), третье (GNU/Linux) и многие последующие места.

UNIX-системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения . Также, в ходе разработки Unix-систем был создан язык Си .

Среди примеров известных UNIX-подобных операционных систем: BSD , Solaris , Linux , Android , MeeGo , NeXTSTEP , Mac OS X , Apple iOS .

История

Предшественники

Первые версии UNIX были написаны на ассемблере и не имели встроенного компилятора с языком высокого уровня . Примерно в 1969 году Кен Томпсон при содействии Денниса Ритчи разработал и реализовал язык Би (B), представлявший собой упрощённый (для реализации на миникомпьютерах) вариант разработанного в языка BCPL . Би, как и BCPL, был интерпретируемым языком. В 1972 году была выпущена вторая редакция UNIX, переписанная на языке Би. В 1969-1973 годах на основе Би был разработан компилируемый язык, получивший название Си (C).

Раскол

Важной причиной раскола UNIX стала реализация в 1980 году стека протоколов TCP/IP . До этого межмашинное взаимодействие в UNIX пребывало в зачаточном состоянии - наиболее существенным способом связи был UUCP (средство копирования файлов из одной UNIX-системы в другую, изначально работавшее по телефонным сетям с помощью модемов).

Было предложено два интерфейса программирования сетевых приложений: Berkley sockets (сокет Беркли) и интерфейс транспортного уровня TLI (англ. Transport Layer Interface ).

Интерфейс Berkley sockets был разработан в университете Беркли и использовал стек протоколов TCP/IP , разработанный там же. TLI был создан AT&T в соответствии с определением транспортного уровня модели OSI и впервые появился в системе System V версии 3. Хотя эта версия содержала TLI и потоки, первоначально в ней не было реализации TCP/IP или других сетевых протоколов, но подобные реализации предоставлялись сторонними фирмами.

Реализация TCP/IP официально и окончательно была включена в базовую поставку System V версии 4. Это, как и другие соображения (по большей части, рыночные), вызвало окончательное размежевание между двумя ветвями UNIX - BSD (университета Беркли) и System V (коммерческая версия от AT&T). Впоследствии, многие компании, лицензировав System V у AT&T, разработали собственные коммерческие разновидности UNIX, такие как AIX , CLIX, HP-UX , IRIX , Solaris .

Современные реализации UNIX, как правило, не являются системами V или BSD в чистом виде. Они реализуют возможности как System V, так и BSD.

Свободные UNIX-подобные операционные системы

В настоящий момент GNU/Linux и представители семейства BSD быстро отвоёвывают рынок у коммерческих UNIX-систем и одновременно проникают как на настольные компьютеры конечных пользователей, так и на мобильные и встраиваемые системы.

Проприетарные системы

Влияние UNIX на эволюцию операционных систем

Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС.

Широко используемый в системном программировании язык Си , созданный изначально для разработки UNIX, превзошёл UNIX по популярности. Язык Си был первым «веротерпимым» языком, который не пытался навязать программисту тот или иной стиль программирования. Си был первым высокоуровневым языком, предоставляющим доступ ко всем возможностям процессора , таким как ссылки , таблицы , битовые сдвиги , инкременты и т. п. С другой стороны, свобода языка Си приводила к ошибкам переполнения буфера в таких функциях стандартной библиотеки Си, как gets и scanf. Результатом стали многие печально известные уязвимости, например, та, что эксплуатировалась в знаменитом черве Морриса .

Первые разработчики UNIX способствовали внедрению принципов модульного программирования и повторного использования в инженерную практику.

UNIX предоставлял возможность использования протоколов TCP/IP на сравнительно недорогих компьютерах, что привело к быстрому росту Интернета . Это, в свою очередь, способствовало быстрому обнаружению нескольких крупных уязвимостей в системе безопасности, архитектуре и системных утилитах UNIX.

Со временем ведущие разработчики UNIX разработали культурные нормы разработки программного обеспечения, которые стали столь же важны, как и сам UNIX. ( )

Социальная роль в сообществе ИТ-профессионалов и историческая роль

Первоначальные UNIX работали на крупных многопользовательских компьютерах, к которым также предлагались и проприетарные ОС от производителя оборудования, такие как RSX-11 и ее потомок VMS . Невзирая на то, что по ряду мнений тогдашний UNIX имел недостатки по сравнению с данными ОС (например, отсутствие серьёзных движков баз данных), он был а) дешевле, а иногда и бесплатен для академических учреждений б) был портируем с оборудования на оборудование, и разработан на портируемом языке Си, что «отвязывало» разработку программ от конкретной аппаратуры. Кроме того, «отвязанным» от аппаратуры и производителя оказался и опыт пользователя - человек, работавший с UNIX на VAX, легко работал с ней же и на 68xxx, и так далее.

