El มาตรฐาน POSIX ผู้ใช้ระบบปฏิบัติการหลายคน แม้แต่ผู้ใช้ระบบปฏิบัติการที่มีมาตรฐานเดียวกันก็ไม่ทราบเรื่องนี้ ดังนั้น ในบทความนี้ ผมจะพยายามอธิบายว่ามันคืออะไร ใช้เพื่ออะไร ส่งผลต่อระบบปฏิบัติการอย่างไร และระบบปฏิบัติการมาตรฐานคืออะไร
POSIX คืออะไร?
มาตรฐาน POSIX (อินเทอร์เฟซระบบปฏิบัติการพกพา) เป็นชุดมาตรฐานที่กำหนดอินเทอร์เฟซร่วมสำหรับระบบปฏิบัติการที่คล้ายกับ UNIX ได้รับการพัฒนาเพื่อส่งเสริมความสามารถในการพกพาซอฟต์แวร์ระหว่างระบบปฏิบัติการที่คล้ายกับ UNIX ต่างๆ และรับรองความเข้ากันได้ในระดับสูงระหว่างกัน
มาตรฐาน POSIX ระบุจำนวน อินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม คำสั่งบรรทัดคำสั่ง และยูทิลิตี้รวมถึงรูปแบบไฟล์และข้อตกลงสำหรับการโต้ตอบกับโปรแกรมและระบบปฏิบัติการ ข้อกำหนดเหล่านี้ส่วนใหญ่อิงตามคุณลักษณะและฟังก์ชันการทำงานที่พบในระบบปฏิบัติการ UNIX ดั้งเดิม เช่น คำสั่งพื้นฐาน การจัดการไฟล์ การสื่อสารระหว่างกระบวนการ การควบคุมกระบวนการ และสัญญาณ เป็นต้น
โดยปฏิบัติตามมาตรฐาน POSIX นักพัฒนาสามารถเขียนได้ ซอฟต์แวร์ที่เข้ากันได้ ด้วยระบบปฏิบัติการ UNIX ที่หลากหลาย ช่วยให้สามารถพกพาและทำงานร่วมกันได้สะดวก นอกจากนี้ มาตรฐาน POSIX ยังมีอิทธิพลต่อระบบปฏิบัติการอื่นๆ ที่ไม่ใช่ UNIX เช่น Linux และ macOS ซึ่งได้นำข้อกำหนด POSIX มาใช้มากมาย
สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือมาตรฐาน POSIX ครอบคลุม ส่วนประกอบต่างๆ และมาตรฐานที่เกี่ยวข้องเช่น POSIX.1 (อินเทอร์เฟซและไลบรารีระบบ), POSIX.2 (คำสั่งและยูทิลิตี้), POSIX.4 (เธรด), POSIX.5 (การสื่อสารแบบเรียลไทม์) และอื่นๆ มาตรฐานเหล่านี้แต่ละมาตรฐานครอบคลุมแง่มุมต่าง ๆ ของระบบปฏิบัติการ และเป็นรากฐานร่วมกันสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ในสภาพแวดล้อมที่สอดคล้องกับมาตรฐาน POSIX
มาตรฐานหรือเวอร์ชัน
มาตรฐาน POSIX ประกอบด้วยหลาย ๆ ต่ำกว่ามาตรฐาน ซึ่งแสดงความแตกต่างระหว่างพวกเขา และพวกเขาคือ:
- มาตรฐานแรกคือ IEEE 1003.1 ซึ่งเป็นข้อกำหนดพื้นฐานของมาตรฐาน POSIX ดั้งเดิมที่เผยแพร่ในปี 1988 ถือเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สุดของ POSIX
- IEEE 1003.1-2001 หรือ POSIX 2001/C99 เป็นรุ่นที่สอง ซึ่งเผยแพร่ในปี พ.ศ. 2001 โดยมีการอัปเดตและการปรับปรุงต่างๆ มากมายเมื่อเทียบกับรุ่นดั้งเดิม
- IEEE 1003.1-2008 หรือ POSIX 2008/C2008 ฉบับที่ 2008 ได้รับการเผยแพร่ในปี XNUMX และยังนำการเปลี่ยนแปลงและการเพิ่มเติมมาเปรียบเทียบกับฉบับก่อนหน้าด้วย
- IEEE 1003.1-2017 หรือ POSIX 2017/C17 ฉบับที่สี่ ได้รับการเผยแพร่ในปี 2017 และยังคงพัฒนามาตรฐานอย่างต่อเนื่องด้วยคุณลักษณะและข้อกำหนดใหม่ๆ
นอกจากมาตรฐานย่อยเหล่านี้แล้วยังมี อีกอันเรียกว่า IEEE 1003.2ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อกำหนดอินเทอร์เฟซระบบปฏิบัติการแบบพกพา (POSIX) โดยเฉพาะสำหรับระบบที่ใช้สถาปัตยกรรม SPARC เป็นส่วนเสริมของข้อกำหนด IEEE 1003.1-2001 และบางครั้งเรียกว่า SPARC-2003
