Операционные системы на основе Unix

Операционная система UNIX и системы, созданные на ее основе, все уверенней вытесняет с рынка операционных систем таких своих конкурентов как Windows. Это связано с развитием распределенных систем их ростом и необходимости создания серверов под управлением относительно простых и в тоже время стабильных ОС.

Интерес к операционной системе UNIX постоянно растет благодаря ее открытости для пользователя, поддержке множества платформ, высокой надежности и эффективности. Все перечисленные достоинства системы позволяют говорить о дальнейших перспективах развития и распространения сфер использования ОС UNIX.

Немного истории

Концептуально, с самого начала, UNIX задумывался как легкая (переносимая) среда, позволяющая создавать и реализовывать различные программные алгоритмы. Ядро UNIX создано средствами языка С, что делает ее прозрачной для понимания и дает возможность использовать ее совместно с большинством современных аппаратных архитектур.

Данная ОС была создана в 70-х годах и являла собой удобный инструментарий для программистов, которые занимались развитием вычислительных машин. Особенность этой системы — хорошо написанный компактный код, который состоит не более чем из 12 миллионов строк.

Благодаря тому, что данная операционная система обладала всеми функциональными возможностями, которыми обладали все коммерчески направленные ОС и в тоже время хорошей аппаратной совместимостью, с появлением миникомпьютеров ОС UNIX, стала самым лучшим решением среди операционных систем.

Очередной этап развития операционной системы начался с появлением в 80-х годах первых персональных компьютеров, а с появлением первых 32-разрядных процессоров производства компании Intel, платформа UNIX получила совершенно новый и очень перспективны путь развития.

Но, не смотря на то, что оперативная система UNIX имеет столько достоинств и, получить свое развитие она могла практически в любом направлении, полностью реализовать совой потенциал и работоспособность она смогла только с появлением глобальной сети Internet. Все технологии и концепции, на которых строился Интернет, так или иначе связаны с системой UNIX. Все базовые протоколы передачи данных и коммутации различных устройств, которые находятся в сети, таких как TCP/IP и SMTP, напрямую связаны с технологией UNIX.

Также на развитие UNIX, как перспективной операционной системы, указывает тот факт, что в отличие от коммерческих операционных систем, на UNIX растет все больше и больше молодых специалистов, которые в будущем будут определять пути развития Internet и операционных систем в целом.

Преимущества UNIX

Что же делает систему UNIX и операционные системы на ее базе такими уникальными? Одним из самых главных отличий UNIX от таких систем как DOS, Windows, NetWare, является ее многозадачность и возможности эксплуатации системы в многопользовательском режиме без каких либо ошибок, что достигается довольно простой и действенной моделью иерархии пользователей. Многозадачность позволяет системе, на базе данной ОС, выполнят одновременно несколько возложенных на нее функций, как, например, работать с базой данных, запускать приложения, открывать и редактировать файлы, выполнять обмен информацией и обслуживать запросы одновременно нескольких пользователей. Доказательством эффективности многопользовательского режима реализованного на базе UNIX служит тот факт, что даже фирма Microsoft после долгого времени реализации своих ОС как просто многозадачных, признала данный подход к функциональности системы.

Также отличительной чертой всего многообразия систем на базе UNIX, является жесткая стандартизация, что дает возможность администратору и пользователям легко понимать систему независимо от того какая версия ОС установлена.

Потоки и многозадачность

Развитие технологий и создание многопроцессорных систем для коммерческих серверов, которые должны обслуживать множество запросов, свое развитие получили и операционные систему на базе UNIX. Они стали поддерживать системы, состоящие из нескольких процессоров, и появилась поддержка потоков. Изначально в ОС UNIX использовалась такой подход к многозадачности, при котором каждая программа выполняется в отдельном месте виртуальной памяти и никак друг с другом не взаимодействуют. Эта модель не очень выгодна с точки зрения процессорного времени. Гораздо лучше реализует работу с многопроцессорными моделями SMP архитектура, при которой сразу несколько процессоров имеют доступ к общей памяти через специальный интерфейс.

При этом все процессорное время делится на части, и когда процессор готов к работе он становится в очередь на запрос интерфейса. Реализация ОС UNIX с поддержкой данной технологии появилась 1989 году. Совместно с реализацией концепции легковесных процессов (нитей или потоков) то есть процессов, которые выполняются в одной области памяти, данный подход дает возможность распределить выполнение даже одного и того же процесса между несколькими процессорами.

Исполнение без задержек (режим реального времени)

Существует два вида реализации систем, работающих в режиме реального времени. Одни реализованы по принципу «жесткого» реального времени другая, система, по так называемому мягкому принципу. В системах «жесткого» реального время каждый процесс должен выполняться точно за то время, которое предоставляет ему система. При условии «мягкого» реального времени некоторые процессы могут захватывать ресурсы других процессов, не реализующих модель реального времени. Среди ОС на базе UNIX существуют как те, что реализуют мягкую модель, так и те, что реализуют жесткую.

Обширность реализаций

Множество преимуществ, которыми обладает UNIX, сделало ее самой популярной системой в мире. Существует множество различных видов UNIX предназначенных практически под все платформы и архитектуры. Существуют версии для огромных серверов, построенных по SMP образцу и системы, рассчитанные на использование в персональных компьютерах.

Устойчивость системы

Поскольку UNIX открытая система и существует уже достаточно долгое время, множество компаний занимается разработкой и усовершенствованием данной ОС, что дает возможность, UNIX, постоянно развиваться. Конкуренция и наличие бесплатных оперативных систем на основе UNIX заставляет разработчиков постоянно искать новые решения и улучшать возможности своей системы.