Производители аппаратуры в то время часто прохладно относились к UNIX, считая ее игрушечной, и предлагая свою проприетарную ОС для серьёзной работы - в первую очередь СУБД и основанных на них бизнес-приложений в коммерческих структурах. Известны комментарии по этому поводу от DEC по поводу ее VMS . К этому прислушивались корпорации, но не академическая среда, которая имела все для себя необходимое в UNIX, зачастую не требовала официальной поддержки от производителя, справляясь своими силами, и ценила дешевизну и переносимость UNIX.

Таким образом, UNIX была едва ли не первой переносимой на разную аппаратуру ОС.

Вторым резким взлетом UNIX было появление RISC -процессоров около 1989 года. Еще до того существовали т. н. workstations - персональные однопользовательские компьютеры большой мощности, имеющие достаточный объем памяти, жесткого диска и достаточно развитую ОС (многозадачность, защита памяти) для работы с серьёзными приложениями, такими, как CADы. Среди производителей таких машин выделялась компания Sun Microsystems , сделавшая себе на них имя.

До появления RISC-процессоров в этих станциях обычно использовался процессор Motorola 68xxx, тот же, что и в компьютерах фирмы Apple (хотя и под более развитой операционной системой, чем у Apple).

Около 1989 года на рынке появились коммерческие реализации процессоров RISC -архитектуры. Логичным решением ряда компаний (Sun и других) был перенос UNIX на эти архитектуры, что немедленно повлекло за собой и перенос всей экосистемы ПО для UNIX.

Проприетарные серьёзные ОС, такие как VMS , начали свой закат именно с этого момента (даже если и удалось перенести на RISC саму ОС, все было намного сложнее с приложениями под нее, которые в этих экосистемах зачастую разрабатывались на ассемблере или же на проприетарных языках типа BLISS), и UNIX стал ОС для самых мощных компьютеров в мире.

Однако в это время экосистема PC начала переходить на GUI в лице Windows 3.0. Огромные преимущества GUI, а также, например, унифицированная поддержка всех типов принтеров, были оценены и разработчиками, и пользователями. Это сильно подорвало позиции UNIX на рынке - реализации такие, как SCO и Interactive UNIX, не справлялись с поддержкой Windows-приложений. Что же касается GUI для UNIX, называемого X11 (были и иные реализации, много менее популярные), то он не мог полноценно работать на обычной пользовательской PC ввиду требований к памяти - для нормальной работы X11 требовалось 16 МБ, в то время как Windows 3.1 с достаточной производительностью исполняла и Word, и Excel одновременно в 8 МБ (это стало стандартным размером памяти PC в то время). При высоких ценах на память это было лимитирующим фактором.

Успех Windows дал импульс внутреннему проекту Microsoft под названием Windows NT, которая была совместима с Windows по API, но при этом имела все те же архитектурные особенности серьёзной ОС, что и UNIX - многозадачность, полноценную защиту памяти, поддержку многопроцессорных машин, права доступа к файлам и директориям, системный журнал. Также Windows NT представила журнальную файловую систему NTFS, которая по возможностям на тот момент превышала все стандартно поставляемые с UNIX файловые системы - аналоги под UNIX были только отдельными коммерческими продуктами от Veritas и других.

Хотя Windows NT и не была популярна первоначально из-за высоких требований к памяти (те же 16 МБ), она позволила Microsoft выйти на рынок решений для серверов, например, СУБД. Многие в то время не верили в возможность Microsoft, традиционно специализирующейся на настольном ПО, быть игроком на рынке ПО масштаба предприятия, где уже были свои громкие имена, такие как Oracle и Sun. К этому сомнению добавлялся тот факт, что СУБД Microsoft - SQL Server - начинался как упрощенная версия Sybase SQL Server, лицензированная у Sybase и на 99 % совместимая по всем аспектам работы с ним.

Во второй половине 1990-х годов Microsoft начал теснить UNIX и на рынке корпоративных серверов.

Совокупность вышеперечисленных факторов, а также огромное падение цены на 3D-видеопроцессоры, ставшими из профессионального оборудования домашним, по сути убила само понятие workstation к началу 2000-ных годов.

Кроме того, системы Microsoft проще в управлении, особенно в типовых сценариях использования.

Но в данный момент начался третий резкий взлет UNIX.

Кроме того, Столлман и его товарищи, прекрасно понимая, что для успеха не завязанного на корпорации программного обеспечения необходимы не проприетарные средства разработки, разработал набор компиляторов для различных языков программирования (gcc), что вместе с разработанными ранее утилитами GNU (замена стандартных утилит UNIX) составило необходимый и достаточно мощный пакет программ для разработчика.

