Unix
Van Wikipedia
Unix (of UNIX) is een familie van besturingssystemen met multitasking- en multiuser-mogelijkheden voor zeer uiteenlopende typen computers, ontwikkeld door verscheidene fabrikanten en groepen. De eerste versie van Unix werd ontworpen bij Bell Labs in 1969, door (onder anderen) Ken Thompson en Dennis Ritchie.
Unix wordt gekenmerkt door de centrale rol van het bestandssysteem, dat niet alleen gebruikt wordt om bestanden op schijven en andere fysieke media aan te spreken, maar ook randapparatuur en in sommige varianten ook netwerkverbindingen.
Om met het bestandssysteem te werken maakt Unix van oudsher gebruik van een groot aantal kleine, niet-interactieve programma's, die allemaal één zeer specifieke taak verrichten, en die via de shell gecombineerd kunnen worden tot grotere programma's.
Hoewel Unix vaak geassocieerd wordt met een opdrachtregelinterface, zijn grafische gebruikersomgevingen op Unix al sinds begin jaren '80 beschikbaar. Ook Mac OS X, een grafisch besturingssysteem bij uitstek, is "onder de motorkap" een Unixkloon.
Inhoud |
[bewerk] Naam en handelsmerk
De naam Unix wordt vaak met hoofdletters geschreven, maar is geen afkorting. Unix is een woordspeling op de naam van een eerder systeem, Multics (zie verderop). "UNIX" is een geregistreerd handelsmerk van The Open Group; dit consortium verleent het recht om het merk te gebruiken aan producten die voldoen aan de Single UNIX Specification[1]. De meeste systemen die aan deze standaard voldoen stammen af van de "oer-Unix" van Bell Labs, maar er zijn uitzonderingen, waaronder SOX en z/OS.
In de praktijk wordt de naam Unix ook wel gebruikt als generiek handelsmerk (soortnaam), ter aanduiding van alle besturingssystemen die op enigerlei wijze hun oorsprong vinden in het eerste Unixsysteem van Bell Labs. Voor meerdere Unixsystemen wordt wel het pseudo-Latijnse meervoud unices gebruikt.
[bewerk] Werkomgeving
Traditioneel biedt Unix de gebruiker een opdrachtregelinterface, de shell. Deze biedt de gebruiker niet alleen de mogelijkheid om programma's op te starten, maar heeft in feite een complete ingebouwde scripttaal met variabelen en control flow.
Naast de shell beschikken veel Unixen sinds de jaren '80 over grafische vensteromgevingen. Aanvankelijk had elke leverancier zijn eigen vensteromgeving, maar vanaf midden jaren '80 begon het X Window System (kortweg X) langzaam de standaard te worden. Vandaag de dag gebruiken bijna alle Unixen X, behalve Mac OS X (hoewel hiervoor wel een versie van X beschikbaar is, om grafische Unixprogramma's te kunnen draaien die niet specifiek voor OS X geschreven zijn).
[bewerk] Bestandssysteem
Het bestandssysteem van Unix vormt één grote boomstructuur. In tegenstelling tot systemen als MS-DOS en Windows kent Unix dus geen schijfletters; in plaats daarvan wordt een (fysieke of virtuele) schijf aan een bestaande directory gehecht met het commando mount; die directory wordt dan mountpoint genoemd. Als bijvoorbeeld systeembestanden op harde schijf 1 staan, en gebruikersbestanden op schijf 2, dan kan schijf 1 als root (wortel) van het bestandssysteem ingesteld worden, en wordt schijf 2 "gemount" op de directory /home. Deze directory gedraagt zich verder zoveel mogelijk als een gewone directory; de grens tussen beide schijven wordt zoveel mogelijk voor de gebruiker verborgen gehouden.
Bestanden worden op Unix aangeduid met een "pad" dat bestaat uit een aantal namen van directory's, gescheiden door slashes, en uiteindelijk een bestandsnaam. De root wordt aangeduid met /. Als in de root een directory foo staat met daarin een directory bar en daarin een bestand baz, dan kan dit bestand aangeduid worden met /foo/bar/baz. Deze manier van bestanden aanduiden komt ook voor in URL's (die op de Unixconventie gebaseerd zijn).
