POSIX standard: što je to i čemu služi?

Vodič za hardver » tutorijali » POSIX standard: što je to i čemu služi?

El POSIX standard Mnogim korisnicima operativnih sustava nepoznat je, čak i onima čiji su sustavi standardizirani pod njim. Stoga ću u ovom članku pokušati objasniti što je to, za što se koristi, kako utječe na operativne sustave i što su standardizirani operativni sustavi.

Što je POSIX?

Standard POSIX (Prijenosno sučelje operacijskog sustava) To je skup standarda koji definira zajedničko sučelje za UNIX-slične operativne sustave. Razvijen je kako bi se promovirala prenosivost softvera između različitih UNIX-sličnih operativnih sustava i osigurala visoka razina kompatibilnosti među njima.

POSIX standard specificira nekoliko programska sučelja, naredbe komandne linije i uslužni programi, kao i formate datoteka i konvencije za interakciju s programima i operativnim sustavom. Ove specifikacije se uglavnom temelje na značajkama i funkcionalnostima koje se nalaze u tradicionalnim UNIX operativnim sustavima, kao što su osnovne naredbe, upravljanje datotekama, međuprocesna komunikacija, kontrola procesa i signali, između ostalog.

Slijedeći POSIX standard, programeri mogu pisati softver koji je kompatibilan sa širokim rasponom UNIX operativnih sustava, olakšavajući prenosivost i interoperabilnost. Nadalje, POSIX standard utjecao je na druge operativne sustave koji nisu UNIX, poput Linuxa i macOS-a, koji su implementirali mnoge POSIX specifikacije.

Važno je napomenuti da POSIX standard pokriva razne komponente i povezani standardi, kao što su POSIX.1 (sistemska sučelja i biblioteke), POSIX.2 (naredbe i uslužni programi), POSIX.4 (niti), POSIX.5 (komunikacija u stvarnom vremenu) i drugi. Svaki od ovih standarda bavi se različitim aspektima operativnog sustava i pruža zajedničku osnovu za razvoj softvera u POSIX-kompatibilnim okruženjima.

Standardi ili verzije

POSIX standard se sastoji od nekoliko ispod standarda koje predstavljaju razlike među njima. A one su:

• Prvi od njih je IEEE 1003.1, što je osnovna specifikacija izvornog POSIX standarda objavljenog 1988. godine. Predstavlja najosnovniju specifikaciju POSIX-a.
• Drugo izdanje, poznato kao IEEE 1003.1-2001 ili POSIX 2001/C99, objavljeno je 2001. godine i sadrži niz ažuriranja i poboljšanja u odnosu na originalno izdanje.
• Treće izdanje, nazvano IEEE 1003.1-2008 ili POSIX 2008/C2008, objavljeno je 2008. godine i također donosi promjene i dodatke u odnosu na prethodna izdanja.
• Četvrto izdanje, nazvano IEEE 1003.1-2017 ili POSIX 2017/C17, objavljeno je 2017. godine i nastavlja razvijati standard novim specifikacijama i značajkama.

Osim ovih podstandarda, postoji i drugi pod nazivom IEEE 1003.2, koji je imao za cilj definirati sučelje prijenosnog operativnog sustava (POSIX) posebno za sustave temeljene na SPARC arhitekturi. To je proširenje specifikacije IEEE 1003.1-2001 i ponekad se naziva SPARC-2003.

Povijest POSIX-a

La Prva objava standarda dogodila se 1988. godine., nakon čega je uslijedilo drugo 2001. i treće 2008. Zatim je 2017. objavljeno četvrto izdanje.

Prijedlog za uspostavljanje standarda za Unix sustavi Unix se pojavio krajem 70-ih. U to vrijeme, Unix je bio relativno nov operativni sustav, ali poznat po svojoj učinkovitosti i snazi. Kako bi bio korisniji u poslovnim okruženjima, pojavila se ideja o definiranju standarda koji bi osigurao prenosivost Unix sustava. U to vrijeme postojalo je nekoliko varijanti Unix sustava, što je korisnicima i programerima otežavalo kompatibilnost među njima. Stoga je uspostavljanje standarda predstavljeno kao rješenje za promicanje kompatibilnosti.

Kada je Institut Inženjeri elektrotehnike i elektronike (IEEE) Objavljeno prvo izdanje standarda 1988. godine, Unix je već bio na tržištu dugi niz godina i bio je dobro etabliran. To je olakšalo proces standardizacije Unix sustava i omogućilo veću kompatibilnost među njima.