Для создания полностью свободного UNIX не хватало по сути только ядра ОС. И оно было разработано финским студентом Линусом Торвалдсом. Ядро было разработано «с нуля» и не является с точки зрения исходного кода деривативом ни BSD, ни System V (хотя концепты таки заимствовались, например, Linux имел функции namei и bread), однако по ряду нюансов (системные вызовы, богатая /proc, отсутствие sysctk) - больше тяготеет к последней.

• POSIX 1003.2-1992, определяющий поведение утилит, в том числе командного интерпретатора;
• POSIX 1003.1b-1993, дополняющий POSIX 1003.1-1988, - определяет поддержку систем реального времени;
• POSIX 1003.1c-1995, дополняющий POSIX 1003.1-1988, - определяет нити (threads), известные также как pthreads.

Все стандарты POSIX объединены в документе IEEE 1003.

В целях совместимости несколько создателей UNIX-систем предложили использовать ELF - формат систем SVR4 для двоичных и объектных файлов . Единый формат полностью обеспечивает соответствие двоичных файлов в рамках одной компьютерной архитектуры.

Структура каталогов некоторых систем, в частности, GNU/Linux , определена в стандарте Filesystem Hierarchy Standard . Однако, во многих отношениях этот тип стандарта является спорным, и он, даже внутри сообщества GNU/Linux, далеко не универсален.

Стандартные команды ОС UNIX

• Создание и навигация по файлам и каталогам: touch , , , , , , pwd , , mkdir , rmdir , find , ;
• Просмотр и редактирование файлов: more , less , , ex, , emacs ;
• Обработка текста: echo , cat , grep , sort , uniq , sed , awk , tee , head , tail , cut , , split , printf ;
• Сравнение файлов: comm , cmp , diff , patch ;
• Разнообразные утилиты командного интерпретатора: yes , test , xargs , expr ;
• Системное администрирование: chmod , chown , , , , who , , mount , umount ;
• Коммуникации: mail , telnet, ftp , finger, rsh, ssh;
• Командные оболочки : , bash , csh , ksh , tcsh , zsh ;
• Работа с исходным кодом и объектным кодом: cc, gcc , ld, , yacc , bison , lex , flex , ar, ranlib, make ;
• Сжатие и архивация: compress, uncompress, gzip , gunzip , tar
• Работа с двоичными файлами: , strings

Ниже приведён список 60 команд из раздела 1 первой версии UNIX:

• b, bas , bcd, boot
• cat , chdir , check, chmod , chown , cmp ,
• date , db, dbppt, , , dsw, dtf,
• mail , mesg , mkdir , mkfs, mount ,
• rew, rkd, rkf, rkl, , rmdir , roff

Примечания

См. также

UNIX зародился в лаборатории Bell Labs фирмы AT&T более 20 лет назад.

UNIX – это многопользовательская, многозадачная ОС, включает в себя достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. Написана на языке С и является машинно-независимой, что обеспечивает ее высокую мобильность и легкую переносимость прикладных программ на ПК различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX является ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов.

Поддерживает иерархическую файловую структуру, виртуальную память, многооконный интерфейс, многопроцессорные системы, многопользовательскую систему управления базами данных, неоднородные вычислительные сети.

ОС UNIX имеет следующие основные характеристики:

Переносимость;

- вытесняющая многозадачность на основе процессов, работающих в изолированных адресных пространствах в виртуальной памяти;

Поддержка одновременной работы многих пользователей;

Поддержка асинхронных процессов;

Иерархическая файловая система;

Поддержка независимых от устройств операций ввода-вывода (через специальные файлы устройств);

Стандартный интерфейс для программ (программные каналы, IPC) и пользователей (командный интерпретатор, не входящий в ядро ОС);

Встроенные средства учета использования системы.

Архитектура ОС UNIX - многоуровневая. На нижнем уровне работает ядро операционной системы. Функции ядра (управление процессами, памятью, обработка прерываний и т.д.) доступны через интерфейс системных вызовов , образующих второй уровень. Системные вызовы обеспечивают программный интерфейс для доступа к процедурам ядра. На следующем уровне работают командные интерпретаторы , команды и утилиты системного администрирования, коммуникационные драйверы и протоколы , - все то, что обычно относят к системному программному обеспечению . Внешний уровень образуют прикладные программы пользователя, сетевые и другие коммуникационные службы, СУБД и утилиты.

Операционная система выполняет две основные задачи: манипулирование данными и их хранение. Большинство программ в основном манипулирует данными, но, в конечном счете, они где-нибудь хранятся. В системе UNIX таким местом хранения является файловая система . Более того, в UNIX все устройства , с которыми работает операционная система, также представлены в виде специальных файлов в файловой системе.

