Schichtarchitektur von UNIX -Betriebssystemen
Das UNIX -Betriebssystem basiert auf einer geschichteten Architektur, in der verschiedene Funktionen in unterschiedliche Schichten eingeteilt werden und jeweils Dienste für die Ebene darüber erbringen. Dieses modulare Design ermöglicht:
* Klare Trennung von Bedenken: Jede Schicht konzentriert sich auf einen bestimmten Satz von Aufgaben und erleichtert die Entwicklung und Wartung.
* erhöhte Flexibilität: Ebenen können unabhängig voneinander geändert oder ersetzt werden, ohne andere Teile des Systems zu beeinflussen.
* Verbesserte Sicherheit: Jede Schicht wirkt als Barriere und verhindert den unbefugten Zugang zu niedrigeren Schichten.
Hier ist eine Aufschlüsselung der typischen Schichten in einem Unix-ähnlichen System:
1. Hardwareschicht:
* Dies ist die Grundlage des Systems und bietet grundlegenden Zugriff auf die Ressourcen des Computers, z. B. die CPU-, Speicher-, Speicher- und I/A -Geräte.
* Diese Schicht interagiert direkt mit der physischen Hardware und ist für Aufgaben auf niedriger Ebene wie Interrupt-Handhabung, Speichermanagement und Gerätetreiber verantwortlich.
2. Kernelschicht:
* Der Kernel sitzt oben auf der Hardware -Ebene und fungiert als Kern des Betriebssystems.
* Es verwaltet die Ressourcen des Systems, bietet wesentliche Dienste wie Prozessverwaltung, Speicherzuordnung, Dateisystemverwaltung und -planung sowie Systemanrufe von Benutzeranwendungen.
* Der Kernel ist für die Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien und die Gewährleistung der Stabilität und Integrität des Systems verantwortlich.
3. Systemaufrufschicht:
* Diese Ebene bietet eine gut definierte Schnittstelle für Benutzerprogramme, um mit dem Kernel zu interagieren.
* Es ermöglicht Anwendungen, bestimmte Dienste aus dem Kernel über Systemaufrufe anzufordern und eine kontrollierte und sichere Möglichkeit für Programme zu gewährleisten, auf Systemressourcen zuzugreifen.
4. Schalenschicht:
* Die Shell fungiert als Dolmetscher und bietet eine Befehlszeilenschnittstelle für Benutzer, die mit dem Betriebssystem interagieren können.
* Es übersetzt Benutzerbefehle in Systemaufrufe, führt sie aus und zeigt Ergebnisse an.
* Beliebte Muscheln sind Bash, ZSH und CSH.
5. Benutzeranwendungen Ebene:
* Diese Ebene umfasst alle auf dem System ausgeführten Softwareanwendungen, von einfachen Texteditoren bis hin zu komplexen Datenbankverwaltungssystemen.
* Sie verlassen sich auf die unteren Schichten, um auf Systemressourcen zuzugreifen und ihre Aufgaben auszuführen.
6. Bibliothekenschicht:
* Diese Ebene enthält vorgeschriebene Codemodule, die von Benutzeranwendungen verwendet werden können.
* Diese Bibliotheken bieten Funktionen wie Eingabe-/Ausgangsbeschaffung, Netzwerk, String -Manipulation und Grafikwiedergabe an.
Beispiel:
Stellen Sie sich einen Benutzer vor, der den Befehl "ls -l" in einem Terminal eingreift. Dieser Befehl durchläuft die folgenden Ebenen:
1. Schichtschicht: Die Shell interpretiert den Befehl und bereitet einen Systemaufruf für den Kernel vor.
2. Systemanrufschicht: Die Shell sendet den Systemanruf an den Kernel, um Dateiinformationen abzurufen.
3. Kernelschicht: Der Kernel greift auf das Dateisystem zu, ruft die Informationen ab und sendet sie an die Shell zurück.
4. Shell -Schicht: Die Shell formatiert die Daten und zeigt sie dem Benutzer an.
Key Takeaways:
* Die geschichtete Architektur bietet eine strukturierte und organisierte Möglichkeit, ein Betriebssystem zu entwerfen und zu bauen.
* Jede Schicht bietet einen bestimmten Satz von Funktionen und Diensten, die modulare Entwicklung und Wartung ermöglichen.
* Diese Architektur trägt zur Sicherheit bei, indem verschiedene Komponenten isoliert und der Zugriff auf Ressourcen kontrolliert werden.
* Das Verständnis der geschichteten Architektur von UNIX ist für Systemadministratoren und Entwickler von entscheidender Bedeutung, um Anwendungen in der UNIX -Umgebung effizient zu verwalten und zu entwickeln.
Hinweis: Dies ist eine vereinfachte Übersicht, und die tatsächlichen Schichten und ihre Interaktionen können je nach spezifischer Unix -Verteilung komplexer sein.
