El POSIX-standardi Se on tuntematon monille käyttöjärjestelmien käyttäjille, jopa niille, joiden järjestelmät on standardoitu sen alle. Siksi tässä artikkelissa yritän selittää, mitä se on, mihin sitä käytetään, miten se vaikuttaa käyttöjärjestelmiin ja mitä standardoidut käyttöjärjestelmät ovat.
Mikä on POSIX?
Standardi POSIX (kannettava käyttöjärjestelmärajapinta) Se on joukko standardeja, jotka määrittelevät yhteisen käyttöliittymän UNIXin kaltaisille käyttöjärjestelmille. Se kehitettiin edistämään ohjelmistojen siirrettävyyttä eri UNIXin kaltaisten käyttöjärjestelmien välillä ja varmistamaan niiden välinen korkea yhteensopivuus.
POSIX-standardi määrittelee useita ohjelmointirajapinnat, komentorivikomennot ja apuohjelmatsekä tiedostomuotoja ja käytäntöjä ohjelmien ja käyttöjärjestelmän kanssa vuorovaikutuksessa. Nämä määritykset perustuvat pitkälti perinteisten UNIX-käyttöjärjestelmien ominaisuuksiin ja toimintoihin, kuten peruskomentoihin, tiedostonhallintaan, prosessien väliseen viestintään, prosessien ohjaukseen ja signaaleihin.
Noudattamalla POSIX-standardia kehittäjät voivat kirjoittaa yhteensopiva ohjelmisto laajan valikoiman UNIX-käyttöjärjestelmiä kanssa, mikä helpottaa siirrettävyyttä ja yhteentoimivuutta. Lisäksi POSIX-standardi on vaikuttanut muihin ei-UNIX-käyttöjärjestelmiin, kuten Linuxiin ja macOS:ään, jotka ovat toteuttaneet monia POSIX-spesifikaatioita.
On tärkeää huomata, että POSIX-standardi kattaa erilaiset komponentit ja niihin liittyvät standardit, kuten POSIX.1 (järjestelmärajapinnat ja kirjastot), POSIX.2 (komennot ja apuohjelmat), POSIX.4 (säikeet), POSIX.5 (reaaliaikainen viestintä) ja muita. Jokainen näistä standardeista käsittelee käyttöjärjestelmän eri osa-alueita ja tarjoaa yhteisen perustan ohjelmistokehitykselle POSIX-yhteensopivissa ympäristöissä.
Standardit tai versiot
POSIX-standardi koostuu useista aliarvoiset jotka esittävät eroja niiden välillä. Ja ne ovat:
- Ensimmäinen näistä on IEEE 1003.1, joka on vuonna 1988 julkaistun alkuperäisen POSIX-standardin perusspesifikaatio. Se edustaa POSIXin perustavanlaatuisinta spesifikaatiota.
- Toinen painos, joka tunnetaan nimellä IEEE 1003.1-2001 tai POSIX 2001/C99, julkaistiin vuonna 2001, ja se sisältää useita päivityksiä ja parannuksia alkuperäiseen painokseen verrattuna.
- Kolmas painos, nimeltään IEEE 1003.1-2008 tai POSIX 2008/C2008, julkaistiin vuonna 2008, ja se tuo mukanaan myös muutoksia ja lisäyksiä aiempiin painoksiin verrattuna.
- Neljäs painos, nimeltään IEEE 1003.1-2017 tai POSIX 2017/C17, julkaistiin vuonna 2017, ja se kehittää standardia edelleen uusilla spesifikaatioilla ja ominaisuuksilla.
Näiden aliarvojen lisäksi on olemassa toinen nimeltään IEEE 1003.2, jonka tarkoituksena oli määritellä kannettava käyttöjärjestelmärajapinta (POSIX) erityisesti SPARC-arkkitehtuuriin perustuville järjestelmille. Se on IEEE 1003.1-2001 -spesifikaation laajennus, ja sitä kutsutaan joskus nimellä SPARC-2003.
POSIXin historia
La Standardin ensimmäinen julkaisu tapahtui vuonna 1988, jota seurasi toinen vuonna 2001 ja kolmas vuonna 2008. Sitten vuonna 2017 julkaistiin neljäs painos.