Логическая файловая система в ОС UNIX (или просто файловая система ) - это иерархически организованная структура всех каталогов и файлов в системе, начинающаяся с корневого каталога. Файловая система UNIX обеспечивает унифицированный интерфейс доступа к данным, расположенным на различных носителях, и к периферийным устройствам. Логическая файловая система может состоять из одной или нескольких физических файловых (под)систем , являющихся разделами физических носителей (дисков, CD-ROM или дискет).

Файловая система контролирует права доступа к файлам, выполняет операции создания и удаления файлов, а также выполняет запись/чтение данных файла. Файловая система обеспечивает перенаправление запросов, адресованных периферийным устройствам, соответствующим модулям подсистемы ввода-вывода.

Иерархическая структура файловой системы UNIX упрощает ориентацию в ней. Каждый каталог, начиная с корневого (/ ), в свою очередь, содержит файлы и подкаталоги .

В ОС UNIX нет теоретических ограничений на количество вложенных каталогов, но есть ограничения на максимальную длину имени файла, которое указывается в командах - 1024 символов.

В UNIX существует несколько типов файлов, различающихся по функциональному назначению:

Обычный файл - наиболее общий тип файлов, содержащий данные в некотором формате. Для операционной системы такие файлы представляют собой просто последовательность байтов. К этим файлам относятся текстовые файлы, двоичные данные и выполняемые программы.

Каталог- это файл, содержащий имена находящихся в нем файлов, а также указатели на дополнительную информацию, позволяющие операционной системе производить действия с этими файлами. С помощью каталогов формируется логическое дерево файловой системы.

Специальный файл устройства - Обеспечивает доступ к физическим устройствам. Доступ к устройствам осуществляется путем открытия, чтения и записи в специальный файл устройства.

FIFO - именованный канал. Этот файл используется для связи между процессами по принципу очереди.

Сокет- позволяют представить в виде файла сетевое соединение.

Каждый файл в ОС UNIX содержит набор прав доступа, по которому определяется, как пользователь взаимодействует с данным файлом.

Каждый жесткий диск состоит из одной или нескольких логических частей - разделов. Расположение и размер раздела определяется при форматировании диска. В ОС UNIX разделы выступают в качестве независимых устройств, доступ к которым осуществляется как к различным носителям данных. В разделе может располагаться только одна физическая файловая система .

Имеется много типов физических файловых систем, например FAT16 и NTFS, с разной структурой. Более того, имеется множество типов физических файловых систем UNIX (ufs , s5fs , ext2 , vxfs , jfs , ffs и т.д.).

Если вы недавно начали изучать Linux и осваиваться в этой огромной вселенной, то наверное, часто встречали термин Unix. Звучит очень похоже на Linux, но что же оно значит? Наверное, вам интересно чем отличается unix от linux. Ответ на этот вопрос зависит от того что вы понимаете под этими словами. Ведь каждое из них может интерпретироваться по-разному. В этой статье мы рассмотрим упрощенную историю Linux и Unix чтобы помочь вам понять что это и как они между собой связаны. Как всегда вы можете задавать вопросы или добавить дополнительную информацию в комментариях.

Свою историю Unix начал в конце 1960-х и в начале 1970-х в научно-исследовательских вычислительных лабораториях AT&T Bell Labs в Соединенных штатах. Вместе с MIT и General Electric исследовательская лаборатория Bell Labs начала разработку новой операционной системы. Некоторые исследователи были недовольны ходом разработки этой операционной системы. Они отошли от работы над основным проектом и начали разрабатывать собственную ОС. В 1970 году эта система получила название Unix, а два года спустя она была полностью переписана на языке программирования Си.

Это позволило распространять и портировать Unix на различные устройства и вычислительные платформы.

Так как Unix продолжал развиваться, AT&T начал продавать лицензии на использование ее в университетах, а также в коммерческих целях. Это означало что не все могли, как сейчас, свободно изменять и распространять код операционной системы Unix. Вскоре начало появляться много редакций и вариантов операционной системы Unix, предназначенной для решения различных задач. Самой известной из них была BSD.

Linux похож на Unix по функциональности и возможностям, но не кодовой базой. Эта операционная система была собрана из двух проектов. Первый - проект GNU, разработанный Ричардом Столлманом в 1983, второй - ядро Linux, написанное Линусом Торвальдсом в 1991.

Целью проекта GNU было создать систему похожую на Unix, но не зависящую от него. Иными словами, операционную систему, не содержащую код Unix, которая могла бы свободно распространяться и модифицироваться без ограничений, как свободное программное обеспечение. Так как свободное ядро Linux не могло работать само по себе, проект GNU объединился с ядром Linux, и так родилась операционная система Linux.

Конструировался Linux под влиянием системы Minix, потомка Unix, но весь код был написан с нуля. В отличие от Unix, который использовался на серверах и больших мэйнфреймах различных предприятий, Linux был рассчитан для использования на домашнем компьютере с более простым аппаратным обеспечением.

