Сравнительная характеристика операционных систем семейства UNIX

Сравнительная характеристика операционных систем семейства UNIX

Санкт-Петербургский Государственный

Технологический Институт

(Технический Университет)

Кафедра САПРиУ

Реферат:

“Сравнительная характеристика операционных систем

семейства UNIX”

Студент:

Преподаватель: Бойкова О. Г.

Санкт-Петербург

2004

Операционная система UNIX - это многопользовательская система с

разделением времени. Начинать сеанс работы с ней нужно с сообщения о том,

кто Вы. Это не зависит от того, работаете Вы за терминалом в своем кабинете

или по коммутируемой линии связываетесь с большим узлом общего пользования.

В этом заключается одно из отличий UNIX от DOS, Windows и Macintosh -

операционных систем, в которых понятие "многопользовательский" отсутствует.

UNIX должна знать, кто Вы, чтобы выделять Вас среди десятков, сотен и даже

тысяч других пользователей.

[pic]

UNIX - одна из самых популярных в мире операционных систем благодаря

тому, что ее сопровождает и распространяет большое число компаний.

Первоначально она была создана как многозадачная система для

миникомпьютеров и мэйнфреймов в середине 70-х годов, но с тех пор она

выросла в одну из наиболее распространенных операционных систем, несмотря

на свой временами обескураживающий интерфейс и отсутствие централизованной

стандартизации. Существуют версии UNIX для многих систем, начиная от

персонального компьютера, до суперкомпьютеров, таких как Cray Y-MP.

Все пользователи ОС UNIX явно или неявно работают с файлами. Файловая

система ОС UNIX имеет древовидную структуру. Промежуточными узлами дерева

являются каталоги со ссылками на другие каталоги или файлы, а листья дерева

соответствуют файлам или пустым каталогам. Каждому зарегистрированному

пользователю соответствует некоторый каталог файловой системы, который

называется "домашним" (home) каталогом пользователя. При входе в систему

пользователь получает неограниченный доступ к своему домашнему каталогу и

всем каталогам и файлам, содержащимся в нем. Пользователь может создавать,

удалять и модифицировать каталоги и файлы, содержащиеся в домашнем

каталоге. Потенциально возможен доступ и ко всем другим файлам, однако он

может быть ограничен, если пользователь не имеет достаточных привилегий.

Командные языки, используемые в ОС UNIX, достаточно просты, чтобы новые

пользователи могли быстро начать работать, и достаточно мощны, чтобы можно

было использовать их для написания сложных программ.

ОС UNIX одновременно является операционной средой использования

существующих прикладных программ и средой разработки новых приложений.

Новые программы могут писаться на разных языках (Фортран, Паскаль, Модула,

Ада и др.). Однако стандартным языком программирования в среде ОС UNIX

является язык Си (который в последнее время все больше заменяется на Си++).

Это объясняется тем, что во-первых, сама система UNIX написана на языке Си,

а, во-вторых, язык Си является одним из наиболее качественно

стандартизованных языков.

Операционная система UNIX - это набор программ, который управляет

компьютером, осуществляет связь между вами и компьютером и обеспечивает вас

инструментальными средствами, чтобы помочь вам выполнить вашу работу.

Разработанная, чтобы обеспечить легкость, эффективность и гибкость

программного обеспечения, система UNIX имеет несколько полезных функций:

. основная цель системы - это выполнять широкий спектр заданий и

программ;

. интерактивное окружение, которое позволяет вам связываться напрямую

с компьютером и получать немедленно ответы на ваши запросы и

сообщения;

. многопользовательское окружение, которое позволяет вам разделять

ресурсы компьютера с другими пользователями без уменьшения

производительности. Этот метод называется разделением времени.

Система UNIX взаимодействует с пользователями поочередно, но так

быстро, что кажется, что взаимодействует со всеми пользователями

одновременно;

. многозадачное окружение, которое позволяет вам выполнять более

одного задания в одно и тоже время.