ประวัติของ POSIX
La การเผยแพร่มาตรฐานครั้งแรกเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 1988ตามมาด้วยฉบับที่สองในปี 2001 และฉบับที่สามในปี 2008 จากนั้นในปี 2017 ก็มีการเผยแพร่ฉบับครั้งที่สี่
ข้อเสนอให้กำหนดมาตรฐานสำหรับ ระบบยูนิกซ์ ยูนิกซ์ถือกำเนิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 70 ในขณะนั้นยูนิกซ์ยังเป็นระบบปฏิบัติการที่ค่อนข้างใหม่ แต่มีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพและพลังของมัน เพื่อให้ยูนิกซ์มีประโยชน์มากขึ้นในสภาพแวดล้อมทางธุรกิจ จึงมีแนวคิดในการกำหนดมาตรฐานที่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบยูนิกซ์สามารถพกพาได้ ในขณะนั้น มีระบบยูนิกซ์หลายรูปแบบ ซึ่งทำให้การทำงานร่วมกันระหว่างระบบต่างๆ เป็นไปได้ยากทั้งสำหรับผู้ใช้และนักพัฒนา ดังนั้น การกำหนดมาตรฐานจึงถูกนำเสนอเพื่อเป็นแนวทางในการส่งเสริมความเข้ากันได้
เมื่อสถาบัน วิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) ยูนิกซ์ได้เผยแพร่มาตรฐานฉบับแรกในปี พ.ศ. 1988 ยูนิกซ์ได้วางจำหน่ายในตลาดมานานหลายปีและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง สิ่งนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการกำหนดมาตรฐานระบบยูนิกซ์และทำให้ระบบต่างๆ ทำงานร่วมกันได้ดีขึ้น
ข้อดีและข้อเสีย
มาตรฐาน POSIX มอบข้อดีหลายประการสำหรับนักพัฒนาและผู้ใช้ระบบปฏิบัติการ ต่อไปนี้คือข้อดีบางส่วน: ข้อดีที่โดดเด่นที่สุด:
- ความเบาหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของ POSIX คือความสามารถในการส่งเสริมการพกพาซอฟต์แวร์ระหว่างระบบปฏิบัติการ UNIX ที่แตกต่างกัน การปฏิบัติตามข้อกำหนดของ POSIX ช่วยให้โปรแกรมสามารถทำงานบนหลายแพลตฟอร์มได้โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนอะไรมากนัก ทำให้การพัฒนาแอปพลิเคชันที่ทำงานสอดคล้องกันในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันเป็นเรื่องง่ายขึ้น
- ความเข้ากันได้: ช่วยให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ในระดับสูงระหว่างระบบปฏิบัติการ UNIX ที่ใช้ข้อกำหนดเฉพาะ ซึ่งหมายความว่าคำสั่ง อินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม และยูทิลิตี้ที่กำหนดโดย POSIX จะทำงานคล้ายกันบนระบบที่แตกต่างกัน นักพัฒนาและผู้ใช้สามารถมั่นใจได้ว่าซอฟต์แวร์ที่ใช้ POSIX จะทำงานได้อย่างสอดคล้องและคาดการณ์ได้บนแพลตฟอร์มที่แตกต่างกัน
- การทำงานร่วมกัน: POSIX ส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างแอปพลิเคชัน UNIX และระบบปฏิบัติการ ด้วยอินเทอร์เฟซมาตรฐาน จึงทำให้การสื่อสารและการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรแกรมต่างๆ สะดวกยิ่งขึ้น วิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ระบบหรือแอปพลิเคชันหลายระบบจำเป็นต้องทำงานร่วมกันและแบ่งปันข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ
- ฐานความรู้ร่วมกัน:สร้างฐานความรู้ร่วมกันระหว่างนักพัฒนาระบบปฏิบัติการ UNIX และผู้ใช้ มีทรัพยากร ไลบรารี เครื่องมือ และเอกสารประกอบมากมายที่เป็นไปตามมาตรฐาน POSIX ซึ่งช่วยให้เข้าถึงทรัพยากรสนับสนุน แก้ไขปัญหา และแบ่งปันวิธีแก้ปัญหาภายในชุมชนนักพัฒนาได้ง่ายขึ้น
- ความยืดหยุ่นและทางเลือกPOSIX กำหนดคุณสมบัติและฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลายที่ระบบปฏิบัติการสามารถนำไปใช้ได้ ซึ่งทำให้นักพัฒนามีความยืดหยุ่นในการเลือกคุณสมบัติเฉพาะที่เหมาะสมกับความต้องการของตนเองมากที่สุด นอกจากนี้ ผู้ใช้ยังได้รับประโยชน์จากการมีตัวเลือกและสามารถเลือกระบบปฏิบัติการที่สอดคล้องกับ POSIX ได้หลากหลาย
La ข้อเสียเพียงอย่างเดียว ข้อเสียของการใช้ POSIX คือความซับซ้อนและยากต่อการนำไปใช้งานและทำความเข้าใจ อย่างที่คุณเห็น ข้อดีของ POSIX มีมากกว่าข้อเสียมาก เมื่อคุณรู้แล้วว่า POSIX คืออะไรและทำงานอย่างไร คุณก็สามารถตัดสินใจได้ว่า POSIX เหมาะกับคุณหรือไม่
การนำไปใช้งานและการปฏิบัติตามมาตรฐาน POSIX
การนำมาตรฐาน POSIX ไปใช้งานและปฏิบัติตามในระบบปฏิบัติการมีหลายประเด็น ข้อควรพิจารณาที่สำคัญมีดังต่อไปนี้:
- การดำเนินการตามมาตรฐานระบบปฏิบัติการที่ต้องการปฏิบัติตามมาตรฐาน POSIX จะต้องใช้งานอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม คำสั่ง ยูทิลิตี้ และรูปแบบไฟล์ที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและบำรุงรักษาไลบรารี อินเทอร์พรีเตอร์คำสั่ง และบริการระบบที่จำเป็นเพื่อให้แอปพลิเคชัน POSIX ทำงานได้อย่างถูกต้อง
- การปฏิบัติตามข้อกำหนดเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐาน POSIX ระบบปฏิบัติการต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดโดยละเอียดของมาตรฐานและต้องมั่นใจว่าการใช้งานเป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ ซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการทดสอบอย่างละเอียด ตรวจสอบการปฏิบัติตาม และปรับเปลี่ยนการใช้งานเพื่อให้มั่นใจว่าระบบปฏิบัติการเป็นไปตามมาตรฐานที่ POSIX กำหนด
- การรับรองและมาตรฐานการปฏิบัติตามระบบปฏิบัติการบางระบบอาจขอรับการรับรองหรือการปฏิบัติตามมาตรฐานเฉพาะเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสอดคล้องตามมาตรฐาน POSIX ยกตัวอย่างเช่น สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) มีคณะทำงานที่มุ่งเน้นการทดสอบและรับรอง POSIX และระบบปฏิบัติการสามารถเข้ารับการทดสอบเพื่อให้ได้รับการรับรอง POSIX ได้
- การบำรุงรักษาและการอัพเดท: ระบบปฏิบัติการมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตามกาลเวลา และจำเป็นต้องอัปเดตระบบปฏิบัติการอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ทันกับเวอร์ชันและการแก้ไขมาตรฐานใหม่ๆ ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงการใช้งานเดิมที่มีอยู่ เพื่อรวมคุณสมบัติและการแก้ไขใหม่ๆ ที่มีอยู่ในการอัปเดต POSIX