Ehdotus standardin laatimiseksi Unix-järjestelmät Unix syntyi 70-luvun lopulla. Tuolloin Unix oli suhteellisen uusi käyttöjärjestelmä, mutta tunnettu tehokkuudestaan ja voimastaan. Jotta siitä tulisi hyödyllisempi liiketoimintaympäristöissä, esitettiin ajatus standardin määrittelemisestä, joka varmistaisi Unix-järjestelmien siirrettävyyden. Tuolloin Unix-järjestelmistä oli useita variantteja, mikä vaikeutti niiden välistä yhteensopivuutta käyttäjille ja kehittäjille. Siksi standardin luominen esitettiin ratkaisuna yhteensopivuuden edistämiseksi.
Kun instituutti Sähkö- ja elektroniikkainsinöörit (IEEE) Standardin ensimmäisen painoksen julkaistessa vuonna 1988 Unix oli ollut markkinoilla jo useita vuosia ja vakiintunut. Tämä helpotti Unix-järjestelmien standardointiprosessia ja mahdollisti niiden välisen paremman yhteensopivuuden.
Edut ja haitat
POSIX-standardi tarjoaa useita etuja käyttöjärjestelmien kehittäjille ja käyttäjille. Tässä on joitakin niistä: merkittävimmät edut:
- siirrettävyysYksi POSIXin tärkeimmistä eduista on sen kyky edistää ohjelmistojen siirrettävyyttä eri UNIX-käyttöjärjestelmien välillä. Noudattamalla POSIX-spesifikaatioita ohjelmat voivat toimia useilla alustoilla ilman merkittäviä muutoksia. Tämä helpottaa sovellusten kehittämistä, jotka toimivat johdonmukaisesti eri ympäristöissä.
- yhteensopivuus: varmistaa korkean yhteensopivuuden sen määrityksiä toteuttavien UNIX-käyttöjärjestelmien välillä. Tämä tarkoittaa, että POSIXin määrittelemät komennot, ohjelmointirajapinnat ja apuohjelmat toimivat samalla tavalla eri järjestelmissä. Kehittäjät ja käyttäjät voivat luottaa siihen, että POSIX-pohjaiset ohjelmistot toimivat johdonmukaisesti ja ennustettavasti eri alustoilla.
- yhteentoimivuus: POSIX edistää UNIX-sovellusten ja käyttöjärjestelmien välistä yhteentoimivuutta. Tarjoamalla standardoidun rajapinnan se helpottaa ohjelmien välistä kommunikaatiota ja tiedonvaihtoa. Tämä on erityisen hyödyllistä ympäristöissä, joissa useiden järjestelmien tai sovellusten on tehtävä yhteistyötä ja jaettava tietoa tehokkaasti.
- Jaettu tietokantaLuo jaetun tietokannan UNIX-käyttöjärjestelmien kehittäjien ja käyttäjien välille. Saatavilla on lukuisia POSIX-standardia noudattavia resursseja, kirjastoja, työkaluja ja dokumentaatiota. Tämä helpottaa tukiresurssien käyttöä, ongelmien ratkaisemista ja ratkaisujen jakamista kehittäjäyhteisössä.
- Joustavuutta ja valinnanvaraaPOSIX määrittelee laajan valikoiman ominaisuuksia ja toimintoja, joita käyttöjärjestelmät voivat toteuttaa. Tämä antaa kehittäjille joustavuutta valita tarpeisiinsa parhaiten sopivat ominaisuudet. Käyttäjät hyötyvät myös vaihtoehdoista ja mahdollisuudesta valita eri POSIX-yhteensopivien käyttöjärjestelmien välillä.
La ainoa haitta POSIXin käytön haittapuolena on sen monimutkaisuus ja vaikea toteuttaa ja ymmärtää. Kuten näet, POSIXin edut ovat paljon suuremmat kuin haitat. Nyt kun tiedät, mitä POSIX on ja miten se toimii, voit päättää, sopiiko se sinulle.
POSIX-standardin toteutus ja noudattaminen
POSIX-standardin toteuttaminen ja noudattaminen käyttöjärjestelmissä sisältää useita näkökohtia. Joitakin keskeisiä huomioitavia asioita on kuvattu alla:
- Standardin käyttöönottoKäyttöjärjestelmien, jotka haluavat noudattaa POSIX-standardia, on toteutettava standardin määrittelemät ohjelmointirajapinnat, komennot, apuohjelmat ja tiedostomuodot. Tämä sisältää POSIX-sovellusten moitteettoman toiminnan edellyttämien kirjastojen, komentotulkkien ja järjestelmäpalveluiden kehittämisen ja ylläpidon.
