Искусство программирования для Unix - Реймонд Эрик Стивен

Unix-подобные средства оболочки, наборы команд и библиотечные API-интерфейсы доступны в Windows посредством библиотек сторонних разработчиков, включая UWIN, Interix и библиотеку с открытым исходным кодом Cygwin.

3.2.5. BeOS

Компания Be Inc. была основана в 1989 году как производитель аппаратного обеспечения в виде передовых многопроцессорных машин на основе микросхем PowerPC. Операционная система BeOS была попыткой компании Be повысить стоимость аппаратного обеспечения путем создания новой, сетевой модели операционной системы, учитывающей уроки Unix и MacOS, но не являющейся подобием одной из них. В результате появилась изящная, ясная и интересная конструкция с превосходной производительностью в предопределенной для нее роли мультимедийной платформы.

Унифицирующими идеями данной BeOS были "заполняющая параллельная обработка" (pervasive threading), мультимедийные потоки и файловая система, выполненная в виде базы данных. BeOS была спроектирована для минимизации задержек в ядре, что делало его применимым для обработки в реальном времени больших объемов таких данных, как аудио- и видео-потоки. "Пареллельные процессы" (threads) BeOS по существу были легковесными процессами в терминологии Unix, так как они поддерживали локальную память процесса и, следовательно, не обязательно совместно использовали все адресное пространство. Межпроцессный обмен данными посредством совместно используемой памяти был быстрым и эффективным.

BeOS придерживалась модели Unix в том, что не имела файловой структуры выше байтового уровня. Подобно MacOS, операционная система BeOS поддерживала и использовала атрибуты файлов. По сути, файловая система BeOS была базой данных с возможностью индексации по любому атрибуту.

Одним из элементов, заимствованных BeOS у Unix, была логичная конструкция внутренних границ. В описываемой системе полностью использовался блок MMU, и работающие процессы были надежно изолированы друг от друга. Несмотря на то, что BeOS представлялась как однопользовательская операционная система (без необходимости регистрации в системе), в ее файловой системе и во всем внутреннем устройстве поддерживались Unix-подобные группы привилегий. Они использовались для защиты важнейших системных файлов от воздействия ненадежного кода. В терминологии Unix пользователь во время загрузки регистрировался в системе как анонимный гость, а другим единственным "пользователем" был root. Полная многопользовательская функциональность потребовала бы небольших изменений в верхних уровнях системы и по сути была представлена утилитой BeLogin.

BeOS более стремилась к использованию двоичных форматов файлов и собственной базе данных, встроенной в файловую систему, чем к Unix-подобным текстовым форматам.

Предпочтительным стилем пользовательского интерфейса был GUI и он весьма склонялся к опыту MacOS в области дизайна интерфейсов. Вместе с тем также полностью поддерживались CLI-интерфейс и сценарии. Оболочкой командной строки была перенесенная с Unix программа bash(1), доминирующая Unix-оболочка с открытым исходным кодом, работающая посредством библиотеки совместимости POSIX. Благодаря такой конструкции, преобразование программного обеспечения Unix CLI было очень простым. В системе присутствовала инфраструктура для поддержки всего разнообразия сценариев, фильтров и служебных демонов, сопутствующих Unix-модели.

BeOS была предназначена для работы в качестве клиентской операционной системы, специализирующейся на обработке мультимедийных данных (особенно обработке звука и видео) почти в реальном времени. Целевая аудитория данной системы включала в себя технических и деловых конечных пользователей, предполагающих умеренную толерантность к сложности интерфейса.

Препятствия на пути к разработке BeOS-приложений были небольшими. Несмотря на то, что операционная система была частной, средства разработки были недорогими, и доступ к полной документации не представлял сложности. Проект BeOS начался как часть усилий по освобождению от аппаратного обеспечения Intel с RISC-технологией, и после взрывного роста Internet продолжался исключительно как программный проект. Его стратеги изучили опыт периода формирования Linux в начале 90-х годов и были полностью осведомлены о значении крупной базы любительской разработки. Фактически они преуспели в привлечении верных последователей; в 2003 году не менее пяти отдельных проектов пытались возродить операционную систему BeOS в открытом исходном коде.