Единожды рожденная хорошая идея подхватывается другими разработчиками, усовершенствуется и развивается, такой подход обеспечивает UNIX устойчивость и стабильность системы. Такой подход к развитию и открытости исходных кодов, дает UNIX огромное преимущество над такими системами как Windows, которые разрабатывают свои продукты в рамках одной компании. Все исходные коды являются интеллектуальной собственностью Microsoft, что устраняет конкуренцию в развитии программного продукта. Так что большинство недостатков программных продуктов Microsoft созданы корпоративным духом компании. Стоит также обратить внимание на тот факт что, UNIX не теряет своей работоспособности даже с потерей стабильности графических драйверов. UNIX обладает многими свойствами, которые делают ее очень стабильной и устойчивой системой.

UNIX и мультипроцессорные системы

Как было сказано выше, существует огромное множество версий ОС UNIX. Почти все они обладают хорошим масштабированием при использовании их в мультипроцессорных системах с симметричной архитектурой. Это означает что, как правило, увеличение быстродействия системы с увеличением числа процессорных устройств. Но это правило не всегда срабатывает, так как на производительность системы также влияет масштабирование других составляющих устройства таких как: дисковые системы, интерфейсы, оперативная память. И все же если не рассматривать аппаратную часть, UNIX хорошо подходит для целей создания мультипроцессорных устройств. При использовании данной ОС, можно запускать очень большое количество процессов.

Организация кластеров

Кластер — система, состоящая из нескольких систем, так называемых узлов, которые работают вместе, для ускорения работы приложений и обслуживания запросов пользователей.

Кластерами могут быть как обычные однопроцессорные системы, так и многопроцессорные системы. Реализация рабочих станций в виде кластеров, обеспечивает дополнительную надежность системе, так как при таком построении при выходе из строя одного кластера, его процессы на себя перебирают другие, работоспособные станции. Еще одним очень важным преимуществом такой организации, является возможность усовершенствования системы путем ввода новых кластеров и улучшения уже работающих. Для создания и поддержки работоспособности такой архитектуры, требуется операционная система, которая обладает хорошей стабильностью и поддержкой мультипроцессорных систем, таких как SMP и MPP. Как раз такими свойствами и обладают системы UNIX. Также необходимо программное обеспечение, которое поддерживает такую архитектуру и совместимо с платформой UNIX которого благодаря открытости и перспективности данной ОС очень много. Почти все программное обеспечение, созданное для UNIX, поддерживает распределенные вычисления совместно с данной средой. Уже 80-е годы существовали такие архитектурные решение на основе платформы UNIX, что говорит о ее пригодности для создания таких систем.

Администрирование UNIX

Существует распространенное мнение, среди людей, которые никогда не сталкивались с установкой и администрированием систем на основе UNIX, что данные системы сложны к установке, не понятны и вообще, чтобы их использовать, необходимо знать много нюансов, что делает данные системы практически непригодными к использованию. Но это конечно не так, это мнение пришло вместе с засильем таких оперативных систем как Windows, делающие упор на интуитивно понятный интерфейс «окон».

На первый взгляд такой подход очень удобен для пользователя и делает работу по администрированию проще и понятней, но стоит установить и опробовать в работе любую систему на базе UNIX как сразу становятся очевидными все недостатки, связанные с таким подходом. Во-первых, действие, которое может потребовать открытия огромного количества окон и лишней визуальной и интеллектуальной нагрузки в Windows, можно решить при помощи нескольких команд в консольном терминале UNIX, во-вторых, работа с консолью гораздо менее трудоемкий процесс с точки зрения ресурсов аппаратуры и, в-третьих, графический интерфейс в UNIX появился еще до Windows 1. 0, так что при необходимости можно использовать и графический интерфейс для управления системой.

Все это говорит о том, что с точки зрения администратора и пользователя системы, реализованные на базе UNIX наиболее подходящее решение при выборе операционной системы.

Сохранность персональных данных

Так как среда UNIX — многопользовательская среда, вопрос безопасности и сохранности данных для нее является очень важным. Базовые понятия и принципы безопасности заложение в операционные системы на основе UNIX, сформированы на основе критерий надежности NCSC. Эти критерии оговаривают четыре уровня безопасности (A, B, C, D), которые в свою очередь делятся на подклассы, которым помимо буквы присваивается цифра, чем больше эта число, тем лучше уровень безопасности. Как стандарт ОС UNIX имеет уровень С2, но при желании за счет специальных модулей и компонентов его можно повысить.

Экономическая выгода

С точки зрения финансовых затрат оперативные системы на основе UNIX имеет огромное преимущество по сравнению со своими основными конкурентами. , так как UNIX открытая систем, существует возможность загрузить и установить бесплатные операционные системы, такие как Linux, которые предоставляют все возможности коммерческих систем и в тоже время полностью бесплатные. Даже если задаться целю, и приобрести коммерческий вариант ОС UNIX то и в этом случае стоимость их будет намного меньше, чем, например, стоимость такой же системы Windows.

Программное обеспечение под UNIX

Существует огромное количество программного обеспечения, созданного специально под UNIX, и постоянно появляются, все новы приложения. Как неоднократно упоминалось выше, UNIX — свободное открытое, стандартизированное ПО, что дает возможность многим создателям программного обеспечения создавать приложения под UNIX. На данный момент каждая уважающая себя коммерческая и некоммерческая организация занимающаяся разработкой программных решений, выпускает программные продукты предназначение именно под эту ОС, что делает UNIX перспективной и удобной системой как для отельного пользователя, так и для крупных коммерческих организаций.