- Eritelmien noudattaminenPOSIX-standardin noudattamiseksi käyttöjärjestelmien on noudatettava standardin yksityiskohtaisia määrityksiä ja varmistettava, että niiden toteutukset täyttävät asetetut vaatimukset. Tämä voi vaatia laajoja testejä, vaatimustenmukaisuustarkastuksia ja toteutuksen muutoksia sen varmistamiseksi, että käyttöjärjestelmät noudattavat POSIXin määrittelemiä standardeja.
- Sertifioinnit ja vaatimustenmukaisuusstandarditJotkin käyttöjärjestelmät saattavat hakea sertifiointia tai tiettyjen vaatimustenmukaisuusstandardien noudattamista osoittaakseen POSIX-yhteensopivuuden. Esimerkiksi Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) -instituutilla on työryhmä, joka on omistettu POSIX-testaukselle ja -sertifioinnille, ja käyttöjärjestelmät voidaan testata POSIX-sertifioinnin saavuttamiseksi.
- Huolto ja päivitys: Se on kehittynyt ajan myötä, ja käyttöjärjestelmiä on jatkuvasti päivitettävä pysyäkseen standardin uusien versioiden ja tarkistusten tasalla. Tämä tarkoittaa muutosten ja parannusten tekemistä olemassa olevaan toteutukseen, jotta POSIX-päivitysten mukanaan tuomat uudet ominaisuudet ja korjaukset voidaan sisällyttää siihen.
- Takautuva yhteensopivuusKoska POSIX on pitkään vakiintunut standardi, käyttöjärjestelmät pyrkivät tyypillisesti myös säilyttämään taaksepäin yhteensopivuuden vanhempien POSIX-versioiden kanssa. Tämä varmistaa, että standardin aiemmille versioille kehitetyt sovellukset ja ohjelmistot toimivat edelleen oikein uudemmissa versioissa.
- Dokumentaatio ja tuki: POSIXia toteuttavien käyttöjärjestelmien on tarjottava riittävä dokumentaatio, joka kuvaa POSIX-yhteensopivia ominaisuuksia, rajapintoja ja toimintoja. Tämä auttaa kehittäjiä ymmärtämään, miten POSIX-funktioita ja -apuohjelmia käytetään käyttöjärjestelmässä ja miten voidaan vianmäärittää mahdollisia ongelmia tai yhteensopimattomuuksia.
POSIX-käyttöjärjestelmät
Niitä on useita POSIX-standardia noudattavat käyttöjärjestelmät vaihtelevassa määrin. Joitakin tunnetuimpia ja laajimmin käytettyjä POSIXia toteuttavia käyttöjärjestelmiä ovat:
- Linux: Se on avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä, joka perustuu Linux-ytimeen. Useimmat Linux-jakelut, kuten Ubuntu, Fedora, Debian ja CentOS, ovat POSIX-yhteensopivia ja pyrkivät noudattamaan standardin spesifikaatioita.
- macOSApplen käyttöjärjestelmä Mac-tietokoneille toteuttaa myös pääosin POSIXia. macOS perustuu Darwin-ytimeen, joka on BSD:n, UNIX-pohjaisen POSIX-yhteensopivan käyttöjärjestelmän, muunnelma.
- FreeBSD: Se on avoimen lähdekoodin BSD-pohjainen käyttöjärjestelmä, joka tunnetaan korkeasta POSIX-yhteensopivuudestaan. BSD-haarana FreeBSD perii monia UNIXin ominaisuuksia ja toimintoja ja noudattaa suurelta osin POSIX-spesifikaatioita.
- Solaris: Se on Oraclen kehittämä käyttöjärjestelmä, joka on johdettu UNIX System V:stä. Solaris on historiallisesti tunnettu POSIX-standardin noudattamisesta ja standardin määrittelemien rajapintojen ja apuohjelmien tukemisesta.
