POSIX: Prehľad

Rozhranie POSIX (Portable Operating System Interface) je štandard IEEE, ktorý pomáha kompatibilite a prenosnosti medzi operačnými systémami. Teoreticky by mal byť zdrojový kód kompatibilný s POSIX bezproblémovo prenosný. V skutočnom svete prechod aplikácií často naráža na problémy špecifické pre systém. Zhoda s POSIXom však zjednodušuje prenos aplikácií, čo môže viesť k úspore času. Vývojári by sa teda mali oboznámiť so základmi tohto široko používaného štandardu.

História POSIXu

Prvotní programátori museli pre každý nový počítačový model prepísať svoje aplikácie od nuly. Ale IBM System / 360 to zmenilo. V roku 1964 predstavila operačný systém OS / 360. Spoločnosť IBM začala používať rovnakú hardvérovú architektúru, aby umožnila novým modelom opätovné použitie rovnakého operačného systému. Prítomnosť spoločného OS na viacerých počítačoch nastavila prvý stupeň prenosnosti aplikácií.

Koncom 60. rokov 20. storočia príchod systému UNIX otvoril nové možnosti. Za počiatočný vývoj tohto nového operačného systému boli zodpovedné Bell Labs spoločnosti AT&T. Mohlo by to bežať na strojoch od viacerých dodávateľov. Ale UNIX začal rozdvojovať rôzne príchute. Okrem systému AT&T System V existovali spoločnosti Berkeley Software Distribution (BSD), Xenix a ďalšie. Nebolo ľahké preniesť sa cez tieto príchute. Sľub prenosnosti aplikácií narazil na poriadny kus cesty. V nasledujúcich desaťročiach by zavedenie nových operačných systémov len skomplikovalo prenos aplikácií naprieč hardvérom, operačnými systémami a dodávateľmi.

Štandard POSIX bol vyvinutý v 80. rokoch minulého storočia s cieľom vyriešiť problém s prenosnosťou. Tento štandard bol definovaný na základe systémov V a BSD Unix. POSIX nedefinuje operačný systém, iba definuje rozhranie medzi aplikáciou a operačným systémom. Programátori majú slobodu napísať svoj operačný systém a aplikáciu tak, ako chcú, pokiaľ je dodržané rozhranie medzi nimi. Pretože POSIX je nezávislý od hardvéru, operačného systému alebo dodávateľa, je ľahšie dosiahnuť prenosnosť aplikácie.

Prvý štandard POSIX bol vydaný v roku 1988. Formálne sa volala IEEE Standard 1003.Rozhranie prenosného operačného systému 1-1988 pre počítačové prostredie “. V roku 1990 bola vydaná medzinárodná verzia rovnakého štandardu s malými obmenami ako ISO / IEC 9945-1: 1990 Informačné technológie - Rozhranie prenosného operačného systému (POSIX) - Časť 1: Rozhranie aplikačných programov systému (API).

POSIX bol pôvodne rozdelený do niekoľkých štandardov:

POSIX.1: Základné služby
POSIX.1b: Rozšírenia v reálnom čase
POSIX.1c: Rozšírenia nití
POSIX.2: Shell a utility

Po roku 1997 priniesla skupina Austin všetky štandardy pod jediný dáždnik. Odvtedy verzie POSIX.1-2001 (tiež známy ako IEEE Std 1003.1-2001), POSIX.1-2004 (tiež známy ako IEEE Std 1003.1-2004) a POSIX.1-2008 (tiež známe ako IEEE Std 1003.1-2008).

Príklady niektorých systémov kompatibilných s POSIX sú AIX, HP-UX, Solaris a MacOS (od 10.5 Leopard). Na druhej strane Android, FreeBSD, Linuxové distribúcie, OpenBSD, VMWare atď., dodržujú väčšinu štandardu POSIX, ale nie sú certifikované.

Základy POSIX

POSIX.Štandardné dohody 1-2008 sa zaoberajú štyrmi hlavnými oblasťami:

1. Objem základnej definície: Všeobecné pojmy, koncepcie a rozhrania.
2. Objem systémových rozhraní: Definície funkcií a podprogramov systémových služieb. Zahŕňa tiež prenosnosť, spracovanie chýb a zotavenie po chybe.
3. Objem shell a utility: Definícia rozhraní ľubovoľnej aplikácie s príkazovými príkazmi a bežnými obslužnými programami.
4. Zdôvodnenie: Obsahuje informácie a históriu pridaných alebo zahodených prvkov a odôvodnenie rozhodnutí.