Система UNIX имеет 4 основных компонента:

. ядро - это программа, которая образует ядро операционной системы;

она координирует внутренние функции компьютера (такие как

размещение системных ресурсов). Ядро работает невидимо для вас;

. shell -это программа, которая осуществляет связь между вами и

ядром, интерпретируя и выполняя ваши команды. Так как она читает

ваш ввод и посылает вам сообщения, то описывается как

интерактивная;

. commands -это имена программ, которые компьютер должен выполнить.

Пакеты программ называются инструментальными средствами. Система

UNIX обеспечивает инструментальными средствами для таких заданий

как создание и изменение текста, написание программ, развитие

инструментария программного обеспечения, обмен информацией с

другими посредством компьютера;

. file system - файловая система - это набор всех файлов, возможных

для вашего компьютера. Она помогает вам легко сохранять и

отыскивать информацию.

Отличия операционной системы UNIX от других операционных систем.

Unix состоит из ядра с включенными в него драйверами и из утилит

(внешних по отношению к ядру программ). Если надо изменить конфигурацию

(добавить устройство, изменить порт или прерывание), то ядро пересобирают

(перелинковывают) из обьектных модулей.

В противоположность Unix'у Windows (если не уточняется, какая, то

имеются в виду 3.11, 95 и NT) и OS/2 при загрузке фактически на ходу

прилинковывают драйверы. При этом компактность собранного ядра и повторное

использование общего кода на порядок ниже, чем у Unix. Кроме того, при

неизменной конфигурации системы ядро Unix без переделки (потребуется

изменить только стартовую часть BIOS) может быть записан в ПЗУ и

выполняться _не_загружаясь_ в ОЗУ. Компактность кода особенно важна, т.к.

ядро и драйверы никогда не покидают физическую оперативную память, не

сводятся на диск.

Unix - самая многоплатформенная OS. WindowsNT пытается подражать ему,

но пока это плохо удается - после отказа от MIPS и POWER-PC, W'NT остались

всего на двух платформы - традиционная i*86 и DEC Alpha. Разумеется,

переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена.

Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях

Unix, может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много

порядков легче, чем например перенести с OS/2 на NT.

Почему Unix?

Unix используется как в качестве как сервера, так и рабочей станции. В

номинации серверов с ним конкурируют MS WindowsNT, Novell Netware, IBM OS/2

Warp Connect, DEC VMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система

имеет свою область применения, в которой она лучше других.

WindowsNT - для администраторов, которые предпочитают привычный

интерфейс экономному расходованию ресурсов и высокой производительности.

Netware - для сетей, где нужна высокая производительность файлового и

принтерного сервиса и не столь важны остальные сервисы. Главный недостаток

- на сервере Netware трудно запускать приложения.

OS/2 хороша там, где нужен "легкий" сервер приложений. Ресурсов требует

меньше чем NT, в управлении гибче (хотя в настройке может и сложнее), а

многозадачность очень хорошая. Авторизация и разграничение прав доступа не

реализованы на уровне ОС, что с лихвой окупается реализацией на уровне

приложений-серверов. (Впрочем, зачастую остальные OS делают то же самое).

Многие станции FIDOnet и BBS сделаны на базе OS/2.

VMS - мощный, ничем не уступающий Unix'ам (а во многом и превосходящий

его) сервер приложений, но только для платформ VAX и Alpha фирмы DEC.

Мэйнфреймы - для обслуживания очень большого количества пользователей

(порядка нескольких тысяч). Но работа этих пользователей как правило

организована в виде не клиент-серверного взаимодействия, а в виде хост-

терминального. Терминал же в этой паре скорее не клиент, а сервер (Мир

Internet, N3 за 1996-й год). К преимуществам мэйнфреймов надо отнести более

высокую защищенность и устойчивость к сбоям, а к недостаткам -

соответствующую этим качествам цену.

Unix хорош для квалифицированного (или желающего стать таковым)

администратора, т.к. требует знания принципов функционирования происходящих

в нем процессов. Реальная многозадачность и жесткое разделение памяти

обеспечивают высокую надежность функционирования системы, хотя в

производительности файл- и принт-сервисов Unix'ы уступают Netware.

