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Unix

Unix ( / ˈ j n ɪ k s / , YOO -niks ; marca registrada como UNIX ) es una familia de sistemas operativos informáticos multitarea y multiusuario que derivan del AT&T Unix original, cuyo desarrollo comenzó en 1969 [1] en la Centro de investigación Bell Labs por Ken Thompson , Dennis Ritchie y otros. [4]

Inicialmente pensado para su uso dentro del Bell System , AT&T otorgó licencias de Unix a terceros a fines de la década de 1970, lo que dio lugar a una variedad de variantes de Unix, tanto académicas como comerciales, de proveedores como la Universidad de California, Berkeley ( BSD ), Microsoft ( Xenix ), Sun Microsystems. ( SunOS / Solaris ), HP / HPE ( HP-UX ) e IBM ( AIX ). A principios de la década de 1990, AT&T vendió sus derechos sobre Unix a Novell , que luego vendió la marca UNIX a The Open Group , un consorcio industrial fundado en 1996. Open Group permite el uso de la marca para sistemas operativos certificados que cumplan con el Single Especificación UNIX (SUS).

Las primeras versiones de Unix se ejecutaban en computadoras PDP-11 .

Los sistemas Unix se caracterizan por un diseño modular que a veces se denomina " filosofía Unix ". Según esta filosofía, el sistema operativo debería proporcionar un conjunto de herramientas simples, cada una de las cuales realiza una función limitada y bien definida. [5] Un sistema de archivos unificado y basado en inodos y un mecanismo de comunicación entre procesos conocido como " tuberías " sirven como el principal medio de comunicación, [4] y se utiliza un lenguaje de comandos y secuencias de comandos de shell (el shell Unix ) para combinar los herramientas para realizar flujos de trabajo complejos.

Unix se distingue de sus predecesores por ser el primer sistema operativo portátil : casi todo el sistema operativo está escrito en el lenguaje de programación C , lo que permite a Unix funcionar en numerosas plataformas. [6]

Descripción general

Versión 7 Unix , el antepasado de Research Unix de todos los sistemas Unix modernos

Originalmente, Unix estaba destinado a ser una plataforma conveniente para los programadores que desarrollaban software para ejecutarlo en él y en otros sistemas, en lugar de para los no programadores. [7] [8] [9] El sistema creció a medida que el sistema operativo comenzó a difundirse en los círculos académicos y los usuarios agregaron sus propias herramientas al sistema y las compartieron con colegas. [10]

Al principio, Unix no fue diseñado para ser portátil [6] o para realizar múltiples tareas . [11] Más tarde, Unix ganó gradualmente portabilidad, multitarea y capacidades multiusuario en una configuración de tiempo compartido . Los sistemas Unix se caracterizan por varios conceptos: el uso de texto plano para almacenar datos; un sistema de archivos jerárquico ; tratar dispositivos y ciertos tipos de comunicación entre procesos (IPC) como archivos; y el uso de una gran cantidad de herramientas de software , pequeños programas que se pueden unir a través de un intérprete de línea de comandos usando tuberías , en lugar de usar un único programa monolítico que incluye todas las mismas funciones. Estos conceptos se conocen colectivamente como la " filosofía Unix ". Brian Kernighan y Rob Pike resumen esto en The Unix Programming Environment como "la idea de que el poder de un sistema proviene más de las relaciones entre programas que de los programas mismos". [12]

A principios de la década de 1980, los usuarios comenzaron a ver a Unix como un potencial sistema operativo universal, adecuado para computadoras de todos los tamaños. [13] [14] El entorno Unix y el modelo de programa cliente-servidor fueron elementos esenciales en el desarrollo de Internet y la remodelación de la informática centrada en redes en lugar de computadoras individuales.

Tanto Unix como el lenguaje de programación C fueron desarrollados por AT&T y distribuidos a instituciones gubernamentales y académicas, lo que llevó a que ambos fueran portados a una variedad más amplia de familias de máquinas que cualquier otro sistema operativo.