На сегодняшний день Linux работает на огромном количестве платформ, большем чем любая другая ОС, это сервера, встраиваемые системы, микрокомпьютеры, модемы и даже мобильные телефоны. Теперь будет более подробно рассмотрена разница linux и unix.

Что такое Unix

Термин Unix может относиться к таким понятиям:

• Оригинальная операционная система, разработанная в AT&T Bell Labs, на основе которой развиваются другие ОС.
• Товарный знак, написано заглавными буквами. UNIX принадлежит The Open Group, которая разработала набор стандартов для операционных систем - Single UNIX Specification. Только те системы, которые соответствуют стандартам могут законно называться UNIX. Сертификация не бесплатная и требует от разработчиков платить за использование этого товарного знака.
• Все операционные системы зарегистрированы с именем Unix. Потому что они соответствуют вышеупомянутым стандартам. Это AIX, A/UX, HP-UX, Inspur K-UX, Reliant UNIX, Solaris, IRIX, Tru64, UnixWare, z/OS и OS X - да, даже те что работают на компьютерах Apple.

Что такое Linux

Термин Linux относится только к ядру. Операционная система не будет полной без настольной среды и приложений. Поскольку большинство приложений были разработаны и сейчас разрабатываются в рамках проекта GNU, полное название операционной системы - GNU / Linux.

Сейчас множество людей используют термин Linux для обозначения всех, основанных на ядре Linux, дистрибутивов. На данный момент самая новая версия ядра Linux - 4.4, версия 4.5 находится на стадии разработки. Смена нумерации релизов ядра с 3.х на 4.х состоялась не так уж давно.

Linux - это Unix подобная операционная система, которая ведет себя как Unix, но не содержит его код. Unix подобные ОС часто называют Un*x, *NIX и *N?X, или даже Юниксоидами. У Linux нет сертификации Unix, а GNU расшифровывается как GNU not Unix, так что в этом отношении Mac OS X больше Unix чем Linux. Но тем не менее ядро Linux и ОС GNU Linux очень похожи на Unix по функциональности, реализуют большинство принципов философии Unix. Это удобочитаемый код, хранение конфигурации системы в отдельных текстовых файлах, а также использование небольших инструментов командной строки, графическая оболочка и менеджер сеансов.

Важно заметить что далеко не все Unix подобные системы получили сертификацию UNIX. В определенном контексте все операционные системы, основанные на UNIX или на его идеях, называются UNIX подобными, независимо от того есть ли у них сертификат UNIX или нет. Кроме того, они могут быть коммерческими и бесплатными.

Надеюсь, теперь стало более понятно, чем отличается unix от linux. Но пойдем еще дальше и подведем итоги.

Основные отличия

• Linux - свободная операционная система с открытым исходным кодом, а оригинальная Unix - нет, кроме некоторых ее производных.
• Linux - это клон оригинального Unix, но он не содержит его код.
• Главное отличие unix от linux, в том что Linux - это только ядро, в то время как Unix была и есть полноценной операционной системой.
• Linux был разработан для персональных компьютеров. А Unix ориентирован в первую очередь на крупные рабочие станции и сервера.
• Сегодня Linux поддерживает больше платформ чем Unix.
• Linux поддерживает больше типов файловых систем чем Unix.

Как видите, путаница обычно возникает из-за того, что linux vs unix могут означать совершенно разные вещи. Какое бы значение ни имелось в виду, факт остается фактом - Unix был первым, а Linux появился позже. Linux родился из стремления к свободе программного обеспечения и мобильности, вдохновленный подходом Unix. Можно смело сказать что мы все в долгу перед движением свободного программного обеспечения, потому что мир был бы намного хуже без него.

Первое значение термина упирается в рассмотрение структур, в которые могут быть организованы файлы на носителях данных. Существует несколько видов таких структур: линейные, древовидные, объектные и другие, но в настоящее время широко распространены только древовидные структуры.

Каджый файл в древовидной структуре расположен в определенном хранилище файлов – каталоге , каждый каталог, в свою очередь, также расположен в некотором каталоге. Таким образом, по принципу вложения элементов файловой системы (файлов и каталогов) друг в друга строится дерево, вершинами которого являются непустые каталоги, а листьями – файлы или пустые каталоги. Корень такого дерева имеет название корневой каталог и обозначается каким-либо специальным символом или группой символов (например, «C: » в операционной системе Windows). Каждому файлу соответствует некоторое имя , отпределяющее его расположение в дереве файловой системы. Полное имя файла состоит из имен всех вершин дерева файловой системы, через которые можно пройти от корня до данного файла (каталога), записывая их слева-направо и разделяя специальными символами-разделителями.

