Операционные системы семейства UNIX

Следует отметить еще одну интересную сферу применения Linux. Ряд стран (например, Китай, Россия) объявил о принятии в качестве базовой ОС для информационных системах в своих силовых структурах ОС, "изготовляемой на основе Linux". Основную роль здесь играет открытость исходного кода. Доступность исходного кода Linux позволяет правительственным специалистам этих стран с одной стороны убедиться в отсутствии в ОС "закладок", занимающихся "электронным шпионажем", а с другой - провести исчерпывающую верификацию ОС и добиться ее высокой надежности и безопасности.

1. Что такое unix?

Unix - полноценная, изначально многопользовательская, многозадачная и многотерминальная операционная система. Точнее, это целое семейство систем, почти полностью совместимых друг с другом на уровне исходных текстов программ.

 

1. Какие бывают Unix и на каких машинах они запускаются?

Версии Unix представлены на таблице 1.

Таблица 1-Версии Unix

Unix	платформа
SCO Unix (Santa Cruz Operation)	i*86
Novell UnixWare (куплена SCO)	i*86
Interactive Unix (куплен Sun)	i*86
Linux	i*86, Motorolla 680*0, DEC Alpha, IBM POWER-PC, Sun Sparc
Семейство BSD: BSDI, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD	i*86, Acorn ARM, Sun Sparc
Solaris	Sun Sparc, i*86
AIX	IBM RS/6000 и AS/400 на POWER-PC
IRIX	SGI MIPS
Digital Unix (ранее Unix OSF/1)	DEC Alpha
HP-UX	Hewlett-Packard PA-RISC

 

Этот список не претендует на полноту (полный список представлен на рисунке 1), ибо кроме перечисленных есть еще множество менее распространенных Unix’ов и Unix-подобных систем, не говоря уже о древних Unixах для устаревших машин.

Условно можно выделить семейства SystemV и Berkeley. SystemV (читается "SystemFive") имеет несколько вариантов, последний по моим сведениям SystemVRelease 4. Университет Berkeley славен не только разработкой BSD, но и большинства протоколов Internet. Впрочем, многие Unix’ы сочетают свойства обеих систем.

 

1. Примеры Unix

Большинство разработчиков открытых UNIX-систем не добиваются сертификации UNIX для своего продукта даже в качестве компромисса, так как стоимость сертификации считается недопустимо высокой. Для таких систем иногда используют термин «Freenix». Примером являются GNU, Linux, Minix, OpenSolaris, Plan 9 и BSD со своими потомками, такими, как FreeBSD, NetBSD и OpenBSD.

Рисунок 1-Генеалогическое древо UNIX-систем

2. Каковы основные отличия Unix от других OS?

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 или (напр., во FreeBSD) из исходников. /* Это не совсем верно. Некоторые параметры пожно поправить без пересборки. Существуют также loadablekernelmodules. */

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 свопятся 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 DECAlpha. Переносимость программ с одной версии Unix на другую ограничена. Неаккуратно написанная программа, не учитывающая различий в реализациях Unix, делающая необоснованные предположения типа 'переменная integer должна занимать четыре байта' может потребовать серьезной переделки. Но все равно это на много порядков легче, чем например пернести с OS/2 на NT.

 

3. Почему Unix?

Unix используется в качестве как сервера, так и рабочей станции. В номинации серверов с ним конкурируют MSWindowsNT, NovellNetware, IBMOS/2 WarpConnect, DECVMS и операционные системы мэйнфреймов. Каждая система имеет свою область применения, в которой она лучше других.

WindowsNT - для администраторов, которые предпочитают удобный 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. 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. 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, так что отсутствующая в Unix возможность запретить доступ к файлу конкретному пользователю является явно избыточной.

Практически все протоколы, 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 ПК), 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 MSWindows, IBMOS/2, Macintosh и AcornRISC-OS.

Windows - для тех, кто ценит совместимость больше эффективности; для тех, кто готов купить большое количество памяти, дискового пространства и мегагерц; для тех, кто любит не вникая в суть, щелкать мышкой по кнопочкам в окошке. Правда, рано или поздно все равно придется изучить принципы работы системы и протоколов, но тогда уже будет поздно - выбор сделан. Немаловажным преимуществом Windows надо признать также возможность украсть кучу программного обеспечения.

OS/2 - для любителей OS/2. Хотя по некоторым сведениям OS/2 лучше других взаимодействует с мэйнфреймами и сетями IBM.

Macintosh - для графических, издательских и музыкальных работ, а также для тех, кто любит понятный, красивый интерфейс и не хочет (не может) разбираться в подробностях функционирования системы.

RISC-OS, прошитая в ПЗУ, позволяет не тратить время на инсталляцию операционной системы и восстановление ее после сбоев. Кроме того, практически все программы под ней очень экономно расходуют ресурсы, благодаря чему не нуждаются в свопинге и работают очень быстро.

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 систем. 
Выводы по главе 1: Unix – семейство систем, используемое серверами и программистами.

