Το λειτουργικό σύστημα UNIX είναι χτισμένο σε μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική, όπου διαφορετικές λειτουργίες ομαδοποιούνται σε ξεχωριστά στρώματα, καθένα από τα οποία παρέχει υπηρεσίες στο στρώμα πάνω από αυτό. Αυτός ο αρθρωτός σχεδιασμός επιτρέπει:
* Καθαρισμός διαχωρισμού ανησυχιών: Κάθε στρώμα επικεντρώνεται σε ένα συγκεκριμένο σύνολο εργασιών, διευκολύνοντας την ανάπτυξη και τη συντήρηση.
* Αυξημένη ευελιξία: Τα στρώματα μπορούν να τροποποιηθούν ή να αντικατασταθούν ανεξάρτητα χωρίς να επηρεαστούν άλλα μέρη του συστήματος.
* Βελτιωμένη ασφάλεια: Κάθε στρώμα λειτουργεί ως εμπόδιο, εμποδίζοντας την μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε χαμηλότερα στρώματα.
Ακολουθεί μια ανάλυση των τυπικών στρωμάτων σε ένα σύστημα που μοιάζει με UNIX:
1. Στρώμα υλικού:
* Αυτό είναι το θεμέλιο του συστήματος, παρέχοντας βασική πρόσβαση στους πόρους του υπολογιστή, όπως η CPU, η μνήμη, η αποθήκευση και οι συσκευές I/O.
* Αυτό το στρώμα αλληλεπιδρά άμεσα με το φυσικό υλικό και είναι υπεύθυνο για εργασίες χαμηλού επιπέδου, όπως το χειρισμό διακοπής, τη διαχείριση μνήμης και τους οδηγούς συσκευών.
2. Στρώμα πυρήνα:
* Ο πυρήνας κάθεται πάνω από το στρώμα υλικού και ενεργεί ως πυρήνας του λειτουργικού συστήματος.
* Διαχειρίζεται τους πόρους του συστήματος, παρέχει βασικές υπηρεσίες όπως η διαχείριση των διαδικασιών, η κατανομή της μνήμης, η διαχείριση του συστήματος αρχείων και ο προγραμματισμός και χειρίζονται κλήσεις συστήματος από εφαρμογές χρηστών.
* Ο πυρήνας είναι υπεύθυνος για την επιβολή πολιτικών ασφαλείας και την εξασφάλιση της σταθερότητας και της ακεραιότητας του συστήματος.
3. Στρώμα κλήσης συστήματος:
* Αυτό το στρώμα παρέχει μια σαφώς καθορισμένη διεπαφή για τα προγράμματα χρηστών να αλληλεπιδρούν με τον πυρήνα.
* Επιτρέπει στις εφαρμογές να ζητούν συγκεκριμένες υπηρεσίες από τον πυρήνα μέσω κλήσεων συστήματος, εξασφαλίζοντας έναν ελεγχόμενο και ασφαλή τρόπο για τα προγράμματα πρόσβασης σε πόρους του συστήματος.
4. Στρώμα κελύφους:
* Το κέλυφος λειτουργεί ως διερμηνέας, παρέχοντας μια διεπαφή γραμμής εντολών για τους χρήστες να αλληλεπιδρούν με το λειτουργικό σύστημα.
* Μεταφράζει τις εντολές χρήστη σε κλήσεις συστήματος, τις εκτελεί και εμφανίζει αποτελέσματα.
* Τα δημοφιλή κοχύλια περιλαμβάνουν bash, zsh και csh.
5. Επίπεδο εφαρμογών χρήστη:
* Αυτό το στρώμα περιλαμβάνει όλες τις εφαρμογές λογισμικού που εκτελούνται στο σύστημα, από απλούς επεξεργαστές κειμένου σε σύνθετα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων.
* Βασίζονται στα κατώτερα στρώματα για να αποκτήσουν πρόσβαση σε πόρους του συστήματος και να εκτελούν τα καθήκοντά τους.
6. Βιβλιοθήκες στρώμα:
* Αυτό το στρώμα παρέχει προ-γραπτές ενότητες κώδικα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από εφαρμογές χρήστη.
* Αυτές οι βιβλιοθήκες προσφέρουν λειτουργίες όπως ο χειρισμός εισόδου/εξόδου, η δικτύωση, η χειραγώγηση των συμβολοσειρών και η απόδοση γραφικών.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε έναν χρήστη που πληκτρολογεί την εντολή "LS -L" σε ένα τερματικό. Αυτή η εντολή περνάει από τα ακόλουθα στρώματα:
1. στρώμα κελύφους: Το κέλυφος ερμηνεύει την εντολή και προετοιμάζει μια κλήση συστήματος για τον πυρήνα.
2. Επίπεδο κλήσης συστήματος: Το κέλυφος στέλνει την κλήση συστήματος στον πυρήνα για να ανακτήσει πληροφορίες αρχείων.
3. στρώμα πυρήνα: Ο πυρήνας έχει πρόσβαση στο σύστημα αρχείων, ανακτά τις πληροφορίες και το στέλνει πίσω στο κέλυφος.
4. στρώμα κελύφους: Το κέλυφος μορφοποιεί τα δεδομένα και τα εμφανίζει στον χρήστη.
Key Takeaways:
* Η πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική παρέχει έναν δομημένο και οργανωμένο τρόπο σχεδιασμού και οικοδόμησης ενός λειτουργικού συστήματος.
* Κάθε στρώμα προσφέρει ένα συγκεκριμένο σύνολο λειτουργιών και υπηρεσιών, επιτρέποντας τη αρθρωτή ανάπτυξη και συντήρηση.
* Αυτή η αρχιτεκτονική συμβάλλει στην ασφάλεια με την απομόνωση διαφορετικών εξαρτημάτων και τον έλεγχο της πρόσβασης σε πόρους.
* Η κατανόηση της πολυεπίπεδης αρχιτεκτονικής του UNIX είναι ζωτικής σημασίας για τους διαχειριστές και τους προγραμματιστές του συστήματος να διαχειρίζονται και να αναπτύσσουν αποτελεσματικά εφαρμογές στο περιβάλλον UNIX.
Σημείωση: Αυτή είναι μια απλοποιημένη επισκόπηση και τα πραγματικά στρώματα και οι αλληλεπιδράσεις τους μπορεί να είναι πιο περίπλοκες ανάλογα με τη συγκεκριμένη κατανομή UNIX.
Πνευματικά δικαιώματα © Γνώση Υπολογιστών Όλα τα δικαιώματα κατοχυρωμένα