В настоящее время существует огромное количество файловых систем, каждая из которых используется для определенной цели: для быстрого доступа к данным, для обеспечения целостности данных при сбоях системы, для простоты реализации, для компактного хранения данных, и т.д. Однако среди всего множества файловых систем можно выделить такие, которые обладают рядом схожих признаков, а именно:

Файлы и каталоги идентифицируются не по именам, а по индексным узлам (i-node) – индексам в общем массиве файлов для данной файловой системе. В этом массиве хранится информация об используемых блоках данных на носителе, а также – длина файла, владелец файла, права доступа и другая служебная информация под общим названием «метаданные о файле ». Логические же связки типа «имя–i-node » – есть ни что иное как содержимое каталогов.

Таким образом, каждый файл характеризуется одним i-node, но может быть связан с несколькими именами – в UNIX это называют жёсткими ссылками (см. Рисунок 1.22, «Пример жесткой ссылки»). При этом, удаление файла происходит тогда, когда удаляется последняя жёсткая ссылка на этот файл.

Важной особенностью таких файловых систем является то, что имена файлов зависят от регистра, другими словами файлы test.txt и TEST.txt отличаются (т.е. являются разными строками в файле директории).

В определенных (фиксированных для данной файловой системы) блоках физического носителя данных находится т.н. суперблок . Суперблок – это наиболее ответственная область файловой системы, содержащая информацию для работы файловой системы в целом, а также – для ёе идентификации. В суперблоке находится «магическое число » – идентификатор файловой системы, отличающий её от других файловых систем, список свободных блоков, список свободных i-node"ов и некоторая другая служебная информация.

Такие файловые системы наследуют особенности оригинального UNIX. К ним можно отнести, например: s5 (используемая в версиях UNIX System V), ufs (BSD UNIX), ext2, ext3, reiserfs (Linux), qnxfs (QNX). Все эти файловые системы различаются форматами внутренних структур, но совместимы с точки зрения основных концепций.

Дерево каталогов

Рассмотрение второго значения термина ФС приводит нас к уже обозначенной ранее совокупности процедур, осуществляющих доступ к файлам на различных носителях. Особенностью операционных систем семейства UNIX является существование единого дерева файловой системы для любого количества носителей данных с одинаковыми или разными типами файловых систем на них. Это достигается путем монтирования – временной подстановкой вместо каталога одной файловой системы дерева другой файловой системы, вследствие чего система имеет не несколько деревьев никак не связанных друг с другом, а одно большое разветвленное дерево с единым корневым каталогом.

Файловая подсистема операционной системы UNIX имеет имеет уникальную систему обработки запросов к файлам – переключатель файловых систем или виртуальная файловая система (VFS ). VFS предоставляет пользователю стандартный набор функций (интерфейс) для работы с файлами, вне зависимости от места их расположения и принадлежности к разным файловым системам.

В мире стандартов UNIX определено, что корневой каталог единого дерева файловой системы должен иметь имя / , как и символ-разделитель при формировании полного имени файла. Тогда полное имя файла может быть, например, /usr/share/doc/bzip2/README . Задача VFS – по полному имени файла найти его местоположение в дереве файловой системы, определить её тип в этом месте дерева и «переключить », т.е. передать файл на дальнейшую обработку драйверу конктретной файловой системы. Такой подход позволяет использовать практически неограниченое количество различных файловых систем на одном компьютере под управлением одной операционной системы, а пользователь даже не будет знать, что файлы физически находятся на разных носителях информации.

Использование общепринятых имен основных файлов и структуры каталогов существенно облегчает работу в операционной системе, её администрирование и переносимость. Некоторые из этих структур используются при запуске системы, некоторые – во время работы, но все они имеют большое значение для ОС вцелом, а нарушение этой структуры может привести к неработоспособности системы или ее отдельных компонентов.

Рисунок 1.24. Стандартные каталоги в файловой системе UNIX

Приведем краткое описание основных каталогов системы, формально описываемых специальным стандартом на иерархию файловой системы (Filesystem Hierarchy Standart). Все каталоги можно разделить на две группы: для статической (редко меняющейся) информации – /bin , /usr и динамической (часто меняющейся) информации – /var , /tmp . Исходя из этого администраторы могут разместить каждый из этих каталогов на собственном носителе, обладающем соответствующими характеристиками.

Корневой каталог

Корневой каталог / является основой любой ФС UNIX. Все остальные каталоги и файлы располагаются в рамках струтуры (дерева), порождённой корневым каталогом, независимо от их физического местонахождения.

В этом каталоге находятся часто употребляемые команды и утилиты системы общего пользования. Сюда входят все базовые команды, доступные даже если была примонтирована только корневая файловая система. Примерами таких команд являются: ls , cp , sh и т.п..

Директория содержит всё необходимое для процесса загрузки операционной системы: программу-загрузчик, образ ядра операционной системы и т.п..