2. Linux и с чем его едят

Linux — общее название Unix-подобных операционных систем, основанных на одноимённом ядре. Ядро Linux создаётся и распространяется в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения. Поэтому общее название не подразумевает какой-либо единой «официальной» комплектации Linux; они распространяются в основном бесплатно в виде различных готовых дистрибутивов, имеющих свой набор прикладных программ и уже настроенных под конкретные нужды пользователя. Первый релиз ядра системы 5 октября 1991.

На начальном этапе Linux бесплатно разрабатывался только энтузиастами-добровольцами, но с успехом Linux и его массовым коммерческим использованием дорабатывать ОС и вносить свой вклад стали и компании, со временем став значительной силой. Подавляющее большинство ПО в современных дистрибутивах по-прежнему доступно по свободным лицензиям, как правило, за исключением небольшого количества проприетарных компонентов. В 2008 году расчёты показывали, что для того, чтобы «с нуля» разработать систему, аналогичную Fedora 9, потребовалось бы затратить 10,8 млрд долл. Совокупная себестоимость ядра Linux оценена в более чем 1 млрд евро (около 1,4 млрд долл.). Только за 2008 год себестоимость ядра Linux увеличилась на 225 млн евро. В системе Linux воплощён труд в эквиваленте 73 тыс. человеко-лет. В настоящее время системы Linux лидируют на рынках смартфонов (Android занимает 85 % рынка), интернет-серверов (60 %), самых мощных суперкомпьютеров (97 %), а также, согласно LinuxFoundation, в дата-центрах и на предприятиях, занимают половину рынка встраиваемых систем, имеют значительную долю рынка нетбуков (32 % на 2009 год). На рынке домашних компьютеров Linux прочно занимает 3 место (по разным данным, от 1 до 5 %). Согласно исследованию GoldmanSachs, в целом, рыночная доля Linux среди электронных устройств составляет около 42 %.

С тех пор, как ядро Linux было создано для x86-ПК, оно было портировано на множество платформ, включая x86-64, PowerPC и ARM. Linux работает в роутерах, телевизорах и игровых приставках. ОС на ядре продолжают быстро совершенствоваться (например, новая версия ядра выпускается каждые 2—3 месяца, с 2005 года в разработке ядра принимают участие более 7800 разработчиков из более чем 800 различных компаний) и набирает популярность (за 9 месяцев с мая 2011 по январь 2012 доля Linux выросла на 64 %.

Вывод по главе 2: Linux – семейство систем на одноимённом ядре, используемое программистами, хакерами и в основном мобильными устройствами. 
 
 
 
В конце хочу добавить введение из книги Линуса Торвальдса «Just for fun». 
По следам одной революции…

В калейдоскопе революций минувшего века нашлось место и для этой. Почти

на  излете двадцатого  столетия  всеобщее  внимание  в  одночасье  завоевала

операционная система Linux. Вырвавшись  из тесной комнаты  своего  создателя

Линуса Торвальдса, она стала идолом целой  армии хакеров.  Под  ее внезапным

напором одна за другой сдавались корпоративные крепости властителей планеты.

Порожденная программистом-одиночкой, она привлекла миллионы пользователей со всех  континентов  (включая Антарктиду) и  даже  из  космоса  (если  считать форпосты НАСА).  Именно она чаще  других стоит  сегодня на серверах, которые отвечают за информационную начинку Интернета,  а  создавшая ее  структура - сложная  сеть из сотен тысяч  добровольцев-программистов - превратилась  в самый  крупный  коллективный проект  за  всю историю  человечества. В основе этого  проекта  лежит крайне простая идея (так называемый "принцип открытых,

исходников"): информация  --  в  данном  случае исходный  код,  или  базовые

команды операционной системы -- должна свободно и бесплатно  предоставляться всем  желающим ее  усовершенствовать.  И полученные  усовершенствования тоже должны быть доступны всем свободно. Именно эта концепция в  течение столетий лежала  в  основе  развития науки. Теперь  она  переносится  в корпоративную сферу,  а  потенциально  может  стать  основой  для  создания  любых   самых совершенных вещей: от юридической системы до театральной пьесы. Кое-кого  такие  перспективы  не  радуют. Круглая  очкастая  физиономия Линуса  стала  излюбленной  мишенью  для  игры  в  дартс  среди  сотрудников корпорации  Microsoft, впервые  столкнувшейся с  серьезной  конкуренцией. Но большинство  просто  хочет побольше узнать об этом парне,  который если и не стоял у истоков движения, то по крайней мере дал  ему мощный  толчок  и стал его фактическим лидером. Однако  чем популярнее становится  Linux  и  модель открытых исходников, тем меньше  Линусу хочется  об этом  разговаривать.  Он стал революционером нечаянно: Linux возникла потому, что Линусу больше всего на свете нравилось играть на компьютере. Поэтому,   когда  его  уговаривают  сделать   доклад  на   каком-нибудь мероприятии, чтобы  поклонники могли увидеть его живьем, Линус жизнерадостно предлагает  выступить вместо  этого  мишенью  в  игре "сбей-его-в-воду". Это гораздо увлекательнее, объясняет он. И так можно набрать  кучу денег. Однако устроители мероприятий неизменно отказываются. Они  не так представляют себе революционную деятельность.