Štandard POSIX je mnohým používateľom operačných systémov neznámy, dokonca ani tým, ktorí používajú systémy, ktoré ho dodržiavajú. Preto v tomto článku vysvetlím, čo to je, aký má účel, ako ovplyvňuje operačné systémy a ktoré operačné systémy sú podľa neho štandardizované.
Čo je POSIX?
Štandard POSIX (Portable Operating System Interface) je súbor štandardov, ktoré definujú spoločné rozhranie pre operačné systémy podobné UNIXu. Bol vyvinutý s cieľom podporiť prenositeľnosť softvéru medzi rôznymi operačnými systémami UNIX a zabezpečiť vysokú úroveň kompatibility medzi nimi.
Štandard POSIX špecifikuje sériu programovacích rozhraní, príkazov a nástrojov príkazového riadka , ako aj formáty súborov a konvencie pre interakciu medzi programami a operačným systémom. Tieto špecifikácie sú do značnej miery založené na vlastnostiach a funkcionalitách nachádzajúcich sa v tradičných operačných systémoch UNIX, ako sú okrem iného základné príkazy, správa súborov, komunikácia medzi procesmi, riadenie procesov a signály.
Dodržiavaním štandardu POSIX môžu vývojári písať softvér, ktorý je kompatibilný so širokou škálou operačných systémov UNIX, čo uľahčuje prenosnosť a interoperabilitu. Okrem toho štandard POSIX ovplyvnil aj iné operačné systémy, ktoré nie sú UNIXom, ako napríklad Linux a macOS, ktoré implementovali mnohé zo špecifikácií POSIX.
Je dôležité poznamenať, že štandard POSIX zahŕňa niekoľko komponentov a súvisiacich štandardov , ako napríklad POSIX.1 (systémové rozhrania a knižnice), POSIX.2 (príkazy a nástroje), POSIX.4 (vlákna) a POSIX.5 (komunikácia v reálnom čase) a ďalšie. Každý z týchto štandardov sa zaoberá rôznymi aspektmi operačného systému a poskytuje spoločný základ pre vývoj softvéru v prostrediach kompatibilných s POSIX.
Normy alebo verzie
Štandard POSIX sa skladá z niekoľkých podštandardov , ktoré sa od seba líšia. Sú to:
- Prvým z nich je IEEE 1003.1, čo je základná špecifikácia pôvodného štandardu POSIX publikovaného v roku 1988. Predstavuje najzákladnejšiu špecifikáciu POSIX.
- Druhé vydanie, známe ako IEEE 1003.1-2001 alebo POSIX 2001/C99, bolo vydané v roku 2001 a oproti pôvodnému vydaniu obsahuje množstvo aktualizácií a vylepšení.
- Tretie vydanie s názvom IEEE 1003.1-2008 alebo POSIX 2008/C2008 bolo vydané v roku 2008 a prináša aj zmeny a doplnky oproti predchádzajúcim vydaniam.
- Štvrté vydanie s názvom IEEE 1003.1-2017 alebo POSIX 2017/C17 bolo vydané v roku 2017 a štandard naďalej vyvíja o nové špecifikácie a funkcie.
Okrem týchto podštandardov existuje ešte jeden s názvom IEEE 1003.2 , ktorý mal definovať rozhranie prenosného operačného systému (POSIX) špeciálne pre systémy založené na architektúre SPARC. Je to rozšírenie špecifikácie IEEE 1003.1-2001 a niekedy sa označuje ako SPARC-2003.
História POSIXu
Prvé vydanie normy sa uskutočnilo v roku 1988 , druhé v roku 2001 a tretie v roku 2008. Následne, v roku 2017, bolo vydané štvrté vydanie.
Návrh na vytvorenie štandardu pre unixové systémy vznikol koncom 70. rokov 20. storočia. V tom čase bol Unix relatívne mladý operačný systém, ale uznávaný pre svoju efektívnosť a výkon. Aby bol užitočnejší v podnikových prostrediach, vznikla myšlienka definovať štandard, ktorý by zaručil prenosnosť unixových systémov. V tom čase existovalo niekoľko variantov unixových systémov, čo sťažovalo kompatibilitu medzi nimi pre používateľov a vývojárov. Preto bolo vytvorenie štandardu prezentované ako riešenie na podporu kompatibility.
Keď Inštitút elektrotechnických a elektronických inžinierov (IEEE) v roku 1988 publikoval prvé vydanie štandardu, Unix už bol na trhu mnoho rokov a bol dobre etablovaný. To uľahčilo proces štandardizácie unixových systémov a umožnilo väčšiu kompatibilitu medzi nimi.
