Платформенно-независимый интерфейс POSIX

POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments) – плат-форменно независимый системный интерфейс для компьютерного окружения. Это стандарт IEEE, описывающий системные интерфейсы для открытых опера­ционных систем, в том числе оболочки, утилиты и инструментарии. Помимо этого, согласно POSIX, стандартизированными являются задачи обеспечения безопасности, задачи реального времени, процессы администрирования, сетевые функции и обработка транзакций. Стандарт базируется на UNIX-системах, но допускает реализацию и в других ОС.

POSIX возник как попытка всемирно известной организации IEEE2 пропаганди­ровать переносимость приложений в UNIX-средах путём разработки абстрактного, платформенно-независимого стандарта. Однако POSIX не ограничивается только UNIX-системами; существуют различные реализации этого стандарта в системах, которые соответствуют требованиям, предъявляемым стандартом IEEE Standard 1003.1-1990 (POSIX.1). Например, известная ОС реального времени QNX соответствует спецификациям этого стандарта, что облегчает перенос приложе­ний в эту систему, но UNIX-системой не является ни в каком виде, ибо её архи­тектура использует абсолютно иные принципы.

Этот стандарт подробно описывает VMS (virtual memory system, систему вирту­альной памяти), многозадачность (МРЕ, multiprocess executing) и технологию переноса операционных систем (CTOS). Таким образом, на самом деле POSIX представляет собой множество стандартов, именуемых POSIX.1 – POSIX.12.

 

Таблица 5.1. Семейство стандартов POSIX

Стандарт	Стандарт ISO	Краткое описание
POSIX.0	Нет	Введение в стандарт открытых систем. Данный документ не является стандартом в чистом виде, а представляет собой рекомендации и краткий обзор технологий
POSIX.1	Да	Системный API (язык С)
POSIX.2	Нет	Оболочки и утилиты (одобренные IEEE)
POSIX.3	Нет	Тестирование и верификация
POSIX.4	Нет	Задачи реального времени и нити
POSIX.5	Да	Использование языка ADA применительно к стандарту POSIX.1
POSIX.6	Нет	Системная безопасность
POSIX.7	Нет	Администрирование системы
POSIX.8	Нет	Сети «Прозрачный» доступ к файлам Абстрактные сетевые интерфейсы, не зависящие от физических протоколов RPC (remote procedure calls, вызовы удаленных процедур) Связь системы с протоколо-зависимыми приложениями
POSIX.9	Да	Использование языка FORTRAN применительно к стандарту POSIX. 1
POSIX.10	Нет	Super-computing Application Environment Profile (AEP)
POSIX.11	Нет	Обработка транзакций АЕР
POSIX. 12	Нет	Графический интерфейс пользователя (GUI)

В табл. 5.1 приведены основные направления, описываемые данными стандартами. Следует также особо отметить, что POSIX.1 предполагает язык С как основной язык описания системных функций API.

Таким образом, программы, написанные с соблюдением данных стандартов, будут одинаково выполняться на всех POSIX-совместимых системах. Однако стандарт в некоторых случаях носит лишь рекомендательный характер. Часть стандартов описана очень строго, тогда как другая часть только поверхностно раскрывает основные требования. Нередко программные системы заявляются как POSIX–совместимые, хотя таковыми их назвать нельзя. Причины кроются в формально­сти подхода к реализации POSIX-интерфейса в различных ОС. На рис. 5.1 изо­бражена типовая схема реализации строго соответствующего POSIX приложе­ния.

Рис.5.1. Приложения, строго соответствующие стандарту POSIX

Из рис.5.1 видно, что для взаимодействия с операционной системой программа использует только библиотеки POSIX.1 и стандартную библиотеку RTL языка С, в которой возможно использование лишь 110 различных функций, также описанных стандартом POSIX.1.

К сожалению, достаточно часто с целью увеличить производительность той или иной подсистемы либо из соображений введения фирменных технологий, кото­рые ограничивают использование приложения соответствующей операционной, средой, при программировании используются другие функции, не отвечающие стандарту POSIX.

Реализации POSIX API на уровне операционной системы различны. Если UNIX-системы в своём абсолютном большинстве изначально соответствуют специфи­кациям IEEE Standard 1003.1-1990, то WinAPI не является POSIX–совместимым. Однако для поддержки данного стандарта в операционной системе MS Windows NT введен специальный модуль поддержки POSIX API, работающий на уровне привилегий пользовательских процессов. Данный модуль обеспечивает конвертацию и передачу вызовов из пользовательской программы к ядру систе­мы и обратно, работая с ядром через WinAPI. Прочие, приложения, написанные с использованием WinAPI, могут передавать информацию POSIX-приложениям через стандартные механизмы потоков ввода/вывода (stdin, stdout) [97].

 

Пример программирования в различных API ОС

Для наглядной демонстрации принципиальных различий API наиболее популяр­ных современных операционных систем для ПК рассмотрим простейший пример, в котором реализуется следующая задача.

Постановка задачи: необходимо подсчитать количество пробелов в текстовых фай­лах, имена которых должны указываться в командной строке. Рассмотрим два варианта программы, решающей эту задачу, – для Windows (с использованием WinAPI) и для Linux (POSIX API).

Поскольку нас интересует работа с параллельными задачами, пусть при выпол­нении программы для каждого перечисленного в командной строке файла созда­ётся свой процесс или задача (тред), который параллельно с другими процессами (тредами) производит работу по подсчёту пробелов в «своём» файле. Результа­том работы программы будет являться список файлов с подсчитанным количест­вом пробелов для каждого.

Следует обратить особое внимание на то, что приведенная ниже конкретная реа­лизация данной задачи не является единственно возможной. В обеих рассматриваемых операционных системах существуют различные методы как работы с файловой системой, так и управления процессами. В данном случае рассматривается только один, но наиболее характерный для соответствующего API вариант.

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. ГЛАВА 5 Архитектура операционных систем и интерфейсы прикладного
2. Графические аппаратно-программные интерфейсы
3. Добавление методов интерфейса
4. Изучение интерфейса ППП Design/IDEF 3.7. Построение модели процессов в информационной системе в стандарте IDEF0.
5. Интерфейс прикладного программирования
6. Интерфейсной части проекта VBA
7. Использование цвета при проектировании пользовательского интерфейса
8. Методы, которые реализуют API-интерфейс сокетов
9. Настройка IP адресов интерфейсов
10. Основные элементы интерфейса главного окна при объёмном моделировании
11. Платформенно-независимый интерфейс CGI