Een aantal directory's bestaat standaard op vrijwel elk Unixsysteem, de volgende zelfs al sinds eind jaren '70:
- /bin bevat systeemcommando's
- /dev bevat apparaatbestanden (device files; zie hieronder)
- /etc bevat configuratiebestanden (en oorspronkelijk ook programma's voor systeembeheer)
- /lib bevat programmabibliotheken
- /tmp bevat tijdelijke bestanden
- /usr bevat programma's die niet nodig zijn tijdens de opstartfase
Onder /usr bevindt zich weer een hele hiërarchie die gedeeltelijk vergelijkbaar is met de root (zo is er een /usr/bin en een /usr/lib).
Verder heeft elke gebruiker een eigen directory, de homedirectory, die alle privébestanden (documenten, instellingen, programma's) van die gebruiker bevat. Natuurlijk kunnen binnen deze directory weer subdirectory's aangemaakt worden. De homedirectory's zijn weer verzameld in een overkoepelende directory; oorspronkelijk was dit /usr, maar tegenwoordig is het meestal een aparte directory als /home of /users.
De verdeling van programma's over /bin en /usr/bin is gedeeltelijk een historische: op de oudste Unixinstallaties bij Bell Labs waren de harde schijven zo klein (10 à 25 MB) dat de programma's verdeeld moesten worden. Vanaf één schijf werd opgestart, waarna de andere werd gemount.
[bewerk] Koppelingen (links)
Op Unix is het mogelijk een bestand meer dan één naam te geven, door middel van harde en zachte/symbolische koppelingen (hard links en soft of symbolic links).
Een harde koppeling is een koppelingen tussen een bestandsnaam en het onderliggende bestand. Gewoonlijk heeft een bestand één koppeling, en dus één naam, maar nieuwe koppelingen kunnen gemaakt worden met het commando ln:
ln foo bar
maakt een nieuwe koppeling genaamd bar die naar hetzelfde bestand verwijst als foo. Bewerkingen die op de inhoud van foo worden uitgevoerd werken door in bar en vice versa. Alleen het verwijderen van één van beide heeft geen effect op de ander; het verwijderen van en bestand (met het commando rm) verwijdert eigenlijk alleen de koppeling.
Symbolische of zachte koppelingen (symlinks) werken anders. Een symbolische koppeling is een speciaal type bestand dat een verwijzing is naar een ander pad. Ze worden aangemaakt met ln -s:
ln -s foo bar
bar is nu een symlink naar foo. foo hoeft hiervoor geen bestand te zijn; het mag ook een directory zijn, en hoeft zelfs niet te bestaan. bar verwijst alleen naar de naam (het symbool) foo.
[bewerk] Eigendom en permissies
Omdat Unix meerdere gebruikers op hetzelfde systeem toestaat, hebben alle bestanden in het systeem een eigenaar, die bepaalt wie er permissie hebben om een bestand hebben in te lezen, te wijzigen of uit te voeren (in het geval van een programma). Deze rechten worden apart toegekend aan de eigenaar van het bestand (die ze zelf kan wijzigen, maar op deze manier zijn bestanden tegen eigen fouten kan beschermen), de groep van het bestand (een gebruikersgroep waar de eigenaar lid van moet zijn) en alle andere gebruikers op het systeem.
[bewerk] Apparaatbestanden
Unix heeft een vrij aparte manier om randapparatuur aan te spreken: in de directory /dev staan zogenaamde "apparaatbestanden", die gekoppeld zijn aan de apparaten. Op een modern systeem kunnen bijvoorbeeld bestanden met namen als /dev/usb0 (usb1, usb2, ...) aanwezig zijn. Door een dergelijk bestand te openen en de inhoud te lezen of er naar te schrijven, kan met een USB-apparaat gecommuniceerd worden. Voor de gebruiker, en zelfs voor applicatieprogrammeurs gedraagt een apparaatbestand zich als een gewoon bestand, maar "onder de motorkap" worden alle in- en uitvoerhandelingen doorgesluisd naar het corresponderende apparaat.