El sistema operativo Unix consta de muchas bibliotecas y utilidades junto con el programa de control maestro, el kernel . El kernel proporciona servicios para iniciar y detener programas, maneja el sistema de archivos y otras tareas comunes de "bajo nivel" que comparten la mayoría de los programas y programa el acceso para evitar conflictos cuando los programas intentan acceder al mismo recurso o dispositivo simultáneamente. Para mediar en dicho acceso, el núcleo tiene derechos especiales, lo que se refleja en la distinción entre el espacio del núcleo y el espacio del usuario , siendo este último un ámbito de menor prioridad donde operan la mayoría de los programas de aplicación.

Historia

Ken Thompson (sentado) y Dennis Ritchie trabajando juntos en un PDP-11

Los orígenes de Unix se remontan a mediados de la década de 1960, cuando el Instituto Tecnológico de Massachusetts , los Laboratorios Bell y General Electric estaban desarrollando Multics , un sistema operativo de tiempo compartido para la computadora central GE 645 . [15] Multics presentó varias innovaciones , pero también presentó graves problemas. Frustrados por el tamaño y la complejidad de Multics, pero no por sus objetivos, investigadores individuales de Bell Labs comenzaron a retirarse del proyecto. Los últimos en marcharse fueron Ken Thompson , Dennis Ritchie , Douglas McIlroy y Joe Ossanna , [11] quienes decidieron reimplementar sus experiencias en un nuevo proyecto de menor escala. Inicialmente, este nuevo sistema operativo carecía de respaldo organizativo y, además, no tenía nombre.

El nuevo sistema operativo era un sistema de tarea única. [11] En 1970, el grupo acuñó el nombre Unics para Uniplexed Information and Computing Service como un juego de palabras con Multics , que significaba Multiplexed Information and Computer Services . Brian Kernighan se atribuye el mérito de la idea, pero añade que "nadie puede recordar" el origen de la ortografía final Unix . [16] Dennis Ritchie, [11] Doug McIlroy, [1] y Peter G. Neumann [17] también dan crédito a Kernighan.

El sistema operativo fue escrito originalmente en lenguaje ensamblador , pero en 1973, la Versión 4 Unix fue reescrita en C. [11] La versión 4 de Unix, sin embargo, todavía tenía mucho código específico de PDP-11 y no era adecuada para la portabilidad. La primera adaptación a otra plataforma fue una adaptación de la Versión 6, realizada cuatro años después (1977) en la Universidad de Wollongong para Interdata 7/32 , [18] seguida de una adaptación de Bell Labs de la Versión 7 a Interdata 8/32. durante 1977 y 1978. [19]

Bell Labs produjo varias versiones de Unix que se denominan colectivamente Research Unix . En 1975, la primera licencia fuente para UNIX se vendió a Donald B. Gillies en el Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (UIUC). [20]

A finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, la influencia de Unix en los círculos académicos condujo a la adopción a gran escala de Unix ( BSD y System V ) por parte de nuevas empresas comerciales, lo que a su vez llevó a que Unix se fragmentara en múltiples y similares, pero a menudo leves y mutuamente. incompatible: sistemas que incluyen DYNIX , HP-UX , SunOS / Solaris , AIX y Xenix . A finales de la década de 1980, AT&T Unix System Laboratories y Sun Microsystems desarrollaron System V Release 4 ( SVR4 ), que posteriormente fue adoptado por muchos proveedores comerciales de Unix.

En la década de 1990, Unix y los sistemas similares crecieron en popularidad y se convirtieron en el sistema operativo elegido por más del 90% de las 500 supercomputadoras más rápidas del mundo , [21] a medida que las distribuciones BSD y Linux se desarrollaban mediante la colaboración de una red mundial de programadores. . En 2000, Apple lanzó Darwin , también un sistema Unix, que se convirtió en el núcleo del sistema operativo Mac OS X, más tarde rebautizado como macOS . [22]

Los sistemas operativos tipo Unix se utilizan ampliamente en servidores , estaciones de trabajo y dispositivos móviles modernos . [23]

Estándares

El entorno de escritorio común (CDE), parte de la iniciativa COSE

A finales de la década de 1980, un esfuerzo de estandarización de sistemas operativos abiertos ahora conocido como POSIX proporcionó una base común para todos los sistemas operativos; IEEE basó POSIX en torno a la estructura común de las principales variantes competidoras del sistema Unix, publicando el primer estándar POSIX en 1988. A principios de la década de 1990, un consorcio industrial inició un esfuerzo separado pero muy similar, el Common Open Software Environment (COSE). ), que finalmente se convirtió en la Especificación Única UNIX (SUS) administrada por The Open Group . A partir de 1998, Open Group e IEEE iniciaron Austin Group , para proporcionar una definición común de POSIX y la especificación única UNIX, que, en 2008, se había convertido en la especificación base de Open Group.