К сожалению, в отличие от технического дизайна, окружавшая BeOS бизнес-стратегия была не столь мудрой. Программное обеспечение BeOS первоначально было привязано к специализированному аппаратному обеспечению и продавалось только с неопределенными указаниями о целевых приложениях. Позднее (в 1998 году) операционная система BeOS была перенесена на общее аппаратное обеспечение PC, а мультимедийным приложениям было уделено более пристальное внимание, но система так и не привлекла критическую массу приложений или пользователей. Наконец, в 2001 году BeOS уступила комбинации антиконкурентного маневрирования Microsoft (судебный процесс продолжался в 2003 году) и конкуренции со стороны вариантов операционной системы Linux, адаптированных для обработки мультимедиа.

3.2.6. MVS

MVS (Multiple Virtual Storage) — ведущая операционная система IBM для мэйнфреймов корпорации. Ее происхождение связывают с OS/360, операционной системой IBM, появившейся в середине 60-х годов прошлого века. IBM планировала, что данная система будет использоваться клиентами на новых в то время компьютерных системах System/360. Потомки этого кода остаются основой сегодняшних операционных систем для мэйнфреймов IBM. Хотя код был почти полностью переписан, основная конструкция осталась почти совершенно нетронутой. Обратная совместимость поддерживается настолько тщательно, что приложения, написанные для OS/360, работают без модификаций в MVS для 64-битовых мэйнфреймов z/Series, появившихся на 3 архитектурных поколения позже.

Из всех рассматриваемых здесь операционных систем только MVS может считаться более старшей, чем Unix. Данная система также менее остальных подверглась влиянию идеи и технологии Unix и представляет надежнейшую конструкцию, противоположную последней. Унифицирующей идеей MVS является то, что вся работа формируется в виде пакета. Система разработана для наиболее эффективного использования машины для пакетной обработки больших объемов данных с минимальной необходимостью взаимодействия с пользователями.

Собственные MVS-терминалы (серии 3270) функционируют только в режиме блокировки. Пользователю предоставлен экран, который он заполняет, модифицируя локальную память терминала. Прерывание не происходит до тех пор, пока пользователь не нажмет клавишу отправки. Взаимодействие с помощью командной строки, подобное Unix-режиму непосредственного ввода данных с клавиатуры, невозможно.

Оснастка TSO, ближайший эквивалент интерактивной среды Unix, ограничена в собственных возможностях. Каждый пользователь TSO представлен остальной системе в виде условного пакетного задания. Данное средство является настолько дорогим, что круг его пользователей обычно ограничен программистами и обслуживающим персоналом. Обычно пользователи, которым необходимо только запускать приложения из терминала, почти никогда не используют TSO. Вместо этого они работают через мониторы транзакций, которые являются одним из видов многопользовательского сервера приложений, поддерживающего невытесняющую многозадачность и асинхронный ввод-вывод. В сущности, каждый вид монитора транзакций представляет собой специализированный дополнительный модуль разделения времени (отчасти подобный Web-cepeepy, выполняющему CGI-программу).

Другое следствие архитектуры, ориентированной на пакетную обработку, заключается в том, что создание подпроцессов является медленной операцией. В данной системе намеренно большая пропускная способность достигается ценой дорогостоящей установки (и связанной с этим задержки). Подобный подход хорошо соответствует пакетным операциям, но плохо сказывается на интерактивном отклике. Предсказуемым результатом является то, что сегодняшние пользователи TSO почти все время проводят в диалоговой интерактивной среде, ISPF. В редких случаях программисты делают что-либо внутри собственной среды TSO за исключением запуска экземпляра ISPF. Это устраняет издержки создания дочерних процессов ценой введения очень большой программы, которая выполняет все, кроме включения кофеварки.