3.1   Structura  şi  arhitectura  sistemului  UNIX           

   

 

 S

istemul de operare UNIX este un sistem multitasking şi multiuser destinat pentru diverse tipuri de calculatoare (microcalculatoare, minicalculatoare, supercalculatoare) şi pentru reţele puternice de calculatoare, fiind cel mai vechi sistem de operare ce a rezistat şi s-a impus pānă azi.

           La ora actuală sistemul UNIX este singurul sistem de operare care funcţionează simultan pe microcalculatoare şi supercalculatoare. Este practic singurul sistem de operare pentru minicalculatoare şi staţii de lucru. Este sistemul de operare care a stat la baza conceperii şi elaborarii altor sisteme de operare performante, cel mai recent exemplu fiind sistemul de operare Linux -primul sistem de operare free software (elaborat īn 1992).

           Sistemul Unix este primul sistem care a inclus clasa de protocoale (set standard de servicii pentru transmiterea de informaţii īntre calculatoare) TCP/IP ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol) utilizată astăzi de cea mai mare reţea de calculatoare la nivel mondial: sistemul Internet, cu milioane de abonaţi pe toate continentele. Unii utilizatori ai sistemului Internet trebuie să fie familiarizaţi cu filosofia şi comenzile sistemului UNIX, deoarece multe servicii oferite utilizatorilor vor fi mai eficiente dacă sunt cunoscute unele comenzi UNIX

 

           Īn prezent există mai multe implementări (variante) ale sistemului UNIX:

 

·      System V (licenţă Unix Support Group-AT&T);

·      Solaris (licenţă Sun Microsystems);

·      AIX (licenţă IBM, pentru calculatoare RISC   RS-6000);

·      ULTRIX , OSF  ( produs de firma DEC-Digital);

·      HP-UX ( produs de firma Hewlett-Packard);

·      Linux (free software-Linus Torvalds; Finlanda ).

 

           Sistemul UNIX lucrează īn time-sharing fiind  constituit dintr-un nucleu (Kernel) şi un număr foarte mare de utilitare accesibile prin intermediul interpretorului de comenzi Shell ce reprezintă interfaţa dintre sistemul de operare şi utilizator:

 

 

            Nucleul (Kernel) este un intermediar īntre interfaţa furnizată de apelurile sistem şi echipamentele fizice din sistemul de calcul. Nucleul UNIX este partea rezidentă a sistemului de operare care asigură funcţii de supervizare şi gestiune a resurselor sistemului de calcul   (memorie internă, dispozitive I/O):

 

·      organizarea şi gestiunea memoriei;

·      organizarea şi gestiunea fişierelor;

·      execuţia şi gestiunea proceselor;

·      planificarea unităţii centrale (UC) īntre procese;

·      controlul şi gestiunea perifericelor;

·      protecţia datelor şi programelor.

 

            Eleganţa interfeţelor sistemului UNIX  şi calitatea remarcabilă a abstracţiilor pe care le oferă utilizatorilor, au influenţat şi vor continua să influenţeze profund arhitectura sistemelor de calcul. De asemenea, īn ultima perioadă s-au adus noi facilităţi pentru a lucra cu un număr mare de microprocesoare şi pentru a realiza integrarea completă a aplicaţiilor Windows NT şi Novell Netware. Sistemele UNIX comerciale sunt īncă realizări impresionante, care oferă funcţionalităţi superioare sistemelor Linux şi Windows NT.

 

 

              Comentariu despre Supercomputing

 

           Īn anul 1998 a fost lansat pe piaţa de calculatoare Serverul de īntreprindere HP 9000 model V2500 (produs al firmei Hewlett Packard) care se caracterizează prin următoarele:

 

·      oferă cele mai puternice şi flexibile platforme UNIX pe 64 biţi, ce foloseşte pānă la 2048 de procesoare moderne RISC  HP  PA-8500 de 440 MHz superscalare, cu 1.5 Mb memorie Chache pe cip şi cu o performanţă īn execuţie de 1,76 Gigaflops;