Каталог содержит специальные файлы устройств, являющиеся интерфейсом доступа к периферийным устройствам. Наличие такого каталога не означает, что специальные файлы устройств нельзя создавать в другом месте, просто достаточно удобно иметь один каталог для всех файлов такого типа.

В этом каталоге находятся системные конфигурационные файлы. В качестве примеров можно привести файлы /etc/fstab , содержащий список монтируемых файловых систем, и /etc/resolv.conf , который задаёт правила составления локальных DNS-запросов. Среди наиболее важных файлов – скрипты инифиализации и деинициализации системы. В системах, наследующих особенности UNIX System V, для них отведены каталоги с /etc/rc0.d по /etc/rc6.d и общий для всех файл описания – /etc/inittab .

Директория содержит домашние директории пользователей. Её существование в корневом каталоге не обязательно и её содержимое зависит от особенностей конкретной UNIX-подобной операционной системы.

Каталог для статических и динамических библиотек, необходимых для запуска программ, находящихся в директориях /bin и /sbin .

Стандартный каталог для временного монтирования файловых систем – например, гибких и флэш-дисков, компакт-дисков и т.п..

Директория содержит домашюю директорию суперпользователя. Её существование в корневом каталоге не обязательно.

В этом каталоге находятся команды и утилиты для системного администратора. Примерами таких команд являются: route , halt , init и т.п.. Для аналогичных целей применяются директории /usr/sbin и /usr/local/sbin .

Эта директория повторяет структуру корневой директории – содержит каталоги /usr/bin , /usr/lib , /usr/sbin , служащие для аналогичных целей.

Каталог /usr/include содержит заголовочные файлы языка C для всевозможные библиотек, расположенных в системе.

Каталог /usr/local является следующим уровнем повторения корневого каталога и служит для хранения программ, установленных администратором в дополнение к стандартной поставке операционной системы.

Каталог /usr/share хранит неизменяющиеся данные для установленных программ. Особый интерес представляет каталог /usr/share/doc , в который добавляется документация ко всем установленным программам.

Используются для хранения временных данных процессов – системных и пользовательских соответственно.

• Перевод

Проект МАС (Multiple Access Computer, Machine-Aided Cognition, Man and Computer) начался как чисто исследовательский в MIT в 1963 году. Потом он разросся в лабораторию компьютерных наук (LCS), а в наши дни назыается Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта

В начале 60-х был всплеск интереса к системам с разделением времени. Джон МакКарти написал заметку под заглавием “Программа для оператора с разделением времени для проекта IBM 709” в 1959 году. Корбато, Мервин-Даггет и Далей в 1962 году написали в статье, что “мы на пороге третьего глобального изменения к подходу использования компьюьтеров, из-за разделения времени”. Сначала это рассматривали как способ поднять эффективность использования компьютера, но очень быстро пришли к идее многопользовательской системы. Деннис Ритчи потом скажет, что самый медленный этап в цикле “написать-скомпилировать-выполнить-отладить” стал определяться человеком, а не машиной.

В рамках проекта МАС получился значительный вклад в системы с разделяемым временем, включая разработку операционной системы (тогда таких слов не было, но давайте так говорить для определенности - прим. перев.) CTSS (Compatible Time-Sharing System). Во второй половине 60-х было создано несколько других систем с разделением времени, например BBN, DTSS, JOSS, SDC, и пр. Но все это не имеет отношения к этой статье. А вот Multiplexed Information and Computing Service (MULTICS) - имеет.

Multics

В то время “использовать компьютер” значило практически исключительно “программировать”. То есть, необходимо было более эффективно выполнять упомянутый выше цикл «написать-отладить».

Multics должен был стать прикладным ПО, которое может поддерживать до 1000 пользователей одновременно. Еще из ТЗ (цитируется по “Введению и обзору в систему Multics”, Корбато, Высоцкий, 1965):

• Работа в режиме 24х7 без сбоев
• Наличие фреймворка, который можно будет дописать и усовершенствовать по мере надобности
• Поддержка различных языков программирования и интерфейсов пользователя. Саму систему писали в основном на языке высокого уровня PL/I.
• Поддержка широкого набора приложений
• Поддержка удобного, гибкого и быстрого удаленного доступа
• Иметь иерархическую структуру контроля, распределения ресурсов и авторизации
• Иметь надежную ФС
• Поддержка управления доступа к данным
• Наличие онлайн-документации

UNIX

Нулевое издание (конец 1969 года)

Первая версия команды cp обрабатывала аргументы попарно:

# cp file11 file12 file21 file22 ...

Команда dsw (delete using switches) позволяла интерактивно удалять файлы.

