POSIX 標準：它是什麼以及它有什麼用途？

最後更新： 19一月2024
作者： 海梅·埃雷拉

El POSIX 標準 許多作業系統用戶，甚至那些使用標準化作業系統的用戶，對它並不熟悉。因此，在本文中，我將嘗試解釋它是什麼、它的用途、它如何影響作業系統，以及什麼是標準化作業系統。

什麼是 POSIX？

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標準 POSIX（可移植作業系統介面） 它是一組定義類 UNIX 作業系統通用介面的標準。它的開發旨在促進不同類 UNIX 作業系統之間的軟體可移植性，並確保它們之間的高度相容性。

POSIX 標準指定了許多 程式設計介面、命令列命令和實用程式以及與程式和作業系統互動的檔案格式和約定。這些規範主要基於傳統 UNIX 作業系統的特性和功能，例如基本命令、檔案管理、進程間通訊、進程控制和訊號等。

透過遵循 POSIX 標準，開發人員可以編寫 相容的軟體 與各種 UNIX 作業系統相容，從而提高了可移植性和互通性。此外，POSIX 標準也影響了其他非 UNIX 作業系統，例如 Linux 和 macOS，它們都實作了許多 POSIX 規範。

值得注意的是，POSIX 標準涵蓋 各類元件及相關標準POSIX 系統規格涵蓋了 POSIX.1（系統介面和函式庫）、POSIX.2（指令和公用程式）、POSIX.4（執行緒）、POSIX.5（即時通訊）等。這些標準分別針對作業系統的不同方面，並為在符合 POSIX 標準的環境中進行軟體開發提供了通用基礎。

標準或版本

POSIX 標準由幾個部分組成 不合格 它們之間存在差異。它們是：

  • 其中第一個是 IEEE 1003.1，它是 1988 年發布的原始 POSIX 標準的基礎規範。它代表了 POSIX 最基本的規範。
  • 第二版稱為 IEEE 1003.1-2001 或 POSIX 2001/C99，於 2001 年發布，與原版相比有許多更新和改進。
  • 第三版稱為 IEEE 1003.1-2008 或 POSIX 2008/C2008，於 2008 年發布，與先前的版本相比也帶來了一些變化和補充。
  • 第四版稱為 IEEE 1003.1-2017 或 POSIX 2017/C17，於 2017 年發布，並繼續透過新規範和新功能不斷發展該標準。

除了這些不達標的情況外，還有 另一個稱為 IEEE 1003.2旨在為基於 SPARC 架構的系統定義可移植作業系統介面 (POSIX)。它是 IEEE 1003.1-2001 規範的擴展，有時也稱為 SPARC-2003。

POSIX的歷史

La 該標準於 1988 年首次發布，隨後於2001年發布第二版，2008年發布第三版，2017年發布第四版。

建議制定一個標準 Unix 系統 Unix 誕生於 70 世紀 XNUMX 年代末期。當時，Unix 是一個相對較新的作業系統，但以其高效和強大的功能而聞名。為了使其在商業環境中更具實用性，人們提出了定義一個標準以確保 Unix 系統可移植性的想法。當時，Unix 系統存在多個變體，這使得使用者和開發人員難以與它們相容。因此，制定一個標準作為促進相容性的解決方案被提出。

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當研究所 電氣和電子工程師（IEEE） 當Unix標準的第一版於1988年發佈時，Unix已經上市多年，而且已經相當成熟。這促進了Unix系統的標準化進程，並提高了系統之間的相容性。

優缺點

POSIX 標準為作業系統開發者和使用者提供了許多優勢。以下列舉其中一些： 最突出的優勢:

  • 可移植性POSIX 的主要優勢之一是它能夠促進不同 UNIX 作業系統之間的軟體可移植性。遵循 POSIX 規範，程式無需進行重大修改即可在多個平台上運行。這使得開發在不同環境中一致運行的應用程式變得更加容易。
  • 兼容性：確保實現其規範的 UNIX 作業系統之間具有高度相容性。這意味著 POSIX 定義的命令、程式設計介面和實用程式在不同系統上的行為相似。開發者和使用者可以信賴基於 POSIX 的軟體能夠在不同平台上一致且可預測地運作。
  • 互操作性： POSIX 促進了 UNIX 應用程式與作業系統之間的互通性。透過提供標準接口，它促進了程式之間的通訊和資料交換。這在多個系統或應用程式需要高效協作和共享資訊的環境中尤其有用。
  • 共享知識庫：在 UNIX 作業系統開發者和使用者之間建立共享知識庫。我們提供大量符合 POSIX 標準的資源、函式庫、工具和文件。這使得開發者社群內存取支援資源、解決問題和共享解決方案變得更加容易。
  • 靈活性和選擇性POSIX 定義了作業系統可以實現的一系列特性和功能。這使得開發者能夠靈活地選擇最符合自身需求的特定功能。用戶也能從眾多符合 POSIX 標準的作業系統中進行選擇，從而受益匪淺。

La 唯一的缺點 使用 POSIX 的缺點是它複雜且難以實現和理解。如你所見，POSIX 的優點遠大於缺點。現在你已經了解了 POSIX 是什麼以及它是如何運作的，你可以決定它是否適合你。