Norma nezahŕňa grafická rozhrania, databázové rozhrania, prenosnosť objektov / binárnych kódov, konfigurácie systému, úvahy o vstupoch a výstupoch alebo dostupnosť zdrojov.

Niektoré z hlavných princípov návrhu POSIX sú:

• POSIX je vytvorený s cieľom uľahčiť prenosnosť aplikácií. Nie je to teda iba pre systémy UNIX. Systémy iné ako UNIX môžu byť kompatibilné aj s POSIX.
• Norma nediktuje vývoj aplikácie alebo operačného systému. Definuje iba zmluvu medzi nimi.
• Zdrojový kód aplikácie kompatibilný s POSIX by mal byť schopný bežať na mnohých systémoch, pretože štandard je definovaný na úrovni zdrojového kódu. Norma však nezaručuje prenosnosť na úrovni ľubovoľného objektu alebo binárneho kódu. Takže binárny spustiteľný súbor nemusí fungovať ani na podobných počítačoch s identickým hardvérom a operačnými systémami. Norma sa zaoberá iba prenosnosťou zdrojového kódu.
• POSIX je napísaný v zmysle štandardu C. Vývojári ho však môžu implementovať v akomkoľvek jazyku, ktorý sa im páči.
• Norma sa zaoberá iba aspektmi operačného systému, ktorý interaguje s aplikáciami.
• Norma je stručná, pokiaľ ide o dĺžku a širokú, pokiaľ ide o rozsah, aby pokryla veľké množstvo systémov.
• POSIX bol navrhnutý s cieľom zjednodušiť prenosnosť. Z dlhodobého hľadiska to teda ušetrí čas a peniaze. Ak však vaše aplikácie nie sú kompatibilné s POSIX, môže to na začiatku vyžadovať značné investície času a zdrojov.

Vývoj aplikácií POSIX

Účelom POSIXu bolo zlepšiť prenosnosť. Keď váš zdrojový kód zodpovedá štandardu, môžete ľahko zostaviť a spustiť kód na inom počítači. Ak je však POSIX definovaný ako všeobecná požiadavka na aplikáciu, môže to spôsobiť zmätok. Plným štandardom POSIX je viac ako 4000 stránok s viac ako 1350 rozhraniami. Nemá zmysel všetko implementovať. Každý projekt by mal definovať aspekty POSIXu, ktoré vyhovejú konkrétnym požiadavkám.

Vo vývojovej komunite panujú mylné predstavy, že štandard POSIX je starý a nepodstatný. Nie je to pravda. POSIX je živý dokument, ktorý skupina Austin pravidelne aktualizuje. Ktokoľvek sa môže pripojiť k skupine a podieľať sa na zlepšovaní štandardu. Tento štandard sa aktívne používa na dnešných serveroch, pracovných staniciach, smerovačoch, mobilných zariadeniach, vstavaných systémoch a ďalších. Používa sa pre stroje UNIX a Linux.

Vývojári by si však mali uvedomiť, že štandard POSIX má problémy. Každú chybu, ktorú objavíte, môžete nahlásiť spoločnosti Austin Group a bude skontrolovaná pri najbližšej revízii.

Záver
POSIX sa na prvý pohľad môže zdať skľučujúci. Vývojári aplikácií by sa napriek tomu mali oboznámiť so základmi, pretože sa z času na čas vysunú ako požiadavka. Vzhľadom na veľký rozsah normy nie je možné stať sa expertom na celý dokument. Vývojári sa môžu obrátiť na komunity UNIX a Linux a dozvedieť sa viac. Komunity môžu odpovedať na vaše otázky a poskytnúť vám lepšiu predstavu o tom, ktorá časť normy bude pre váš projekt relevantná.

Ďalšie štúdium:

• Celý dokument POSIX
• Často kladené otázky o POSIXe
• Austin Common Standards Revision Group

Referencie:

• Často kladené otázky o POSIXe, skupina Austin
• Austin Group
• Dokument 7542098 /
• Koncepty systémových služieb POSIX a UNIX
• Dokument OpenGroup 9699919799
• Čo je POSIX?, Indiana University
• Standards Docs @ open-std.org
• Bill Gallmeister, programovací sprievodca Posix
• Sprievodca programátormi POSIX, Donald Lewine
• StackOverflow Čo je Posix
• História Uniuxu, darwinsys.com
• Austin Open Group, papier Posix
• Wikipedia POSIX