Влияние Multics и еще более ранней системы CTSS на современные юниксоподобные системы:

• Шелл, в Multics он прямо так и назывался - shell. В UNIX подстановка результата выглядит как `command`, а в Multics - .
• Многие команды типа ls , pwd , chdir (cwd в Multics), mail , man (help в Multics).
• Конфигурация через файлы rc . В CTSS была программа RUNCOM .
• roff , команда для рендеринга текста. В CTSS и Multics документация готовилась командой RUNOFF
• Файл как простой поток байтов
• Текст как поток символов и переводов строки
• Древовидная файловая система
• API для доступа к диску, которое скрывает низкоуровневые особенности железа
• Структура аргументов для функций ввода-вывода включает в себя хендлер файла, буфер и количество символов
• Перенаправление ввода-вывода

У PDP-7 UNIX была файловая система с inodes, но они содержали очень мало информации - список физических блоков и минимальные метаданные: размер, время создания и тип файла. Специальные файлы и каталоги поддерживались, но не было путей к файлам. Зато была буферизация. Еще из существенных ограничений:

• Создавать каталоги и специальные файлы можно только при создании файловой системы, потом нельзя
• Может быть только один диск
• Не поддерживалась мультипрограммность. В каждый момент времени в памяти может быть только одна программа
• Физическое обращение к диску полностью блокировало систему
• Не было вызовов fork, exec, wait. Шелл работал через костыли: при запуске программы шелл завершался, программа при своем завершении должна была запустить шелл заново.

UNIX также работал на PDP-9. В 1969 году также запустили первый узел ARPANET и опубликовали первый RFC.

Группа разработчиков UNIX уболтала BTL купить более продвинутый компьютер, PDP-11/20 с 24 Кб памяти. Они пообещали написать систему правки и редактирования документации для запуска без ОС, а UNIX использовать только для разработки. UNIX на новом компьютере запустили в начале 1971 года. 12 Кб памяти было занято ядром, еще немного - программами, а все остально ушло под рамдрайв.

Первое издание (ноябрь 1971 года)

Из языков программирования поддерживались ассемблер, B, BASIC, FORTRAN. С еще не было.

Файлы среды разработки на В и ассемблере:
/bin/as ассемблер. Файл вывода по умолчанию называется a.out
/bin/ld редактор ссылок (по контексту скорее линковщик, но из оригинала такой перевод получить очень затруднительно - прим. перев.) . В одной директории может одновременно работать только один пользователь из-за конфликта временных файлов
/bin/nm выводит таблицу символов из результата работы ассемблера или загрузчика
/bin/strip удаляет лишние символы из бинарников
/bin/un выводит список не определенных в программе символов
/etc/as2 второй проход ассемблера
/etc/ba ассемблер B (prog.i -> prog.s)
/etc/bc компилятор B (prog.b -> prog.i)
/etc/bilib библиотека интерпретатора В
/etc/brt1, /etc/brt2 рантайм В
/etc/liba.a ассемблерные подпрограммы
/etc/libb.a библиотека подпрограмм для В
/usr/b/rc шелл-скрипт для компиляции программы на В в бинарник. Работает по цепочке program.b -> program.i -> program.s -> a.out

В первом издании нигде не упомянут копирайт. Документация представляла собой внушительный семитомник: cm.bell-labs.com/cm/cs/who/dmr/1stEdman.html . Краткое содержание:

1. Команды. Программы, которые вызывает непосредственно пользователь
2. Системные вызовы. Вызывются через специальную команду процессора
3. Подпрограммы. Вызываются пользовательскими программами
4. Специальные файлы
5. Форматы файлов
6. Разное

Каждая логическая страница мануала называлась man page и содержала заглавие, краткое описание, текст, список затрагиваемых файлов, ссылки, диагностику, баги и автора. Документацию готовили в редакторе ed и форматировали программой roff . Самая первая страница была посвящена команде cat .

Второе издание (июнь 1972 года)

:(1) Ничего не делает. Изначально это была метка для goto, нужно было научить шелл игнорировать такие строки
cc(1) компилятор С
m6(1) макропроцессор общего назначения
opr(1) отправляет задание на печать
tmg(1) компилятор компиляторов. TMG - это язык для написания компиляторов.
tss(1) интерфейс для удаленного доступа к ОС Honeywell TSS.
salloc(3) библиотека для работы со строками произвольной длины

Во втором издании все также не было ни мультипрограммности, ни защиты памяти, зато появился копирайт

Третье издание (Февраль 1973)

Из новых фич следует обратить внимание на конвейеры и мультипрограммность. Кроме того:
cdb(1) дебаггер С
crypt(3) процедура шифрования паролей
proof(1) прото-diff
ps(8) список процессов
sno(1) компилятор и интерпретатор SNOBOL III
speak(1) Синтезатор речи. На вход получает поток слов, выдает их произношение
typo(1) цитата из мануала: "… ищет в документе редкие слова, опечатки и