- AIX: AIX on IBM:n käyttöjärjestelmä, joka perustuu UNIX System V:hen. AIX on toteuttanut POSIXin useissa versioissa, mikä tarjoaa merkittävän yhteensopivuuden POSIXin määrittelemien vakiorajapintojen ja -ominaisuuksien kanssa.
On tärkeää huomata, että vaikka nämä käyttöjärjestelmät toteuttavat POSIXia, standardin eri versioiden välillä voi olla eroja yhteensopivuudessa ja tuessa. Lisäksi on olemassa muita vähemmän tunnettuja ja kapeampia käyttöjärjestelmiä, jotka myös toteuttavat POSIXia vaihtelevassa määrin.
Lisäksi on huomattava, että A/UX-, AIX-, BSD OS-, DSPnano-, HP-UX-, IRIX-, LynxOS-, Integrity-, macOS-, Minix-, MPE/iX-, QNX-, RTEMS-, Solaris-, Unison RTOS-, UnixWare-, velOSity- ja VxWorks-käyttöjärjestelmät ovat täysin POSIX-yhteensopivia.
Vaikka BeOS, Haiku, FreeBSD, GNU/Linux, Contiki, NetBSD, Nucleus RTOS, OpenBSD, OpenSolaris, PikeOS, RTOS, RTEMS, Sanos, SkyOS, Syllable ja VSTa ovat muun muassa enimmäkseen POSIX-yhteensopivia.
Voisimme myös luoda toisen POSIX for Windows -kategorian, koska POSIX on ollut läheisesti sukua Unix-maailmalle, mutta on myös totta, että Microsoftin järjestelmässä on joitakin POSIX-ympäristöjä ja -ohjelmistoja, kuten Cygwin, UWIN, MKS Toolkit sekä Microsoft POSIX Subsystem ja Windows Services for UNIX.
Standardin tulevaisuus
POSIX-standardi on ollut UNIX-käyttöjärjestelmien kehityksen perustavanlaatuinen tukipilari ja on osoittanut merkityksensä ja hyödyllisyytensä vuosien varrella. POSIX-standardin tulevaisuuteen vaikuttavat kuitenkin myös trendit ja kehityskulut teknologiaympäristössä. Tässä on joitakin tulevaisuutta ajatellen huomioitavia asioita:
- Kehitys ja päivityksetPOSIX-standardia on kehitetty ajan myötä uusilla tarkistuksilla ja versioilla, jotka on mukautettu teknologiseen kehitykseen ja muuttuviin tarpeisiin. Standardin odotetaan kehittyvän ja päivittyvän jatkuvasti uusien haasteiden ratkaisemiseksi ja uusien mahdollisuuksien hyödyntämiseksi.
- Uusien käyttöjärjestelmien käyttöönottoUusien käyttöjärjestelmien ja laskentaympäristöjen ilmaantuessa jotkut niistä saattavat omaksua tai mukauttaa POSIX-standardia. Tämä riippuu kyseisten käyttöjärjestelmien yhteensopivuus-, siirrettävyys- ja yhteentoimivuustarpeista sekä POSIXin kysynnästä ja hyväksynnästä näissä yhteyksissä.
- Vaihtoehtoisten standardien ja teknologioiden vaikutusKun käyttöjärjestelmiin ja laskentaan tulee uusia standardeja ja teknologioita, POSIX-standardille voi syntyä vaihtoehtoja tai täydennyksiä. Esimerkiksi konttien ja virtualisointiteknologioiden, kuten Dockerin ja Kubernetesin, lisääntyvä käyttöönotto on tuonut mukanaan uusia lähestymistapoja sovellusten käyttöönottoon ja toteutukseen, mikä voi vaikuttaa POSIX-standardin merkitykseen ja käyttöön joissakin yhteyksissä.
- Suorituskykyyn ja tehokkuuteen liittyvät näkökohdatSuorituskyvyn ja energiatehokkuuden parantamiseksi voi syntyä uusia rajapintoja ja lähestymistapoja, jotka poikkeavat joistakin POSIX-standardin ominaisuuksista. Käyttöjärjestelmät voivat ottaa käyttöön tiettyjä tekniikoita ja tekniikkoja suorituskyvyn ja tehokkuuden optimoimiseksi, mikä voi edellyttää standardin toteutuksen mukauttamista tai muokkaamista.