實施並遵守 POSIX 標準

在作業系統中實現並遵守 POSIX 標準涉及多個方面。以下介紹了一些關鍵注意事項：

  • 標準實施希望符合 POSIX 標準的作業系統必須實現該標準定義的程式介面、命令、實用程式和檔案格式。這涉及開發和維護 POSIX 應用程式正常運作所需的程式庫、命令解釋器和系統服務。
  • 符合規範為了符合 POSIX 標準，作業系統必須遵循該標準的詳細規範，並確保其實現符合既定要求。這可能需要進行大量的測試、合規性檢查和實現調整，以確保作業系統符合 POSIX 定義的標準。
  • 認證和合規標準某些作業系統可能會尋求認證或遵守特定的合規性標準，以證明其符合 POSIX 標準。例如，電氣和電子工程師協會 (IEEE) 設有專門負責 POSIX 測試和認證的工作小組，作業系統可以通過測試獲得 POSIX 認證。
  • 維護及更新： 它隨著時間的推移而不斷發展，作業系統必須持續更新才能跟上標準的新版本和修訂。這涉及對現有實作進行更改和改進，以融入 POSIX 更新中引入的新功能和修復。
  • 向後相容性由於 POSIX 是一項歷史悠久的標準，作業系統通常也努力保持與舊版 POSIX 的向後相容性。這確保了為早期版本標準開發的應用程式和軟體能夠在新版本上繼續正常運作。
  • 文檔和支持： 實現 POSIX 的作業系統必須提供充足的文檔，描述符合 POSIX 規範的特性、介面和功能。這有助於開發人員了解如何在作業系統中使用 POSIX 函數和實用程序，以及如何排除可能出現的任何問題或不相容問題。
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POSIX 作業系統

有幾個 符合 POSIX 標準的作業系統 不同程度地。一些最著名且廣泛使用的實現 POSIX 的作業系統包括：

  • Linux的： 它是基於 Linux 核心的開源作業系統。大多數 Linux 發行版（例如 Ubuntu、Fedora、Debian 和 CentOS）都符合 POSIX 標準，並努力遵循該標準的規範。
  • MacOS：Apple 的 Mac 電腦作業系統也在很大程度上實現了 POSIX。 macOS 基於 Darwin 內核，它是 BSD 的變體，BSD 是源自 UNIX 且符合 POSIX 標準的作業系統。
  • FreeBSD的： 它是一款基於 BSD 的開源作業系統，以高度相容 POSIX 而聞名。作為 BSD 的分支，FreeBSD 繼承了 UNIX 的許多特性和功能，並且在很大程度上遵循了 POSIX 規範。
  • Solaris： 它是由 Oracle 開發的作業系統，源自 UNIX System V。 Solaris 歷來以遵守 POSIX 標準以及支援該標準定義的介面和實用程式而聞名。
  • 艾克斯： AIX 是 IBM 基於 UNIX System V 的作業系統。 AIX 已在多個版本中實現了 POSIX，與 POSIX 定義的標準介面和功能具有顯著的兼容性。

值得注意的是，儘管這些作業系統都實現了 POSIX，但不同版本的標準在相容性和支援方面可能存在差異。此外，還有一些不太知名的小眾作業系統也不同程度地實現了 POSIX。

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此外，需要注意的是，A/UX、AIX、BSD OS、DSPnano、HP-UX、IRIX、LynxOS、Integrity、macOS、Minix、MPE/iX、QNX、RTEMS、Solaris、Unison RTOS、UnixWare、velOSity 和 VxWorks 作業系統標準。

而 BeOS、Haiku、FreeBSD、GNU/Linux、Contiki、NetBSD、Nucleus RTOS、OpenBSD、OpenSolaris、PikeOS、RTOS、RTEMS、Sanos、SkyOS、Syllable 和 VSTa 等大多與 POSIX 相容。

我們也可以建立另一個 POSIX for Windows 類別，因為 POSIX 與 Unix 世界密切相關，但微軟系統內也確實存在一些 POSIX 環境和軟體，例如 Cygwin、UWIN、MKS Toolkit，以及 Microsoft POSIX Subsystem 和 Windows Services for UNIX。

標準的未來

POSIX 標準一直是 UNIX 作業系統開發的基礎支柱，多年來已證明了其相關性和實用性。然而，POSIX 標準的未來也受到以下因素的影響： 趨勢和發展 在技​​術領域。以下是一些未來的考量：

  • 演變和更新POSIX 標準隨著時間的推移而不斷發展，推出了新的修訂版本，以適應技術進步和不斷變化的需求。預計該標準將繼續發展和更新，以應對新的挑戰並抓住新興機會。
  • 採用新的作業系統隨著新的作業系統和運算環境的出現，其中一些可能會採用或調整 POSIX 標準。這將取決於這些作業系統的兼容性、可移植性和互通性需求，以及在這些環境中對 POSIX 的需求和接受度。
  • 替代標準和技術的影響隨著作業系統和運算領域新標準和新技術的湧現，POSIX 標準的替代方案或補充方案可能會出現。例如，Docker 和 Kubernetes 等容器和虛擬化技術的日益普及，為應用程式的部署和實作引入了新的方法，這可能會在某些情況下影響 POSIX 標準的相關性和使用。
  • 性能和效率考慮：為了提高效能和能源效率，可能會出現一些與 POSIX 標準某些特性不同的新介面和方法。作業系統可能會採用特定的技術和技巧來優化效能和效率，這可能需要對標準的實現進行調整。