POSIX (पोर्टेबल ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफ़ेस) क्या है?

POSIX मानकों का एक समूह है जो यह परिभाषित करता है कि ऑपरेटिंग सिस्टम को मूलभूत स्तर पर कैसे व्यवहार करना चाहिए।

POSIX का क्या अर्थ है?

POSIX (पोर्टेबल ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफ़ेस) IEEE (इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स) मानकों का एक समूह है जो एक सामान्य ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफ़ेस को निर्दिष्ट करता है। ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफ़ेस ऐसा है कि सॉफ़्टवेयर को एक बार लिखा जा सकता है और न्यूनतम परिवर्तनों के साथ कई संगत प्रणालियों में चलाया जा सकता है।

यह प्रमुख संकेतों के व्यवहार और विशेषताओं को परिभाषित करता है। एपीआई के द्वारा प्रयोग किया अनुप्रयोगों, विशेष रूप से C POSIX लाइब्रेरी और अंतर्निहित सिस्टम कॉल्स को मानकीकृत करता है, जिसमें प्रोसेस और सिग्नल, फ़ाइल और डायरेक्टरी ऑपरेशन, परमिशन, इंटरप्रोसेस कम्युनिकेशन प्रिमिटिव, टाइम फ़ंक्शन और बेसिक थ्रेडिंग जैसे मुख्य क्षेत्र शामिल हैं। POSIX कुछ सिस्टम कॉल्स को भी मानकीकृत करता है। कमांड लाइन यूटिलिटीज और एक शेल वातावरण, यही कारण है कि कई लिपियों POSIX-जैसे /bin/sh और टूल व्यवहारों के एक पूर्वानुमानित सेट को मान लें।

व्यवहार में, POSIX अनुप्रयोगों और ऑपरेटिंग सिस्टम के बीच एक संगतता अनुबंध के रूप में कार्य करता है: यदि कोई ऑपरेटिंग सिस्टम और उसकी मानक लाइब्रेरी POSIX विनिर्देशों का पालन करते हैं, तो डेवलपर फ़ाइल डिस्क्रिप्टर, पाइप, एग्जिट स्टेटस और त्रुटि कोड जैसी चीजों के लिए सुसंगत सिमेंटिक्स पर भरोसा कर सकते हैं, जिससे विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टमों में पोर्टेबिलिटी बेहतर होती है। यूनिक्स और यूनिक्स-जैसे प्लेटफॉर्म (और विभिन्न विक्रेताओं और वितरणों में)।

पॉसिक्स का इतिहास क्या है?

POSIX का विकास प्रारंभिक UNIX युग की पोर्टेबिलिटी समस्याओं से हुआ, जब विभिन्न विक्रेताओं द्वारा जारी किए गए UNIX संस्करण दिखने में तो एक जैसे थे, लेकिन उनका व्यवहार बिल्कुल एक जैसा नहीं था। 1980 के दशक के मध्य में, IEEE ने एक औपचारिक मानकीकरण प्रयास (1003 "P1003" परियोजना) शुरू किया, जिसका उद्देश्य UNIX की सामान्य कार्यप्रणाली पर आधारित एक सुसंगत, विक्रेता-तटस्थ "पोर्टेबल ऑपरेटिंग सिस्टम" इंटरफ़ेस को परिभाषित करना था। "POSIX" नाम का प्रस्ताव स्वयं रिचर्ड स्टॉलमैन ने दिया था, जो IEEE के संस्थापक थे। जीएनयू प्रोजेक्ट, पोर्टेबल ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफेस के लिए एक संक्षिप्त, उच्चारण योग्य नाम के रूप में।

पहला मूल मानक IEEE Std 1003.1-1988 के रूप में प्रकाशित हुआ था, जो मूलभूत ऑपरेटिंग सिस्टम सेवाओं और C/POSIX सिस्टम इंटरफेस (प्रक्रियाएं, फाइलें/निर्देशिकाएं, सिग्नल, पाइप और संबंधित बुनियादी बातें) पर केंद्रित था। बाद में इसे ISO/IEC के साथ 9945 श्रृंखला (उदाहरण के लिए, ISO/IEC 9945-1:1990) के रूप में संरेखित किया गया।

वहां से, POSIX का विस्तार हुआ और संशोधनों और संबंधित विशिष्टताओं के माध्यम से इसका विकास हुआ। 1998 में ऑस्टिन समूह के गठन के साथ एक महत्वपूर्ण मोड़ आया, जो IEEE, द ओपन ग्रुप और ISO/IEC का एक संयुक्त प्रयास था, जिसका उद्देश्य "आधार विशिष्टताओं" का एक एकल, सामंजस्यपूर्ण सेट तैयार करना था। इस कार्य के परिणामस्वरूप POSIX.1-2001 (तकनीकी रूप से सिंगल यूनिक्स स्पेसिफिकेशन, संस्करण 3 के अनुरूप) का निर्माण हुआ, जिसे 2002 की शुरुआत में जारी किया गया था, और बाद में POSIX.1-2008 जैसे प्रमुख संशोधनों ने मानक को अद्यतन और स्पष्ट करना जारी रखा।

