetture hardware con modifiche minime.
• Sistema di file gerarchico. Una singola struttura ad albero invertita organizza file e directory dalla directory radice. I dispositivi periferici e altre risorse appaiono come file, fornendo un'interfaccia uniforme.
• Shell e utilitàUn ambiente a riga di comando robusto supporta potenti utilità di elaborazione del testo, capacità di scripting e una filosofia modulare che incoraggia il concatenamento di piccoli programmi per realizzare attività complesse.
• Sicurezza e autorizzazioni. Un modello di autorizzazione controlla i privilegi di lettura, scrittura ed esecuzione per file e directory. Meccanismi aggiuntivi, come la proprietà dei file e le autorizzazioni a livello di gruppo, rafforzano la sicurezza.
• Gestione dei processi e delle risorseIl kernel supervisiona la pianificazione dei processi, le chiamate di sistema e l'allocazione delle risorse, offrendo prevedibilità e mantenendo la separazione tra gli spazi utente e kernel.
• Funzionalità di reteLe funzionalità di rete principali sono integrate nel kernel e nelle utility, consentendo comunicazioni efficienti, trasferimenti di file e operazioni remote.

A cosa serve UNIX?

UNIX è utilizzato in diversi scenari che vanno dalle workstation di sviluppo ai sistemi aziendali mission-critical. La sua affidabilità, l'orientamento alla sicurezza e l'ampio set di strumenti offrono un'ampia gamma di applicazioni.

Server Ambienti

UNIX viene spesso distribuito come un sistema operativo robusto server ambiente in aziende e istituzioni che necessitano di piattaforme stabili e scalabili. Database, filetto servers e sito web servers si basano sul comprovato framework multitasking e multiutente di UNIX. Molti eredità I sistemi e le soluzioni aziendali di fascia alta continuano a essere eseguiti su distribuzioni UNIX commerciali a causa di severi requisiti di affidabilità.

Istituzioni accademiche e di ricerca

Le università, i centri di ricerca e i laboratori spesso utilizzano sistemi basati su UNIX a causa del potente software sviluppo dell'ambiente, tradizione accademica di lunga data e attenzione alla collaborazione open source (specialmente all'interno delle comunità BSD). I ricercatori necessitano di un sistema operativo che fornisca un flexPiattaforma versatile per attività di calcolo intensive e configurazioni di rete avanzate.

Hardware specializzato e sistemi embedded

Alcune piattaforme hardware utilizzano un ambiente UNIX su misura per applicazioni specializzate o incorporato utilizzo. I sistemi di controllo industriale, la strumentazione scientifica e i dispositivi hardware di nicchia incorporano varianti UNIX leggere o personalizzate che sfruttano il suo design modulare e l'affidabilità in tempo reale o scenari quasi in tempo reale.

Sviluppo e programmazione di software

I programmatori preferiscono i sistemi UNIX e UNIX-like per la loro suite completa di strumenti di sviluppo. La disponibilità di linguaggi di scripting, software di controllo delle versioni, compilatorie gli strumenti di debug in un ambiente coeso semplificano la creazione e il testing del software. Le startup e i progetti open source di solito creano software su piattaforme basate su UNIX o Linux per facilitare la collaborazione e l'implementazione.

I vantaggi di UNIX

Ecco i principali vantaggi di UNIX:

• Stabilità e affidabilità. È noto che UNIX funziona per lunghi periodi senza crash, il che riduce i tempi di inattività e requisiti di manutenzione.
• Modello di sicurezzaLe solide strutture di autorizzazione per utenti, gruppi e file aiutano a proteggere da accessi non autorizzati e attività dannose.
• Strumenti modulari e componibili. Una raccolta di piccole utilità ben definite viene combinata per completare attività complesse. Questo approccio promuove flexbilità e riduce le duplicazioni.
• ScalabilitàLa progettazione del kernel si adatta a carichi pesanti e a un numero maggiore di processi, il che rende UNIX adatto a implementazioni di livello aziendale.
• Portabilità tra piattaformeL'ampia disponibilità di implementazioni UNIX e l'aderenza a POSIX Gli standard facilitano l'utilizzo su numerose architetture hardware.
• Ambiente di sviluppo riccoI compilatori integrati, i debugger, i linguaggi di scripting e gli strumenti di elaborazione del testo forniscono un ecosistema completo per gli sviluppatori.

Gli svantaggi di UNIX

Ecco gli svantaggi di UNIX:

• Amministrazione complessaLa gestione di un sistema UNIX comporta un utilizzo complesso della riga di comando e file di configurazione, il che comporta una curva di apprendimento più ripida per coloro che non hanno familiarità con l'ambiente.
• Opzioni limitate del fornitore per alcune distribuzioniAlcune distribuzioni UNIX commerciali si basano su hardware specializzato e blocco del fornitore è una possibilità.
• Compatibilità con applicazioni specifiche. Un po ' software proprietario non è progettato per funzionare su UNIX, il che ne limita l'adozione in ambienti in cui tale software è essenziale.
• Costo delle licenze commercialiLe soluzioni UNIX commerciali a volte includono costi di licenza o di supporto sostanziali, rendendole meno accessibili per le organizzazioni più piccole.
• FrammentazioneMolte varianti di UNIX si sono differenziate in modi sottili, creando piccole incompatibilità e complicando alcune distribuzioni multipiattaforma.

Domande frequenti su UNIX

Ecco alcune domande frequenti su UNIX.

Unix è gratuito o a pagamento?

Alcune varianti UNIX sono gratuite, in particolare le distribuzioni open source come FreeBSD, NetBSD e OpenBSD. Le versioni commerciali, come IBM AIX o Oracle Solaris, richiedono licenze a pagamento e costi di supporto continuativi. Il modello di licenza spesso dipende dall'organizzazione dietro la specifica variante UNIX e dal livello di supporto aziendale o software in bundle offerto.

Che cos'è un sistema operativo di tipo UNIX?

Un sistema operativo simile a UNIX implementa molti degli stessi principi di progettazione, utilità e comportamenti presenti nelle distribuzioni UNIX ufficiali. Linux è un esempio, poiché i suoi sviluppatori hanno tratto ispirazione da UNIX senza derivare dal codice originale dei Bell Labs. Altri progetti aderiscono alla Single UNIX Specification o seguono gli standard POSIX, assicurando che si comportino in modo simile ai sistemi UNIX tradizionali anche se non sono ufficialmente certificati come UNIX.

Quale futuro per UNIX?

UNIX rimane saldamente radicato in ambienti aziendali, di ricerca e di elaborazione specializzati. Molte organizzazioni continuano a fare affidamento su UNIX per infrastrutture mission-critical grazie alla sua affidabilità e al record di prestazioni. Allo stesso tempo, si verificano innovazioni significative nei sistemi open source simili a UNIX, garantendo uno sviluppo e una modernizzazione continui. Il futuro probabilmente comporterà un uso sostenuto di distribuzioni UNIX commerciali in mercati specializzati, mentre le varianti UNIX open source e i sistemi simili a UNIX si evolvono per affrontare le sfide tecniche emergenti e le nuove architetture hardware.