En 1999, en un esfuerzo por lograr la compatibilidad, varios proveedores de sistemas Unix acordaron el formato ejecutable y vinculable (ELF) de SVR4 como estándar para archivos de código objeto y binario. El formato común permite una compatibilidad binaria sustancial entre diferentes sistemas Unix que operan en la misma arquitectura de CPU.

El estándar de jerarquía del sistema de archivos se creó para proporcionar un diseño de directorio de referencia para sistemas operativos tipo Unix; se ha utilizado principalmente en Linux.

Componentes

El sistema Unix se compone de varios componentes que originalmente estaban empaquetados juntos. Al incluir el entorno de desarrollo, las bibliotecas, los documentos y el código fuente portátil y modificable para todos estos componentes, además del núcleo de un sistema operativo, Unix era un sistema de software autónomo. Ésta fue una de las razones clave por las que surgió como una importante herramienta de enseñanza y aprendizaje y ha tenido una amplia influencia. [¿ según quién? ]

La inclusión de estos componentes no hizo que el sistema fuera grande: la distribución V7 UNIX original, que constaba de copias de todos los binarios compilados más todo el código fuente y la documentación, ocupaba menos de 10 MB y llegaba en una única cinta magnética de nueve pistas . , ganándose su reputación como sistema portátil. [24] La documentación impresa, compuesta a partir de fuentes en línea, estaba contenida en dos volúmenes.

Los nombres y las ubicaciones del sistema de archivos de los componentes de Unix han cambiado sustancialmente a lo largo de la historia del sistema. Sin embargo, muchos consideran la implementación de V7 [¿ quién? ] para tener la estructura temprana canónica:

Impacto

Ken Thompson y Dennis Ritchie , desarrolladores principales de Research Unix
Foto de USENIX 1984, que incluye a Dennis Ritchie (centro)

El sistema Unix tuvo un impacto significativo en otros sistemas operativos. Logró su reputación por su interactividad, al proporcionar el software a un precio nominal para uso educativo, al ejecutarse en hardware económico y por ser fácil de adaptar y trasladar a diferentes máquinas. Unix fue escrito originalmente en lenguaje ensamblador , pero pronto fue reescrito en C , un lenguaje de programación de alto nivel . [26] Aunque esto siguió el ejemplo de CTSS , Multics y Burroughs MCP , fue Unix el que popularizó la idea.

Unix tenía un modelo de archivos drásticamente simplificado en comparación con muchos sistemas operativos contemporáneos: trataba todo tipo de archivos como simples matrices de bytes. La jerarquía del sistema de archivos contenía servicios y dispositivos de máquina (como impresoras , terminales o unidades de disco ), proporcionando una interfaz uniforme, pero a expensas de requerir ocasionalmente mecanismos adicionales como ioctl y indicadores de modo para acceder a características del hardware que no lo hacían. se ajusta al modelo simple de "flujo de bytes". El sistema operativo Plan 9 impulsó este modelo aún más y eliminó la necesidad de mecanismos adicionales.

Unix también popularizó el sistema de archivos jerárquico con subdirectorios anidados arbitrariamente, introducido originalmente por Multics. Otros sistemas operativos comunes de la época tenían formas de dividir un dispositivo de almacenamiento en múltiples directorios o secciones, pero tenían una cantidad fija de niveles, a menudo solo un nivel. Varios sistemas operativos propietarios importantes finalmente agregaron capacidades de subdirectorio recursivo que también siguieron el modelo de Multics. La jerarquía de "grupo, usuario" de RSX-11M de DEC evolucionó a directorios OpenVMS , los volúmenes de CP/M evolucionaron a subdirectorios de MS-DOS 2.0+, y la jerarquía de cuentas de grupo MPE de HP y los sistemas de biblioteca SSP y OS/400 de IBM se plegaron. en sistemas de archivos POSIX más amplios.