[bewerk] Geschiedenis
[bewerk] Voorgeschiedenis: Multics
In 1965 ging Bell Labs, de onderzoeksafdeling van de Amerikaanse telecomgigant AT&T, met General Electric en het MIT in zee om samen een besturingssysteem voor de GE-645 te ontwikkelen, dat Multics zou gaan heten. Het project was zeer ambitieus: Multics zou een time-sharing systeem worden, waarop meerdere gebruikers tegelijk interactief konden werken (aan meerdere terminals). Dergelijke faciliteiten waren medio jaren '60 bijzonder geavanceerd: de meeste computers werden gebruikt en geprogrammeerd door middel van ponskaarten. Voor Bell Labs werkten de programmeurs Ken Thompson en Dennis Ritchie aan het project.
Omdat Multics echter niet op tijd aan de eisen van Bell Labs kon voldoen werd de deelname van Bell Labs aan de ontwikkeling van het systeem in april 1969 stopgezet. Het project werd echter wel met succes voortgezet door GE en MIT.[2]
Om te proberen er toch nog wat van te maken, besloten Ritchie en Thompson er een nieuw bestandssysteem voor te schrijven. Dit zou later het bestandssysteem voor Unix worden. Om het concept uit te werken schreef Ken Thompson zelfs een kernel voor de GE-645. Intussen schreef hij ook een spelletje voor deze machine, maar omdat het veel te duur was om te draaien en omdat het niet soepel liep ging hij op zoek naar een andere computer waar het beter op zou draaien. Dat werd een op dat moment ongebruikte PDP-7, een toen al verouderd type minicomputer. Door het programmeren hiervan leerde hij deze machine zo goed kennen dat hij later de kernel overbracht naar deze machine. Later werden er een hoop nieuwe hulpprogramma's geschreven door Ritchie en Thompson en anderen en het systeem ontwikkelde zich steeds meer tot een volwaardig bruikbaar besturingssysteem op de PDP-7. Toen er een naam voor het systeem moest komen werd UNICS voorgesteld (naar verluid door Brian Kernighan[2]), voor Uniplexed Information and Computation Service, een woordspeling op Multics, dat stond voor Multiplexed Information and Computation Service. Uniplexed is een onzinwoord, dat zoiets zou moeten betekenen als "in enen gesplitst". In het Engels klinkt UNICS echter hetzelfde als eunuchs, "eunuchen;" het systeem was dus een "ontmande Multics."[3]
[bewerk] PDP-11
Om te laten zien wat het besturingssysteem waard was werd het in 1971 overgezet naar de PDP-11. Financiering voor dit experiment was beschikbaar omdat de patentenafdeling van Bell Labs een nieuw tekstverwerkingssysteem nodig had; dit zou samen het nieuwe systeem ontwikkeld worden. Intussen was UNICS veranderd in Unix; het precieze moment waarop de naamsverandering werd ingevoerd, en wiens idee dat was, is niet meer te achterhalen.[3]
Al snel probeerde Thompson een compiler voor de destijds universele programmeertaal Fortran te ontwikkelen. Na een tijdje bedacht hij zich echter, en vond hij de programmeertaal B uit, gebaseerd op de eerdere taal BCPL. Deze taal werd door een interpreter uitgevoerd, waardoor programma's relatief traag draaiden. Er werd daarom al snel gewerkt aan een nieuwe gecompileerde taal die C werd genoemd.
[bewerk] Verspreiding buiten Bell Labs
In 1973 werd nagenoeg het hele systeem herschreven in C waardoor het makkelijker overdraagbaar werd naar andere computertypes en er steeds meer gebruikers bij kwamen.[4] Ritchie en Thompson presenteerden het systeem voor het eerst buiten Bell Labs op een informaticacongres te Purdue University, waarna het aan verschillende academia werd geleverd; het systeem was interessant voor onderwijs en onderzoek omdat de volledige broncode met het systeem meegeleverd werd, het conceptueel eenvoudig was, begrijpelijk geïmplementeerd (in een high-level language, C) en bovendien goedkoop: de relatief kleine PDP-11 paste binnen het budget van universiteiten. In dezelfde tijd begonnen binnen en buiten Bell Labs allerlei varianten te ontstaan. Er werd een interne UNIX Support Group opgezet, die later commerciële varianten ging verzorgen.
Unix Versie 6 (V6), van 1975, was de eerste versie die ook buiten Bell Labs veel gebruikt werd: een aantal universiteiten kocht een licentie en maakte eigen Unixvarianten. In 1977 werd Unix voor het eerst overgezet naar een niet-PDP-machine, de Interdata 7/32. Dit werd gedaan door medewerkers van de Universiteit van Wollongong in Australië.