Výhody a nevýhody
Štandard POSIX ponúka vývojárom a používateľom operačných systémov niekoľko výhod. Tu sú niektoré z najvýznamnejších :
- prenosnosťJednou z hlavných výhod POSIXu je jeho schopnosť podporovať prenositeľnosť softvéru medzi rôznymi operačnými systémami UNIX. Dodržiavaním špecifikácií POSIXu môžu programy bežať na viacerých platformách bez výrazných úprav. To uľahčuje vývoj aplikácií, ktoré bežia konzistentne v rôznych prostrediach.
- kompatibilita: zabezpečuje vysokú úroveň kompatibility medzi operačnými systémami UNIX, ktoré implementujú jeho špecifikácie. To znamená, že príkazy, programovacie rozhrania a nástroje definované POSIXom sa budú správať podobne na rôznych systémoch. Vývojári a používatelia sa môžu spoľahnúť, že softvér založený na POSIXe bude fungovať konzistentne a predvídateľne na rôznych platformách.
- interoperabilita: POSIX podporuje interoperabilitu medzi UNIXovými aplikáciami a operačnými systémami. Poskytovaním štandardného rozhrania uľahčuje komunikáciu a výmenu údajov medzi programami. To je obzvlášť užitočné v prostrediach, kde viacero systémov alebo aplikácií potrebuje spolupracovať a efektívne zdieľať informácie.
- Zdieľaná báza vedomostíVytvára zdieľanú znalostnú základňu medzi vývojármi a používateľmi operačného systému UNIX. K dispozícii je množstvo zdrojov, knižníc, nástrojov a dokumentácie, ktoré dodržiavajú štandard POSIX. To uľahčuje prístup k zdrojom podpory, riešenie problémov a zdieľanie riešení v rámci komunity vývojárov.
- Flexibilita a možnosť výberuPOSIX definuje širokú škálu funkcií a možností, ktoré môžu operačné systémy implementovať. To dáva vývojárom flexibilitu pri výbere konkrétnych funkcií, ktoré najlepšie vyhovujú ich potrebám. Používatelia tiež profitujú z možností a možnosti výberu z rôznych operačných systémov kompatibilných s POSIX.
Jedinou nevýhodou používania POSIXu je jeho zložitosť a náročnosť na implementáciu a pochopenie. Ako vidíte, výhody POSIXu ďaleko prevažujú nad nevýhodami. Teraz, keď viete, čo je POSIX a ako funguje, môžete sa rozhodnúť, či je pre vás ten pravý.
Implementácia a súlad so štandardom POSIX
Implementácia a dodržiavanie štandardu POSIX v operačných systémoch zahŕňa niekoľko aspektov. Niektoré kľúčové aspekty sú opísané nižšie:
- Implementácia štandarduOperačné systémy, ktoré chcú byť v súlade so štandardom POSIX, musia implementovať programovacie rozhrania, príkazy, nástroje a formáty súborov definované štandardom. To zahŕňa vývoj a údržbu knižníc, interpretov príkazov a systémových služieb potrebných pre správne fungovanie aplikácií POSIX.
- Súlad so špecifikáciamiAby operačné systémy spĺňali štandard POSIX, musia dodržiavať jeho podrobné špecifikácie a zabezpečiť, aby ich implementácie spĺňali stanovené požiadavky. To môže vyžadovať rozsiahle testovanie, kontroly súladu a úpravy implementácie, aby sa zabezpečilo, že operačné systémy dodržiavajú štandardy definované štandardom POSIX.
- Certifikácie a normy súladuNiektoré operačné systémy môžu požadovať certifikáciu alebo dodržiavanie špecifických noriem zhody, aby preukázali svoju zhodu s POSIX. Napríklad Inštitút elektrotechnických a elektronických inžinierov (IEEE) má pracovnú skupinu venovanú testovaniu a certifikácii POSIX a operačné systémy môžu podstúpiť testovanie, aby získali certifikáciu POSIX.
- Údržba a aktualizácia: Postupom času sa vyvíjal a operačné systémy sa musia neustále aktualizovať, aby držali krok s novými verziami a revíziami štandardu. To zahŕňa vykonávanie zmien a vylepšení existujúcej implementácie s cieľom začleniť nové funkcie a opravy zavedené v aktualizáciách POSIX.
- Retroaktívna kompatibilitaKeďže POSIX je dlhodobo zavedený štandard, operačné systémy sa zvyčajne snažia udržiavať spätnú kompatibilitu so staršími verziami POSIX. To zabezpečuje, že aplikácie a softvér vyvinuté pre staršie verzie štandardu budú naďalej správne fungovať aj na novších verziách.
- Dokumentácia a podpora: Operačné systémy, ktoré implementujú POSIX, musia poskytovať primeranú dokumentáciu popisujúcu funkcie, rozhrania a funkcionalitu kompatibilnú s POSIX. To pomáha vývojárom pochopiť, ako používať funkcie a nástroje POSIX v operačnom systéme a ako riešiť akékoľvek problémy alebo nekompatibility, ktoré môžu vzniknúť.