Hacer del intérprete de comandos un programa ordinario a nivel de usuario, con comandos adicionales proporcionados como programas separados, fue otra innovación de Multics popularizada por Unix. El shell de Unix utilizaba el mismo lenguaje para los comandos interactivos que para los scripts ( scripts de shell  ; no existía un lenguaje de control de trabajos independiente como el JCL de IBM ). Dado que los comandos del shell y del sistema operativo eran "sólo otro programa", el usuario podía elegir (o incluso escribir) su propio shell. Se podrían agregar nuevos comandos sin cambiar el propio shell. La innovadora sintaxis de línea de comandos de Unix para crear cadenas modulares de procesos de productor-consumidor ( canalizaciones ) hizo que un poderoso paradigma de programación ( corrutinas ) estuviera ampliamente disponible. Muchos intérpretes de línea de comandos posteriores se han inspirado en el shell de Unix.

Una suposición simplificadora fundamental de Unix fue su enfoque en texto delimitado por nueva línea para casi todos los formatos de archivo. No había editores "binarios" en la versión original de Unix: todo el sistema se configuraba mediante secuencias de comandos de shell textuales. El denominador común en el sistema de E/S era el byte, a diferencia de los sistemas de archivos "basados ​​en registros" . El enfoque en el texto para representar casi todo hizo que los pipes de Unix fueran especialmente útiles y fomentó el desarrollo de herramientas simples y generales que podían combinarse fácilmente para realizar tareas ad hoc más complicadas . El enfoque en texto y bytes hizo que el sistema fuera mucho más escalable y portátil que otros sistemas. Con el tiempo, las aplicaciones basadas en texto también han demostrado ser populares en áreas de aplicación, como los lenguajes de impresión ( PostScript , ODF ) y en la capa de aplicación de los protocolos de Internet , por ejemplo, FTP , SMTP , HTTP , SOAP y SIP .

Unix popularizó una sintaxis para expresiones regulares que encontró un uso generalizado. La interfaz de programación Unix se convirtió en la base de un estándar de interfaz de sistema operativo ampliamente implementado (POSIX, ver arriba). El lenguaje de programación C pronto se extendió más allá de Unix y ahora es omnipresente en la programación de sistemas y aplicaciones.

Los primeros desarrolladores de Unix fueron importantes al incorporar los conceptos de modularidad y reutilización a la práctica de la ingeniería de software , generando un movimiento de "herramientas de software". Con el tiempo, los principales desarrolladores de Unix (y de los programas que se ejecutaban en él) establecieron un conjunto de normas culturales para desarrollar software, normas que llegaron a ser tan importantes e influyentes como la propia tecnología de Unix; esto se ha denominado la filosofía Unix .

Los protocolos de red TCP/IP se implementaron rápidamente en las versiones de Unix ampliamente utilizadas en computadoras relativamente económicas, lo que contribuyó a la explosión de Internet en la conectividad mundial en tiempo real y formó la base para implementaciones en muchas otras plataformas.

La política de Unix de extensa documentación en línea y (durante muchos años) fácil acceso a todo el código fuente del sistema aumentó las expectativas de los programadores y contribuyó al lanzamiento del movimiento del software libre en 1983.

Variantes gratuitas de Unix y similares a Unix

Capturas de pantalla de consola de Debian (arriba, una distribución popular de Linux ) y FreeBSD (abajo, un popular sistema operativo similar a Unix )

En 1983, Richard Stallman anunció el proyecto GNU (abreviatura de "GNU's Not Unix"), un esfuerzo ambicioso para crear un sistema de software libre similar a Unix: "libre" en el sentido de que cualquiera que recibiera una copia sería libre de utilizarla. estudiarlo, modificarlo y redistribuirlo. El propio proyecto de desarrollo del kernel del proyecto GNU, GNU Hurd , aún no había producido un kernel funcional, pero en 1991 Linus Torvalds lanzó el kernel de Linux como software libre bajo la Licencia Pública General GNU . Además de su uso en el sistema operativo GNU , muchos paquetes GNU, como la colección de compiladores GNU (y el resto de la cadena de herramientas GNU ), la biblioteca GNU C y las utilidades principales de GNU  , han pasado a desempeñar papeles centrales en otros sistemas Unix libres también.