·      oferă platformă pe 64 biţi bazată pe microprocesoare de 64 biţi, registrii şi magistralele pe 64 biţi, cu dresarea memoriei pe 64 biţi şi cu acces DMA pe 64 biţi; sistemul de operare şi Kernel-ul este īn intregime pe 64 biţi;

·      lucrează sub sistemul de operare HP-UX ce este o implementare pe 64 biţi dezvoltată de firma Hewlett Packard special pentru sistemele de mainframe şi care prezintă compatibilitate totală cu versiunile precedente de 32 şi 64 biţi, putānd executa fără recompilare toate produsele software de 64 şi 32 biţi;

·      oferă mediu de execuţie pentru cele mai complexe aplicaţii īn timp real pentru diverse domenii ale zilelor noastre:

                                          - OLTP (on-line transaction processing)

                                 - ERP ( entreprise resource planning)

                                 - luarea de decizii

                                          - calcule complexe de inginerie şi modelări ştiinţifice

                                 - gestionarea marilor baze de date din domeniul ştiinţific, financiar-

                                      bancar, economic, militar;

·      permite execuţia aplicaţiilor Java, o integrare completă a aplicaţiilor Windows NT şi Novell Netware şi suport pentru utilizarea mediilor C/C++, Fortran 90, Oracle Web.

           Sistemul de operare UNIX este constituit din:

 

·      Nucleu (Kernel) - partea rezidentă;

·      Shell - interpretor de comenzi;

·      Utilitare - servicii accesibile prin intermediul interpretorului de comenzi.

 

            Interfaţa utilitarelor şi a aplicaţiilor utilizatorilor cu nucleul, se face prin intermediul unui ansamblu de funcţii de sistem. Utilizatorul are trei nivele de acces la aceste funcţii :

 

·      prin utilitare ( nivel extranucleu);

·      prin funcţii de bibliotecă standard a limbajului C/C++ (nivel intermediar);

·      prin directive sistem (nivel inferior).

 

 

             Structura  sistemului  UNIX

 

         Din figură se poate observa că nucleul este intermediarul īntre interfaţa furnizată de apelurile de sistem şi echipamentele fizice. Nucleul realizează gestiunea fişierelor şi memoriei, planificarea unităţii centrale īntre procese. Apelurile sistem definesc interfaţa cu programatorul. Apelurile sistem pot fi grupate īn trei categorii:

·      pentru prelucrarea fişierelor şi perifericelor;

·      pentru controlul execuţiei proceselor;

·      pentru prelucrarea informaţiei.

           Versiunile actuale de UNIX oferă pentru utilizator atāt interfeţe de tip linie de comandă, desemnată prin Shell -cele mai utilizate fiind sh (Bourne Shell, după numele creatorului S.R. Bourne), ksh (Korn Shell), csh (C Shell)-, cāt şi interfeţe grafice moderne (GUI-Graphical User Interface).

    Nucleul (Kernel) UNIX este constituit din două componente principale:

 

·      sistemul de gestiune a fişierelor;

·      sistemul de gestiune a proceselor.

 

            Funcţiile generale ale sistemului de gestiune a fişierelor sunt:

 

·      operatii cu fişiere (creare, citire, scriere, copiere, ştergere, concatenare,etc.);

·      alocare de spaţiu dinamic pentru fişiere pe HD sau FD;

·      accesul la fişiere;

·      administrarea spaţiului liber pe HD sau FD;

·      schimbarea structurii sistemului de fişiere.

 

Funcţiile generale ale sistemului de gestiune a proceselor sunt:

 

·      trecerea proceselor prin diverse stări (creare, aşteptare, execuţie, terminare);

·      planificarea proceselor pentru a avea acces la procesor;

·      comunicarea īntre procese;

·      sincronizarea proceselor.


© Universitatea din Bucuresti 2002.
No part of this text may be reproduced in any form without written permission of the University of Bucharest,
except for short quotations with the indication of the website address and the web page.
Comments to: Marin Vlada; Text editor: Magdalena Bostan and Vladimir-Ioan Vararu; Last update: November, 2002