Operačné systémy POSIX
Niekoľko operačných systémov v rôznej miere spĺňa štandard POSIX . Medzi najznámejšie a najpoužívanejšie operačné systémy, ktoré implementujú POSIX, patria:
- linux: Je to open-source operačný systém založený na jadre Linuxu. Väčšina distribúcií Linuxu, ako napríklad Ubuntu, Fedora, Debian a CentOS, je kompatibilná s POSIX a snaží sa spĺňať špecifikácie tohto štandardu.
- macOSOperačný systém spoločnosti Apple pre počítače Mac tiež do značnej miery implementuje POSIX. Systém macOS je založený na jadre Darwin, ktoré je variantom BSD, operačného systému odvodeného od systému UNIX, ktorý je kompatibilný s POSIX.
- FreeBSD: Je to open-source operačný systém založený na BSD a je známy svojou vysokou kompatibilitou s POSIX. Ako vetva BSD zdedí FreeBSD mnoho funkcií a vlastností systému UNIX a do značnej miery sa riadi špecifikáciami POSIX.
- solaris: Je to operačný systém vyvinutý spoločnosťou Oracle a je odvodený od systému UNIX System V. Solaris je historicky známy svojou dodržiavaním štandardu POSIX a podporou rozhraní a nástrojov definovaných týmto štandardom.
- AIX: AIX je operačný systém od spoločnosti IBM založený na systéme UNIX System V. AIX implementoval POSIX v niekoľkých verziách, čo poskytuje značnú kompatibilitu so štandardnými rozhraniami a funkciami definovanými POSIX.
Je dôležité poznamenať, že hoci tieto operačné systémy implementujú POSIX, v rôznych verziách štandardu sa môžu vyskytnúť rozdiely v dodržiavaní predpisov a podpore. Okrem toho existujú aj iné menej známe a špecifické operačné systémy, ktoré tiež implementujú POSIX v rôznej miere.
Okrem toho treba poznamenať, že operačné systémy A/UX, AIX, BSD OS, DSPnano, HP-UX, IRIX, LynxOS, Integrity, macOS, Minix, MPE/iX, QNX, RTEMS, Solaris, Unison RTOS, UnixWare, velOSity a VxWorks sú plne kompatibilné s POSIX.
Zatiaľ čo BeOS, Haiku, FreeBSD, GNU/Linux, Contiki, NetBSD, Nucleus RTOS, OpenBSD, OpenSolaris, PikeOS, RTOS, RTEMS, Sanos, SkyOS, Syllable a VSTa sú okrem iných väčšinou kompatibilné s POSIX.
Mohli by sme tiež vytvoriť ďalšiu kategóriu POSIX pre Windows, keďže POSIX úzko súvisí so svetom Unixu, ale je tiež pravda, že v systéme Microsoft existujú niektoré prostredia a softvér POSIX, ako napríklad Cygwin, UWIN, MKS Toolkit, ako aj subsystém Microsoft POSIX a služby Windows pre UNIX.
Budúcnosť štandardu
Štandard POSIX bol základným kameňom vývoja operačných systémov UNIX a v priebehu rokov preukázal svoju relevantnosť a užitočnosť. Budúcnosť štandardu POSIX je však ovplyvnená aj trendmi a vývojom v technologickej oblasti. Tu je niekoľko úvah týkajúcich sa budúcnosti:
- Vývoj a aktualizácieŠtandard POSIX sa v priebehu času vyvíjal s novými revíziami a verziami, aby sa prispôsobil technologickému pokroku a meniacim sa potrebám. Očakáva sa, že štandard sa bude naďalej vyvíjať a aktualizovať, aby riešil nové výzvy a využil vznikajúce príležitosti.
- Prijatie nových operačných systémovS objavením sa nových operačných systémov a výpočtových prostredí môžu niektoré z nich prijať alebo prispôsobiť štandard POSIX. To bude závisieť od potrieb týchto operačných systémov v oblasti kompatibility, prenosnosti a interoperability, ako aj od dopytu po POSIX a jeho akceptácie v daných kontextoch.
- Vplyv alternatívnych štandardov a technológiíS objavovaním nových štandardov a technológií v oblasti operačných systémov a výpočtovej techniky sa môžu objaviť alternatívy alebo doplnky k štandardu POSIX. Napríklad rastúce využívanie kontajnerov a virtualizačných technológií, ako sú Docker a Kubernetes, prinieslo nové prístupy k nasadzovaniu a implementácii aplikácií, čo môže mať vplyv na relevantnosť a používanie štandardu POSIX v niektorých kontextoch.
- Aspekty výkonu a efektívnostiV snahe o zlepšenie výkonu a energetickej účinnosti sa môžu objaviť nové rozhrania a prístupy, ktoré sa odchyľujú od niektorých funkcií štandardu POSIX. Operačné systémy môžu prijať špecifické technológie a techniky na optimalizáciu výkonu a efektívnosti, čo môže vyžadovať úpravy alebo úpravy implementácie štandardu.