Las distribuciones de Linux , que consisten en el kernel de Linux y grandes colecciones de software compatible, se han vuelto populares tanto entre los usuarios individuales como en las empresas. Las distribuciones populares incluyen Red Hat Enterprise Linux , Fedora , SUSE Linux Enterprise , openSUSE , Debian , Ubuntu , Linux Mint , OpenMandriva , Slackware Linux , Arch Linux y Gentoo . [27]

Un derivado libre de BSD Unix, 386BSD , fue lanzado en 1992 y dio lugar a los proyectos NetBSD y FreeBSD . Con el acuerdo de 1994 de una demanda interpuesta contra la Universidad de California y Berkeley Software Design Inc. ( USL v. BSDi ) por Unix System Laboratories , se aclaró que Berkeley tenía derecho a distribuir BSD Unix de forma gratuita si así lo deseaba. Desde entonces, BSD Unix se ha desarrollado en varias ramas de productos diferentes, incluidos OpenBSD y DragonFly BSD .

Linux y BSD Unix están cubriendo cada vez más las necesidades del mercado tradicionalmente atendidas por los sistemas operativos propietarios Unix, además de expandirse a nuevos mercados como el de escritorio de consumo y los dispositivos móviles e integrados. Debido al diseño modular del modelo Unix, compartir componentes es relativamente común: la mayoría o todos los sistemas Unix y similares incluyen al menos algo de código BSD, mientras que algunos incluyen utilidades GNU en sus distribuciones.

En una entrevista de 1999, Dennis Ritchie expresó su opinión de que los sistemas operativos Linux y BSD Unix son una continuación de la base del diseño de Unix y son derivados de Unix: [28]

Creo que el fenómeno Linux es bastante encantador, porque se basa fuertemente en las bases que proporcionó Unix. Linux parece estar entre los derivados directos de Unix más saludables, aunque también existen varios sistemas BSD, así como las ofertas más oficiales de los fabricantes de estaciones de trabajo y mainframe.

En la misma entrevista, afirma que ve tanto a Unix como a Linux como "la continuación de ideas que iniciamos Ken, yo y muchos otros, hace muchos años". [28]

OpenSolaris era la contraparte de software libre de Solaris desarrollado por Sun Microsystems , que incluía un kernel con licencia CDDL y un espacio de usuario principalmente GNU . Sin embargo, Oracle descontinuó el proyecto tras la adquisición de Sun, lo que llevó a un grupo de ex empleados de Sun y miembros de la comunidad OpenSolaris a bifurcar OpenSolaris en el núcleo de illusmos . A partir de 2014, illusmos sigue siendo el único derivado activo del System V de código abierto.

ARPANET

En mayo de 1975, RFC 681 describió el desarrollo de Network Unix por parte del Centro de Computación Avanzada de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign . [29] Se decía que el sistema Unix "presentaba varias capacidades interesantes como minihost ARPANET ". En ese momento, Unix requería una licencia de Bell Telephone Laboratories que costaba 20.000 dólares para instituciones no universitarias, mientras que las universidades podían obtener una licencia por una tarifa nominal de 150 dólares. Se señaló que Bell estaba "abierto a sugerencias" para una licencia para toda ARPANET.

El RFC menciona específicamente que Unix "ofrece potentes instalaciones de procesamiento local en términos de programas de usuario, varios compiladores , un editor basado en QED , un sistema de preparación de documentos versátil y un sistema de archivos eficiente con un sofisticado control de acceso, volúmenes montables y desmontables, y un tratamiento unificado de los periféricos como archivos especiales ". Este último permitió que el Programa de control de red (NCP) se integrara dentro del sistema de archivos Unix, tratando las conexiones de red como archivos especiales a los que se podía acceder a través de llamadas de E/S estándar de Unix , lo que incluía el beneficio adicional de cerrar todas las conexiones al salir del programa. en caso de que el usuario no lo haga. Para "minimizar la cantidad de código agregado al kernel básico de Unix ", gran parte del código NCP se ejecutó en un proceso de usuario intercambiable , ejecutándose solo cuando era necesario. [29]