Недостаточная гибкость предоставления прав доступа пользователей к

файлам по сравнению с WindowsNT затрудняет организацию

_на_уровне_файловой_системы_ группового доступа к данным (точнее, к

файлам), что компенсируется простотой реализации, а значит меньшими

требованиями к аппаратуре. Впрочем, такие приложения, как SQL-сервер решают

проблему группового доступа к данным своими силами.

Практически все протоколы(правила обмена информацией в сети), на

которых основан Internet, были разработаны под Unix, в частности стек

протоколов TCP/IP придуман в университете Berkeley.

Защищенность Unix при правильном администрировании ни в чем не уступает

ни Novell, ни WindowsNT.

Важным свойством Unix, которое приближает его к мэйнфреймам, является

его многотерминальность, много пользователей могут одновременно запускать

программы на одной Unix-машине. Если не требуется использовать графику,

можно обойтись дешевыми текстовыми терминалами (специализированными или на

базе дешевых PC), подключенными по медленным линиям. В этом с ним

конкурирует только VMS. Можно использовать и графические X-терминалы, когда

на одном экране присутствуют окна процессов, выполняющихся на разных

машинах.

В номинации рабочих станций с Unix конкурируют MS Windows*, IBM OS/2,

Macintosh и Acorn RISC-OS.

Unix функционирует как на PC, так и на мощных рабочих станциях с RISC-

процессорами, под Unix написаны действительно мощные САПР и

геоинформационные системы. Своей масштабируемостью Unix из-за его

многоплатформенности на порядок превосходит любую другую операционную

систему.

Как пользователь системы UNIX вы можете посылать сообщения другим

пользователям, работающим в вашей системе или другой системе UNIX, или

принимать информацию, хранящуюся в файлах других пользователей.

Особенностью является то, что вы можете посылать и принимать сообщения,

изменять файлы и организовывать сетевую работу с другими системами UNIX.

Чтобы сделать это, вы должны быть зарегистрированы в системе UNIX, что

предоставляет вам возможность связываться с той системой UNIX, которой вы

хотите послать информацию. Команда, которую вы будете использовать для

посылки информации зависит от того, что вы хотите послать.

Система UNIX обеспечивает мощное и удобное окружение для развития

программирования и программного обеспечения. В дополнение к различным

языкам, которые вы можете использовать, система UNIX обеспечивает

некоторыми дополнительными средствами, чтобы сделать развитие программного

обеспечения легче.

Внешний круг системы UNIX образуют программы и инструментальные средства

системы, разделенные на категории функционально. Эти функции включают:

программное окружение -

несколько программ системы UNIX, устанавливающих дружественное

программное окружение, обеспечивающее интерфейсы между системой и

языками программирования и использование обслуживающих программ;

обработка текстов -

система обеспечивает программы, такие как строковый и экранный

редакторы, для создания и изменения текстов, орфографическую программу

проверки для обнаружения ошибок орфографии, и необязательный форматер

текста для создания высококачественных копий, которые подходят для

публикаций;

организация информации -

система предоставляет много программ, которые позволяют вам создавать,

организовывать и удалять файлы и каталоги;

обслуживающие программы -

инструментальные средства, создающие графику и выполняющие вычисления;

электронная связь -

несколько программ (например, mail) предоставляют вам возможность

передавать информацию другим пользователям и в другие системы UNIX.

ОС UNIX изначально создавался как компактная система для программных

разработок. Практически вся система написана на языке С и, вследствие

этого, проста для понимания и легко переносима на различные аппаратные

платформы. История этой ОС начиналась в 70 годы. В это время она свободно

распространялась в основном в университетской среде и завоевывала

популярность как инструментальная среда. Важной особенностью этой

операционной системы является компактность кода - всего около 12 млн.