- ความเข้ากันได้ย้อนหลังเนื่องจาก POSIX เป็นมาตรฐานที่มีมายาวนาน ระบบปฏิบัติการจึงมักพยายามรักษาความเข้ากันได้ย้อนหลังกับ POSIX เวอร์ชันเก่า เพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันและซอฟต์แวร์ที่พัฒนาสำหรับมาตรฐานเวอร์ชันก่อนหน้าจะยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องบนเวอร์ชันใหม่
- เอกสารและการสนับสนุน: ระบบปฏิบัติการที่ใช้งาน POSIX ต้องมีเอกสารประกอบที่อธิบายคุณลักษณะ อินเทอร์เฟซ และฟังก์ชันการทำงานที่สอดคล้องกับ POSIX อย่างเหมาะสม เพื่อช่วยให้นักพัฒนาเข้าใจวิธีการใช้ฟังก์ชันและยูทิลิตี้ POSIX ในระบบปฏิบัติการ และวิธีการแก้ไขปัญหาหรือความเข้ากันไม่ได้ที่อาจเกิดขึ้น
ระบบปฏิบัติการ POSIX
มีหลายแบบด้วยกัน ระบบปฏิบัติการที่สอดคล้องกับมาตรฐาน POSIX ในระดับที่แตกต่างกันไป ระบบปฏิบัติการที่เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งใช้งาน POSIX ได้แก่:
- ลินุกซ์: เป็นระบบปฏิบัติการโอเพนซอร์สที่ใช้เคอร์เนล Linux เป็นหลัก ระบบปฏิบัติการ Linux ส่วนใหญ่ เช่น Ubuntu, Fedora, Debian และ CentOS ล้วนรองรับ POSIX และมุ่งมั่นที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดของมาตรฐาน
- MacOSระบบปฏิบัติการของ Apple สำหรับคอมพิวเตอร์ Mac ยังใช้ POSIX เป็นส่วนใหญ่ด้วย macOS มีพื้นฐานมาจากเคอร์เนล Darwin ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของ BSD ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนามาจาก UNIX และเข้ากันได้กับ POSIX
- FreeBSD: เป็นระบบปฏิบัติการโอเพนซอร์สที่พัฒนาบนพื้นฐาน BSD และเป็นที่รู้จักในเรื่องความเข้ากันได้สูงกับ POSIX ในฐานะสาขาหนึ่งของ BSD FreeBSD สืบทอดคุณสมบัติและฟังก์ชันการทำงานมากมายจาก UNIX และส่วนใหญ่ปฏิบัติตามข้อกำหนดของ POSIX
- โซลาริส: เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาโดย Oracle และได้มาจาก UNIX System V โดยทั่วไป Solaris เป็นที่รู้จักในเรื่องการยึดมั่นตามมาตรฐาน POSIX และการสนับสนุนอินเทอร์เฟซและยูทิลิตี้ต่างๆ ที่กำหนดโดยมาตรฐานดังกล่าว
- เอไอเอ็กซ์: AIX เป็นระบบปฏิบัติการของ IBM ที่ใช้ UNIX System V เป็นพื้นฐาน AIX ได้นำ POSIX มาใช้ในหลายเวอร์ชัน ซึ่งให้ความเข้ากันได้อย่างมีนัยสำคัญกับอินเทอร์เฟซมาตรฐานและคุณลักษณะที่กำหนดโดย POSIX
สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ แม้ว่าระบบปฏิบัติการเหล่านี้จะใช้ POSIX แต่มาตรฐานแต่ละเวอร์ชันอาจมีความแตกต่างกันในด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนดและการรองรับ นอกจากนี้ ยังมีระบบปฏิบัติการเฉพาะกลุ่มอื่นๆ ที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักมากนัก ซึ่งก็ใช้ POSIX ในระดับที่แตกต่างกันไปเช่นกัน
นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าระบบปฏิบัติการ A/UX, AIX, BSD OS, DSPnano, HP-UX, IRIX, LynxOS, Integrity, macOS, Minix, MPE/iX, QNX, RTEMS, Solaris, Unison RTOS, UnixWare, velOSity และ VxWorks ล้วนรองรับ POSIX อย่างสมบูรณ์
แม้ว่า BeOS, Haiku, FreeBSD, GNU/Linux, Contiki, NetBSD, Nucleus RTOS, OpenBSD, OpenSolaris, PikeOS, RTOS, RTEMS, Sanos, SkyOS, Syllable และ VSTa เป็นต้น ส่วนใหญ่จะเข้ากันได้กับ POSIX
เราสามารถสร้างหมวดหมู่อื่นของ POSIX สำหรับ Windows ได้ เนื่องจาก POSIX มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโลกของ Unix แต่ก็เป็นความจริงเช่นกันที่มีสภาพแวดล้อม POSIX และซอฟต์แวร์บางอย่างภายในระบบ Microsoft เช่น Cygwin, UWIN, MKS Toolkit เช่นเดียวกับ Microsoft POSIX Subsystem และ Windows Services สำหรับ UNIX
อนาคตของมาตรฐาน
มาตรฐาน POSIX ถือเป็นเสาหลักสำคัญในการพัฒนาระบบปฏิบัติการ UNIX และได้พิสูจน์ถึงความเกี่ยวข้องและประโยชน์ใช้สอยตลอดหลายปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม อนาคตของมาตรฐาน POSIX ยังได้รับอิทธิพลจาก แนวโน้มและการพัฒนา ในภูมิทัศน์ทางเทคโนโลยี ต่อไปนี้คือข้อควรพิจารณาบางประการสำหรับอนาคต:
- วิวัฒนาการและการอัพเดตมาตรฐาน POSIX ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องด้วยการปรับปรุงแก้ไขและเวอร์ชันใหม่ ๆ เพื่อปรับให้เข้ากับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป คาดว่ามาตรฐานนี้จะยังคงพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อรับมือกับความท้าทายใหม่ ๆ และใช้ประโยชน์จากโอกาสที่เกิดขึ้น
- การนำระบบปฏิบัติการใหม่มาใช้เมื่อมีระบบปฏิบัติการและสภาพแวดล้อมการประมวลผลใหม่ๆ เกิดขึ้น ระบบบางระบบอาจนำมาตรฐาน POSIX มาใช้หรือปรับเปลี่ยน ซึ่งจะขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ ความสามารถในการพกพา และความต้องการการทำงานร่วมกันของระบบปฏิบัติการเหล่านั้น รวมถึงความต้องการและการยอมรับ POSIX ในบริบทเหล่านั้น
- อิทธิพลของมาตรฐานและเทคโนโลยีทางเลือกเมื่อมีมาตรฐานและเทคโนโลยีใหม่ๆ เกิดขึ้นในระบบปฏิบัติการและวงการคอมพิวเตอร์ ทางเลือกหรือส่วนเสริมของมาตรฐาน POSIX ก็อาจเกิดขึ้นได้ ยกตัวอย่างเช่น การนำคอนเทนเนอร์และเทคโนโลยีเวอร์ชวลไลเซชันมาใช้มากขึ้น เช่น Docker และ Kubernetes ได้นำมาซึ่งแนวทางใหม่ๆ สำหรับการปรับใช้และการนำแอปพลิเคชันไปใช้ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความเกี่ยวข้องและการใช้งานมาตรฐาน POSIX ในบางบริบท
- การพิจารณาประสิทธิภาพและประสิทธิผล:เพื่อมุ่งปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน อาจมีอินเทอร์เฟซและวิธีการใหม่ๆ เกิดขึ้น ซึ่งแตกต่างไปจากคุณสมบัติบางประการของมาตรฐาน POSIX ระบบปฏิบัติการอาจนำเทคโนโลยีและเทคนิคเฉพาะมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล ซึ่งอาจต้องมีการปรับเปลี่ยนหรือปรับเปลี่ยนการใช้งานมาตรฐาน