مقاله درباره یونیکس

مقدمه

کوچک زیباست . این اساس یونیکس است. برای درک مفهوم این جمله باید سیستم عاملهای نسل سوم را ( که یونیکس نیز از آنهاست) به یاد آورید . سیستم های دایناسورواری بودند که برای انجام همه کار طراحی شده بودند . سیستم عامل ماشینهای IBM 360 نمونه خوبی در این مقوله است. سیستم عاملی که توان شبیه سازی تقریبا تمامی سیستم های عرضه شده تا قبل از خود را داشت و فهرست اشکالات آن یک دفتر به قطر دفتر راهنمای تلفن را تشکیل می داد! ساختارهای اطلاعاتی غول آسا سیستم های ذخیره سازی پرونده بسیار پیچیده زبانهای برنامه نویسیی چون پی ال وان و کوبول که کاربران را تنها در یک سو جهت می داد و در کل دیکتارتوری IBM که هر استفاده کننده ای را در شبکه ایغول آسا اسیر می کرد. تیم های برنامه نوسی IBM  که چون خدایان غیر قابل دسترسی بودند و همه جا با احترام درباره آنها صحبت می شد. چیزی که هیچ کس حتی جرات فکر کردن درباره آن را نمی کرد اصلاح در کاری بود که IBM و دیگر پیروان آن عرضه می کردند. دورانی که یک برنامه نوسی حرفه ای سیستم، مدت زمان درازی را فقط برای یادگیری سیستم عامل صرف می کرد و با احساس شرم اشکالات سیستم عامل را اگر از کم هوشی خود نمی دانست به IBM اطلاع می داد. چه بسیار برنامه های بزرگ تجاری که دوباره نویسی می شدند، زیرا سیست معامل امکان اتصال برنامههای دیگر را به آنها نمی داد.

برای به دست آوردن دیدی کلی از یونیکس، شناخت عوامل زیر ضروری است:

1- پیکر بندی سیستم عامل: هسته مرکزی سیستم  عامل یونیکس جز کوچکی از آن را تشکیل می دهد ولی ای جز از اهمیت اساسی برخوردار استکه رابط کاربر و سیستم  عامل می باشد و در شکل 1 مشهود است.

این ساختار کلی شبیه به ساختار PC-DOS است. Kernal یا هسته مرکزی در آنجا از دو پرونده IBMBIO.sys و IBMDOS.sys تشکیل می شود و پیوست پرونده ای به نام command.com است. تفاوت در ویژگیهای هسته مرکزی و قدرت بسیار بیشتر پوسته های یونیکس است. اولا هر سیستم  یونیکس دارای چند پوسته است که کاربر می تواند هر کدام را که بخواهد انتخاب کند. (پوسته استاندارد، پوسته محدود، پوسته تصویری، پوسته C، پوسته UUCP) هر کدام از این پوسته ها قابلیت های متفاوتی دارند.

یونیکس ار روش انتقال به دورن، و انتقال به بیرون نیز استفاده می کند. در این روش اگر حجم پرونده در حال اجرا بیش از ظرفیت حافظه ماشین باشد . مقداری از محتویات حافظه به دیسک سخت منتقل می شود و حافظه را در اختیار پرونده درحال اجرا قرار می دهد . پس از اتمام پرونده یا پایان نوبت آن محتویات منتقل شده دوباره به حافظه باز می گردند. این روش به یونیکس اجازه می دهد پرونده هایی بزرگتر از حجم حافظه اصلی سیستم  را در آن واحد اجرارکند.

یونیکس برای برقراری ارتباط بین عملیات مختلف سیستم  روشهای بسیار جالبی را در اختیار کاربران قرار می دهد. استفاده از حافظه به اشتراک گذارده شده، خط لوله ها کنترل کنندههای خط و انتقال پیام از روشهایی هستند که دو یا چند برنامه درحال اجرا می توانند با هم ارتباط برقرار کنند. 

مدیریت حافظه در UNIX و SOLARIS

از آنجا که قرار است یونیکس مستقل از ماشین باشد، طرح مدیریت حافظه از سیستمی به سیستم  دیگر فرق می کند. گونه های اولیه یونیکس به طور ساده از بخش بندی پویا و بدون هیچ طرح حافظه مجازی استفاده می کردند. پیاده سازیهای کنونی، از جمله SVR4 و solaris 2x از حافظه مجازی صفحه بندی شده سود می برند.

سیستم  صفحه بندی

ساختمان داده ها

برای حافظه  مجازی صفحه بندی شده یونیکس از تعدادی ساختمان داده سود می برد، که با مختصر تغییری، مستقل از ماشین هستند.

-  جدول صفحه : نوعا برای هر فرایند یک جدول صفحه وجود دارد که برای هر صفحه آن فرایند در حافظه  مجازی یک مدخل در نظر گرتفه می شود.

-  توصیفگر بلوک دیسک: برای هر صفحه فرایند یک مدخل در این جدول وجود دارد، که نسخه دیسک از آن صفحه مجازی را توصیف می کند.

-  جدول داد های قاب صفحه : قابهای حافظه اصلی را توصیف می کند و شاخص آن شماره قاب است.

شرح فرایند

در یونیکس هر فرایند مجموعه پیچیده ای از ساختمان داده هایی است که تمام اطلاعات لازم برای مدیریت و توزیع وقت پردازنده به فرایند ها را در اختیار سیستم  عامل قرار می دهد.

جدول؟ عناصر تصویر فرایند را که در سه بخش متن سطح کاربر متن ثابت و متن سطح سیستم  سازماندهی شده خلاصه کرده است.

متن سطح کاربر حاوی عناصر پایه ای برنامه کاربر است و می تواند مستقیما از پرونده ترجمه شده مقصد تولید گردد. برنامه کاربر به نواحی داده ها و متن برنامه تفکیک شده است. ناحیه متن برنامه فقط خواندنی و برای نگهداری دستوالعملهای برنامه می باشد. هنگامی که فرایندی در حال اجراست پردازنده از ناحیه پشته کاربر، ببرای فراخوانیها و بازگشتهای روبه و برای انتقال پارامتر، استفاده می کند. ناحیه حافظه  مشترک ناحیه داده ای است که با فرایند های دیگر مشترک است.تنها یک نسخه فیزیکی از ناحیه حافظه  مشترک وجود دارد ولی با استفاده از حافظه  مجازی این طور به نظر می رسد که این ناحیه مورد اشتراک از حافظه  در فضای آدرسهای هر یک از فرایند های شریک وجود دارد. وقتی فرایندی در حال اجرا نیست اطلاعات وضعیف پردازنده در ناحیه متن ثابت ذخیره شده است.

کنترل فرایند

ایجاد فرایند در یونیکس به وسیله FORK( ) که یک فراخوانی هسته سیستم  است، صورت می گیرد. وقتی فرایند در خواست FORK می کند، سیستم  عامل اعمال زیر را انجام می دهد:

1- برای فرایند جدید عنصری در جدول فرایند تخصیص می دهد

2- یک شناسه یکتا برای این فرایند فرزند در نظر می گیرد.

3- یک کپی از تصویر فرایند پدر (به استثنای حافظه های مشترک) ایجاد می کند.

4- شمارنده های پرونده هایی که متعلق به پدر بود را افزایش می دهد (مبنی بر اینکه آن پرونده ها متعلق به یک فرایند دیگر هم هستند).

5- فرایند فرزند را در حالت آماده اجرا قرار می دهد.

6- شماره شناسنامه فرزند را به فرایند پدر و مقدار صفر را به فرایند فرزند برمی گرداند.