строк. После появления в конце 70 миниЭВМ ОС UNIX стала практически

стандартом для этих машин, поскольку обладая всей функциональностью

коммерческих ОС (RSX, RT, VMS и ряд других) могла легко портироваться на

различные платформы без существенных трудозатрат. С появлением в середине

80 годов первых ПК возникли и версии ОС UNIX для платформы Intel. С момента

появления первого 32-разрядного процессора фирмы Intel 80386 и расширения

RISC платформ (MIPS, Alpha, HP-PA, Motorolla начинается новый виток в

развитии этой ОС. Однако настоящий бум на UNIX решения возник благодаря

появлению Internet. Internet - это прежде всего Unix. Всемирная сеть

изначально строилась на технологиях неразрывно связанных с ОС Unix (TCP/IP,

SMTP, GOPHER и др.), и именно она привлекла внимание к этой ОС. На Unix

вскормлены нынешние выпускники университетов - то поколение, которое сейчас

начинает работу в качестве специалистов по ИТ, и будет определять развитие

корпоративных информационных технологий своих предприятий. Каковы же

основные отличительные черты этой замечательной нестареющей ОС?

В отличие от классических операционных систем для персональных компьютеров

(DOS, Windows, OS/2, NetWare), UNIX является многопользовательской

многозадачной операционной системой с разделением времени. Одна и та же

вычислительная система под управлением ОС UNIX может использоваться как

сервер приложений, коммуникационный сервер, сервер печати или файлов, и в

то же время обслуживать запросы большого количества пользователей. В этом

смысле UNIX очень близка к таким известным ОС как MVS, VMS, OS/400, то есть

операционных систем больших машин. Известны конфигурации UNIX систем для

онлайнового обслуживания 10000 пользователей (британская страховая компания

Churchill, 64-х процессорный CRAY CS6400 (SUN UE10000)). Несмотря на

многообразие версий UNIX, архитектура и основные интерфейсы системы

достаточно жестко стандартизованы. Поэтому в большинстве случаев для

администраторов, а тем более пользователей никаких различий в работе с

разными версиями UNIX просто нет. Основной организацией, занимающейся

выработкой стандартов для UNIX, является Open Group, возникшая в результате

слияния X/Open и OSF в 1997 г. Наличие многопользовательского режима работы

является важнейшей отличительной чертой этой ОС. Данный режим позволяет

легко администрировать систему и организовывать работу пользователей через

терминальный интерфейс, чрезвычайно экономичный и надежный. Концептуальная

правильность многопользовательского режима работы косвенно подтверждается и

тем, что после пяти лет разработок Windows NT фирма Microsoft признала

необходимость такого режима и пытается осуществить его в своем продукте

Windows Terminal Server или в продукте фирмы Citrix MetaFrame, хотя

изначально NT строилась исключительно как многозадачная среда без поддержки

многопользовательской работы. Крайне важным аспектом использования ОС UNIX

является то, что практически с самого начала своего существования она

использовалась для организации сетевых вычислений. Все наиболее

распространенные сетевые протоколы (TCP/IP, NFS) возникли и были отработаны

в среде ОС UNIX. Для этой ОС существуют самые эффективные (в смысле

соотношения затрат/производительности) решения для организации файл-

серверных и принтерных служб в гетерогенных средах (Samba), более чем

успешно конкурирующие с решениями на базе Windows NT или NetWare.

С широким распространением с середины 80-х симметричных мультипроцессорных

систем для коммерческих приложений появились версии UNIX, поддерживающие

многопоточные и многопроцессорные режимы работы. Уже в 1989 году появились

устойчивые реализации SMP для SCO UNIX (для процессоров Intel386) и DEC

ULTRIX (MIPS R2000/3000). В операционной системе UNIX традиционно

поддерживается классическая схема мультипрограммирования. Система имеет

возможность параллельного выполнения нескольких пользовательских программ.

Каждому такому выполнению соответствует процесс операционной системы.

Поскольку каждый процесс выполняется в собственной виртуальной памяти,

процессы в системе защищены друг от друга. В компьютерах с архитектурой SMP

несколько процессоров имеют доступ к общей памяти через высокоскоростной

общий интерфейс. Диспетчер процессов, обеспечивающий распределение ресурсов

процессоров между процессами, использует кольцевой режим планирования

(round robin). Основной смысл такого планирования состоит в том, что время

процессора(ов) делится на кванты фиксированного размера, а процессоры,

Страницы: 1, 2, 3, 4