Prednosti i nedostaci

POSIX standard nudi nekoliko prednosti za razvojne programere i korisnike operacijskih sustava. Evo nekih od njih: najistaknutije prednosti:

• pokretnostJedna od glavnih prednosti POSIX-a je njegova sposobnost promicanja prenosivosti softvera između različitih UNIX operativnih sustava. Slijedeći POSIX specifikacije, programi se mogu pokretati na više platformi bez značajnih modifikacija. To olakšava razvoj aplikacija koje se dosljedno izvode u različitim okruženjima.
• kompatibilnost: osigurava visoku razinu kompatibilnosti između UNIX operativnih sustava koji implementiraju njegove specifikacije. To znači da će se naredbe, programska sučelja i uslužni programi definirani POSIX-om ponašati slično na različitim sustavima. Programeri i korisnici mogu biti sigurni da će softver temeljen na POSIX-u raditi dosljedno i predvidljivo na različitim platformama.
• interoperabilnost: POSIX potiče interoperabilnost između UNIX aplikacija i operativnih sustava. Pružajući standardno sučelje, olakšava komunikaciju i razmjenu podataka između programa. To je posebno korisno u okruženjima gdje više sustava ili aplikacija treba surađivati ​​i učinkovito dijeliti informacije.
• Zajednička baza znanja: Stvara zajedničku bazu znanja između programera i korisnika UNIX operativnog sustava. Dostupni su brojni resursi, biblioteke, alati i dokumentacija koji se pridržavaju POSIX standarda. To olakšava pristup resursima podrške, rješavanje problema i dijeljenje rješenja unutar zajednice programera.
• Fleksibilnost i izborPOSIX definira širok raspon značajki i funkcionalnosti koje operativni sustavi mogu implementirati. To daje programerima fleksibilnost u odabiru specifičnih značajki koje najbolje odgovaraju njihovim potrebama. Korisnici također imaju koristi od mogućnosti odabira između različitih POSIX-kompatibilnih operativnih sustava.

La jedini nedostatak Nedostatak korištenja POSIX-a je što je kompliciran i teško ga je implementirati i razumjeti. Kao što vidite, prednosti POSIX-a daleko nadmašuju nedostatke. Sada kada znate što je POSIX i kako funkcionira, možete odlučiti je li pravi za vas.

Implementacija i usklađenost sa POSIX standardom

Implementacija i usklađenost sa POSIX standardom u operativnim sustavima uključuje nekoliko aspekata. Neka ključna razmatranja opisana su u nastavku:

• Implementacija standardaOperativni sustavi koji žele biti u skladu sa POSIX standardom moraju implementirati programska sučelja, naredbe, uslužne programe i formate datoteka definirane standardom. To uključuje razvoj i održavanje biblioteka, interpretatora naredbi i sistemskih usluga potrebnih za ispravno funkcioniranje POSIX aplikacija.
• Usklađenost sa specifikacijamaDa bi bili u skladu sa standardom POSIX, operativni sustavi moraju slijediti detaljne specifikacije standarda i osigurati da njihove implementacije zadovoljavaju utvrđene zahtjeve. To može zahtijevati opsežno testiranje, provjere usklađenosti i prilagodbe implementacije kako bi se osiguralo da se operativni sustavi pridržavaju standarda definiranih POSIX-om.
• Certifikati i standardi usklađenostiNeki operativni sustavi mogu tražiti certifikaciju ili pridržavanje određenih standarda usklađenosti kako bi dokazali svoju usklađenost s POSIX-om. Na primjer, Institut inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE) ima radnu skupinu posvećenu POSIX testiranju i certifikaciji, a operativni sustavi mogu proći testiranje kako bi postigli POSIX certifikat.
• Održavanje i ažuriranje: S vremenom se razvijao, a operativni sustavi moraju se kontinuirano ažurirati kako bi pratili nove verzije i revizije standarda. To uključuje promjene i poboljšanja postojeće implementacije kako bi se uključile nove značajke i ispravci uvedeni u POSIX ažuriranjima.
• Retroaktivna kompatibilnostBudući da je POSIX dugo uspostavljeni standard, operativni sustavi obično nastoje održati unatrag kompatibilnost sa starijim verzijama POSIX-a. To osigurava da aplikacije i softver razvijeni za ranije verzije standarda nastave ispravno funkcionirati na novijim verzijama.
• Dokumentacija i podrška: Operativni sustavi koji implementiraju POSIX moraju pružiti odgovarajuću dokumentaciju koja opisuje značajke, sučelja i funkcionalnosti kompatibilne s POSIX-om. To pomaže programerima da razumiju kako koristiti POSIX funkcije i uslužne programe u operativnom sustavu i kako riješiti sve probleme ili nekompatibilnosti koje se mogu pojaviti.

