GNU Hurd - Polski Serwis Naukowy

GNU Hurd - jądro systemu operacyjnego opartego na architekturze mikrojądra.

Ściśle technicznie Hurd nie jest jądrem, a jedynie zbiorem uprzywilejowanych serwerów działających w przestrzeni użytkownika i dostarczających takich usług jak system plików, obsługa terminala, dysku czy sieci reszcie systemu. W jądrach monolitycznych sterowniki tego typu znajdują się w jądrze.

Emulator - program komputerowy, który duplikuje funkcje jednego systemu informatycznego w innym, dzięki czemu ów drugi system zwraca te same rezultaty, co pierwszy. Mówimy wtedy, że pierwszy system jest emulowany przez drugi.

Uwierzytelnianie (ang. authentication, niepoprawnie autentykacja) – proces polegający na zweryfikowaniu zadeklarowanej tożsamości osoby, urządzenia lub usługi biorącej udział w wymianie danych.

Nazwa

System, którego jądrem jest Hurd, nazywa się GNU/Hurd (analogicznie do GNU/Linux) albo po prostu GNU, ponieważ Hurd jest częścią tego projektu.

Nazwa "Hurd" jest rekurencyjnym akronimem. Oznacza Hird of Unix-Replacing Daemons, "Hird" natomiast oznacza Hurd of Interfaces Representing Depth.

Dystrybucje

Obecnie używalnymi dystrybucjami z jądrem Hurd - poza ręczną kompilacją systemu - są Debian GNU/Hurd i ArchHurd.

FTP (ang. File Transfer Protocol – Protokół Transferu Plików) – protokół typu klient-serwer, który umożliwia przesyłanie plików z serwera i na serwer poprzez sieć TCP/IP. Protokół ten jest zdefiniowany przez IETF w RFC 959.

System operacyjny (ang. skrót OS Operating System) – oprogramowanie zarządzające sprzętem komputerowym, tworzące środowisko do uruchamiania i kontroli zadań użytkownika.

Zgodność ze standardem POSIX

Hurd jest częściowo zgodny ze standardem POSIX. Najważniejszą niezgodnością jest używanie systemu wątków Cthreads zamiast systemu określonego w standardzie POSIX (Pthreads). Planowane jest porzucenie Cthreads na rzecz Pthreads, tymczasowo istnieje biblioteka emulująca wątki Pthreads na bazie Cthreads.

Unix Time-Sharing System (pisane również jako UNIX, choć nie jest to skrót – nazwa „UNIX” jest kalamburem określenia MULTICS, który był wzorem dla Uniksa) – system operacyjny napisany w 1969 r. w Bell Labs (UNIX System Laboratories, USL) przez Dennisa Ritchie i Kena Thompsona. Rozwijany później w bardzo dynamiczny sposób, co zaowocowało powstaniem wielu odmian i implementacji.

POSIX Threads (wątki POSIX, pthreads) – specyfikacja wchodząca w skład standardu POSIX określająca implementację wielowątkowości, która obejmuje podstawowe mechanizmy zarządzania wątkami, obiektami synchronizującymi oraz definiuje jednolity interfejs programistyczny dla języka C. Standard definiuje pewien podstawowy zestaw funkcji oraz szereg opcji, które mogą być udostępnione przez implementację.

Budowa

Mikrojądro

Obecnie Hurd używa mikrojądra Mach 4, powstałego na Uniwersytecie Carnegie-Mellon, lecz od lat pojawiają się propozycje zmiany mikrojądra. Są one wysuwane ze względu m.in. na słabą wydajność i przenośność oraz brak obsługi SMP w Mach 4.

Podjęto próbę nieoficjalnego przeniesienia Hurd na L4. Udało się uzyskać pewne sukcesy na L4Ka::Pistachio, a docelowo jest rozważana integracja z jądrem Coyotos i współpraca z jego autorami.

Mikrojądro (ang. microkernel) – rodzaj jądra systemu operacyjnego, które zawiera tylko najbardziej niezbędne elementy, takie jak funkcje zarządzania wątkami, komunikacją międzyprocesową, oraz obsługą przerwań i wyjątków.

Proces - jedno z najbardziej podstawowych pojęć w informatyce, definiowane jako egzemplarz wykonywanego programu, jednak każdy nowo powstały proces otrzymuje unikalny numer, który go jednoznacznie identyfikuje, tzw. numer PID (ang. process IDentifier).

Serwery

Hurd bywa nazywany "zespołem serwerów" (bazujących na Machu lub innym mikrojądrze) wykonujących konkretne zadania. Do dyspozycji są serwery uwierzytelniania, haseł, procesów itd.

Nowatorskim rozwiązaniem zastosowanym w Hurdzie jest danie użytkownikom możliwości usunięcia lub zamiany jakiegokolwiek z serwerów. Użytkownicy mogą pisać też własne pełnoprawne serwery. Obszar systemu (w sensie obszaru, z którym użytkownik nie może nic zrobić) jest ograniczony do minimum.

System plików – metoda przechowywania plików, zarządzania plikami, informacjami o tych plikach, tak by dostęp do plików i danych w nich zgromadzonych był łatwy dla użytkownika systemu; także: wolumin.

Mach (ang. Mach kernel) to jądro dla systemów operacyjnych opracowane na amerykańskim Uniwersytecie Carnegie-Mellon. Projekt rozwijany tam był w latach 1985-1994 i skończył się na wersji 3.0. Dalej rozwijany był na Uniwersytecie Utah, gdzie opracowano wersję 4.

Translatory

Inną ciekawą cechą jest mechanizm translatorów, działających na zasadzie filtrów nakładanych na konkretne miejsca w drzewie katalogowym (także na pliki). Za przykład translatora mógłby posłużyć mechanizm pozwalający na dostęp do zasobów FTP tak jak do zwykłego katalogu na dysku i operacje na tych zasobach tak jak na plikach lokalnych (tymi samymi narzędziami).

Przestrzeń użytkownika - fragment pamięci operacyjnej systemu mikroprocesorowego, na której operacje (zapis - odczyt) może wykonywać zarówno jądro systemu operacyjnego jak i aplikacje.

FUSE (ang. Filesystem in USErspace), jest modułem do jądra systemu umożliwiającym programowanie logiki systemu plików w przestrzeni użytkownika. FUSE stanowi bazę popularnego w systemach GNU/Linux sterownika ntfs-3g, który umożliwia dostęp w trybie odczyt/zapis do systemu plików typu NTFS.

Współcześnie takie możliwości są oferowane w obrębie pojedynczych programów, a nie całego systemu, natomiast najbliższy odpowiednik translatorów dla systemów typu GNU/Linux to projekt FUSE (filesystem in userspace).

Linki zewnętrzne

Oficjalna strona projektu

Przypisy

GNU Issues Convert Hurd Libraries and Servers to pthreads, dostęp 2011-10-07