In 1979 kwam Versie 7 uit, misschien wel de belangrijkste versie ooit: praktisch alle latere versies van Unix stammen af van V7. In juni '79 volgde een versie van V7 voor de VAX, genaamd UNIX/32V.
De onderzoeksgroep binnen Bell Labs ontwikkelde Unix verder tot Versie 10, maar de versies na V7 werden buiten Bell Labs nauwelijks gebruikt. Wel kwamen onderdelen van V8 in System V terecht. Na V10 werd Plan 9 ontwikkeld, bedoeld als "opvolger" van Unix.
[bewerk] De jaren '80: commercialisering
AT&T, het moederbedrijf van Bell Labs, had een overeenkomst gesloten met de Amerikaanse overheid waardoor het zich niet in de softwarebranch mocht begeven. Unix werd wel verkocht, via AT&T-dochter Western Electric, maar altijd tegen relatief lage kosten en zonder ondersteuningscontract. Dit maakte het vooral aantrekkelijk voor universiteiten en onderzoeksinstellingen. Ook het feit dat de broncode bij het systeem geleverd werd droeg hier sterk aan bij: gebruikers (onderzoekers en studenten) konden makkelijk zelf aanpassingen aan Unix maken. Dit leidde uiteindelijk tot de BSD-versie.
Ook konden softwarebedrijven een licentie kopen op Unix om een eigen versie op de markt te brengen. In 1980 ontwikkelde Microsoft zo'n versie, op basis van V7, die verkocht werd als Xenix.
In 1982 werd de telecommonopolist AT&T op last van justitie opgesplitst in een aantal kleinere bedrijven. Hiermee was de weg naar de computerindustrie vrij. In hetzelfde jaar bracht AT&T een eerste commerciële variant van Unix op de markt, onder de naam UNIX System III. Er waren geen Systems I en II; de naam is waarschijnlijk gekozen omdat System III gebaseerd was op de intern gebruikte versies UNIX/TS 3.0.1 en CB UNIX 3.
System III werd in 1983 opgevolgd door System V, gebaseerd op UNIX/TS 5.0. Er was geen externe uitgave van System IV[5].
System III en System V leidden tot vele varianten voor verschillende hardwareplatformen, ontwikkeld door softwarebedrijven die daarvoor een licentie van AT&T kochten.
System V werd in 1984 opgevolgd door System V Release 2, ook System V.2 of SVR2 genaamd.
In 1984 waren er over de hele wereld zo'n 10.000 UNIX-installaties die draaiden op vele verschillende machines.
In 1987 kwam System V.3 uit. Deze versie had netwerkondersteuning.
Eind jaren '80 besloten AT&T en Sun Microsystems om System V, BSD, SunOS en Xenix te combineren in één versie, die System V Release 4 (SVR4) genoemd werd. SVR4.0 verscheen in 1990.
[bewerk] GNU en Linux
Door toedoen van Richard Stallman en het door hem opgezette GNU-project ontstond eind jaren tachtig een vrije Unixkloon. In 1991 kwam Linus Torvalds met zijn Linuxkernel, het enige onderdeel dat nog ontbrak om van het GNU-project een compleet besturingssysteem te maken. Linux is tegenwoordig het bekendste vrije besturingssysteem.
[bewerk] Belangrijke Unix-varianten
[bewerk] Enkele belangrijke Unixopdrachten
pwd -- cd -- cat -- cp -- ln -- ls -- mkdir -- mv -- rm -- su
[bewerk] Noten
- ↑ The Open Group (2001) The Single UNIX Specification. URL bezocht op 11 mei 2006.
- ↑ 2,0 2,1 Van Vleck, Thomas H. (1995) Unix and Multics, Multicians.org. URL bezocht op 11 mei 2006.
- ↑ 3,0 3,1 Salus, Peter H. (1994) A Quarter Century of UNIX. Reading, MA: Addison-Wesley.
- ↑ Ritchie, Dennis M. and Ken Thompson (1978) The UNIX Time-Sharing System. Bell System Technical Journal 57(6) deel 2.
- ↑ Salus, Peter H. (2000) 20 Years Ago in UNIX. ;login: 20(4), april 2000.