POSIX operativni sustavi

postoji nekoliko operativni sustavi koji su u skladu sa POSIX standardom u različitim stupnjevima. Neki od najpoznatijih i široko korištenih operativnih sustava koji implementiraju POSIX su:

• Linux: To je operativni sustav otvorenog koda temeljen na Linux kernelu. Većina Linux distribucija, kao što su Ubuntu, Fedora, Debian i CentOS, kompatibilne su s POSIX-om i nastoje se pridržavati specifikacija standarda.
• macOSAppleov operativni sustav za Mac računala također uvelike implementira POSIX. macOS se temelji na Darwin kernelu, koji je varijanta BSD-a, operativnog sustava izvedenog iz UNIX-a koji je kompatibilan s POSIX-om.
• FreeBSD: To je operativni sustav otvorenog koda temeljen na BSD-u i poznat je po svojoj visokoj POSIX kompatibilnosti. Kao BSD grana, FreeBSD nasljeđuje mnoge značajke i funkcionalnosti UNIX-a i uglavnom slijedi POSIX specifikacije.
• solaris: To je operativni sustav koji je razvio Oracle, a izveden je iz UNIX System V. Solaris je povijesno poznat po pridržavanju POSIX standarda i podršci za sučelja i uslužne programe definirane tim standardom.
• AIX: AIX je IBM-ov operativni sustav temeljen na UNIX System V. AIX je implementirao POSIX u nekoliko verzija, pružajući značajnu kompatibilnost sa standardnim sučeljima i značajkama definiranim POSIX-om.

Važno je napomenuti da iako ovi operativni sustavi implementiraju POSIX, mogu postojati varijacije u usklađenosti i podršci među različitim verzijama standarda. Osim toga, postoje i drugi manje poznati i nišni operativni sustavi koji također implementiraju POSIX u različitim stupnjevima.

Nadalje, treba napomenuti da su operativni sustavi A/UX, AIX, BSD OS, DSPnano, HP-UX, IRIX, LynxOS, Integrity, macOS, Minix, MPE/iX, QNX, RTEMS, Solaris, Unison RTOS, UnixWare, velOSity i VxWorks u potpunosti POSIX kompatibilni.

Dok su BeOS, Haiku, FreeBSD, GNU/Linux, Contiki, NetBSD, Nucleus RTOS, OpenBSD, OpenSolaris, PikeOS, RTOS, RTEMS, Sanos, SkyOS, Syllable i VSTa, između ostalih, uglavnom POSIX-kompatibilni.

Mogli bismo stvoriti i drugu kategoriju POSIX-a za Windows, budući da je POSIX usko povezan sa svijetom Unixa, ali istina je i da postoje neka POSIX okruženja i softver unutar Microsoftovog sustava, kao što su Cygwin, UWIN, MKS Toolkit, kao i Microsoft POSIX podsustav i Windows usluge za UNIX.

Budućnost standarda

POSIX standard je bio temeljni stup u razvoju UNIX operativnih sustava i tijekom godina je dokazao svoju relevantnost i korisnost. Međutim, na budućnost POSIX standarda utječu i trendovi i razvoj u tehnološkom krajoliku. Evo nekih razmatranja za budućnost:

• Evolucija i ažuriranjaPOSIX standard se s vremenom razvijao s novim revizijama i verzijama kako bi se prilagodio tehnološkom napretku i promjenjivim potrebama. Očekuje se da će se standard nastaviti razvijati i ažurirati kako bi se suočio s novim izazovima i iskoristile nove prilike.
• Usvajanje novih operativnih sustavaKako se pojavljuju novi operativni sustavi i računalna okruženja, neki od njih mogu usvojiti ili prilagoditi POSIX standard. To će ovisiti o potrebama kompatibilnosti, prenosivosti i interoperabilnosti tih operativnih sustava, kao i o potražnji i prihvaćanju POSIX-a u tim kontekstima.
• Utjecaj alternativnih standarda i tehnologijaKako se pojavljuju novi standardi i tehnologije u području operacijskih sustava i računalstva, mogu se pojaviti alternative ili dopune POSIX standardu. Na primjer, sve veća primjena kontejnera i tehnologija virtualizacije, kao što su Docker i Kubernetes, uvela je nove pristupe implementaciji i postavljanju aplikacija, što može utjecati na relevantnost i korištenje POSIX standarda u nekim kontekstima.
• Razmatranja performansi i učinkovitostiU nastojanju da se poboljšaju performanse i energetska učinkovitost, mogu se pojaviti nova sučelja i pristupi koji odstupaju od nekih značajki POSIX standarda. Operativni sustavi mogu usvojiti specifične tehnologije i tehnike za optimizaciju performansi i učinkovitosti, što može zahtijevati prilagodbe ili prilagođavanja implementacije standarda.