Marca

Matrícula promocional de Digital Equipment Corporation , Jon Hall utiliza la matrícula real.
Estación de trabajo HP 9000 que ejecuta HP-UX , un sistema operativo Unix certificado

En octubre de 1993, Novell , la empresa que poseía los derechos de la fuente Unix System V en ese momento, transfirió las marcas comerciales de Unix a X/Open Company (ahora The Open Group ), [30] y en 1995 vendió el negocio relacionado. operaciones a la Operación Santa Cruz (SCO). [31] [32] Si Novell también vendió los derechos de autor del software real fue objeto de una demanda federal en 2006, SCO v. Novell , que ganó Novell. El caso fue apelado, pero el 30 de agosto de 2011, la Corte de Apelaciones del Décimo Circuito de los Estados Unidos confirmó las decisiones del juicio, cerrando el caso. [33] El proveedor de Unix, SCO Group Inc., acusó a Novell de difamación del título .

El actual propietario de la marca UNIX es The Open Group, un consorcio de estándares industriales. Sólo los sistemas que cumplen totalmente y están certificados según la especificación única de UNIX califican como "UNIX" (otros se denominan " similares a Unix ").

Por decreto de The Open Group, el término "UNIX" se refiere más a una clase de sistemas operativos que a una implementación específica de un sistema operativo; aquellos sistemas operativos que cumplen con la especificación UNIX única de The Open Group deberían poder llevar las marcas comerciales UNIX 98 o UNIX 03 hoy, después de que el proveedor del sistema operativo pague una tarifa de certificación sustancial y regalías anuales de marca a The Open Group. [34] Los sistemas que tienen licencia para utilizar la marca registrada UNIX incluyen AIX , [35] EulerOS , [36] HP-UX , [37] Inspur K-UX , [38] IRIX , [39] macOS , [40] Solaris. , [41] Tru64 UNIX (anteriormente "Digital UNIX" u OSF/1 ), [42] y z/OS . [43] En particular, EulerOS e Inspur K-UX son distribuciones de Linux certificadas como compatibles con UNIX 03. [44] [45]

A veces se utiliza una representación como Un*x , *NIX o *N?X para indicar todos los sistemas operativos similares a Unix. Esto se debe al uso del asterisco ( * ) y el signo de interrogación como indicadores comodín en muchas utilidades. Esta notación también se utiliza para describir otros sistemas similares a Unix que no cumplen con los requisitos de la marca UNIX de Open Group.

El Open Group solicita que UNIX siempre se utilice como adjetivo seguido de un término genérico como sistema para ayudar a evitar la creación de una marca genérica .

Unix era el formato original, [ disputado ] pero el uso de UNIX sigue estando muy extendido porque alguna vez estuvo escrito en versalitas ( Unix ). Según Dennis Ritchie , al presentar el artículo original de Unix en el tercer Simposio de Sistemas Operativos de la Asociación Americana de Maquinaria de Computación (ACM), "teníamos una nueva tipografía y acababan de inventar troff y estábamos embriagados por poder producir pequeñas tapas". [46] Muchos de los predecesores y contemporáneos del sistema operativo usaban letras en mayúsculas, por lo que muchas personas escribieron el nombre en mayúsculas debido a la fuerza de la costumbre. No es un acrónimo. [47]

Los nombres de marcas comerciales pueden ser registrados por diferentes entidades en diferentes países y las leyes de marcas en algunos países permiten que el mismo nombre de marca sea controlado por dos entidades diferentes si cada entidad utiliza la marca en categorías fácilmente distinguibles. El resultado es que Unix se ha utilizado como marca para varios productos, incluidos estanterías, bolígrafos, pegamento embotellado, pañales, secadores de pelo y recipientes para alimentos. [48]

Varias formas plurales de Unix se utilizan casualmente para referirse a múltiples marcas de Unix y sistemas similares. El más común es el Unixes convencional , pero Unices , que trata a Unix como un sustantivo latino de tercera declinación , también es popular. La forma plural pseudoanglosajona Unixen no es común, aunque se ve ocasionalmente. Sun Microsystems , desarrollador de la variante Solaris, ha afirmado que el término Unix es en sí mismo plural, haciendo referencia a sus numerosas implementaciones. [49]

Ver también

Referencias

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