POSIX उदाहरण

POSIX सबसे स्पष्ट रूप से उन सामान्य "बुनियादी तत्वों" में दिखाई देता है जो UNIX-जैसे सिस्टम साझा करते हैं, यही कारण है कि अक्सर एक ही कोड और शेल स्क्रिप्ट दोनों पर चलती हैं। Linuxबीएसडी और मैकओएस में बहुत कम या कोई बदलाव नहीं हुआ है।

सामान्य POSIX उदाहरणों में शामिल हैं:

• फ़ाइल और प्रक्रिया इंटरफ़ेसजैसे कि फाइल एक्सेस के लिए open(), read(), write(), और close(), और नए प्रोग्राम शुरू करने के लिए fork() / execve()।
• फ़ाइल विवरणक और पाइपजो pipe() और dup2() जैसे कॉल का उपयोग करके प्रोग्रामों को एक दूसरे के बीच डेटा पास करने की अनुमति देते हैं।
• संकेतजैसे कि SIGINT और SIGTERM, जिन्हें प्रोग्राम sigaction() का उपयोग करके मानक तरीके से संभालते हैं।
• Threadsयह सुविधा POSIX थ्रेड्स (pthreads) API के माध्यम से प्रदान की जाती है, जिसमें pthread_create() और pthread_mutex_lock() जैसे फ़ंक्शन शामिल हैं।
• POSIX-अनुरूप शेल स्क्रिप्टयह कोड /bin/sh के लिए लिखा गया है और इसमें sh, grep, sed, awk, find और tar जैसी पोर्टेबल यूटिलिटीज का उपयोग किया गया है, जो सिस्टमों में एक समान व्यवहार करती हैं।

यह मानकीकरण ही POSIX-आधारित सॉफ़्टवेयर को विभिन्न UNIX-जैसे प्लेटफ़ॉर्मों पर पोर्टेबल बनाता है।

POSIX का उपयोग किस लिए किया जाता है?

POSIX का उपयोग UNIX और UNIX-जैसे ऑपरेटिंग सिस्टमों में सॉफ़्टवेयर को पोर्टेबल और पूर्वानुमानित बनाने के लिए किया जाता है, ताकि प्रोग्राम जिन इंटरफ़ेस पर निर्भर करते हैं, उन्हें मानकीकृत किया जा सके। डेवलपर इसे कोर OS व्यवहार के लिए एक आधारभूत अनुबंध के रूप में उपयोग करते हैं, जिसमें प्रक्रियाओं का निर्माण और प्रबंधन, फ़ाइलों और निर्देशिकाओं तक पहुंच, अनुमतियों की कार्यप्रणाली, सिग्नल और समय फ़ंक्शन का व्यवहार, और पाइप जैसे अंतर-प्रक्रिया संचार आदिम तत्वों का संचालन शामिल है।

इस तरह, एक ही एप्लिकेशन कोड को न्यूनतम बदलावों के साथ विभिन्न सिस्टमों पर कंपाइल और रन किया जा सकता है। इसका उपयोग शेल स्क्रिप्टिंग और कमांड-लाइन टूलिंग के लिए पोर्टेबिलिटी लक्ष्य के रूप में भी किया जाता है, क्योंकि POSIX एक सामान्य शेल वातावरण और मानकीकृत यूटिलिटी व्यवहार को परिभाषित करता है, जिससे वितरणों और विक्रेताओं के बीच "मेरे मशीन पर काम करता है" के अंतर कम हो जाते हैं।

कौन से ऑपरेटिंग सिस्टम POSIX को सपोर्ट करते हैं?

अधिकांश आधुनिक यूनिक्स और यूनिक्स-जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम कुछ हद तक POSIX का समर्थन करते हैं, या तो पूरी तरह से या अच्छी तरह से प्रलेखित एक्सटेंशन और कमियों के साथ।

Linux, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD और macOS जैसे नेटिव UNIX सिस्टम सभी POSIX अवधारणाओं पर आधारित हैं और अपने सिस्टम में व्यापक POSIX अनुपालन प्रदान करते हैं। कर्नेलसी लाइब्रेरी, शेल और कोर यूटिलिटीज। ये सिस्टम ही मुख्य कारण हैं कि POSIX आज भी प्रासंगिक बना हुआ है, क्योंकि ये न्यूनतम संशोधन के साथ विभिन्न विक्रेताओं और वितरणों में समान एप्लिकेशन और स्क्रिप्ट चलाने की अनुमति देते हैं।

कुछ गैर-यूनिक्स सिस्टम आंशिक रूप से या संगतता स्तरों के माध्यम से POSIX का समर्थन करते हैं। उदाहरण के लिए, IBM AIX, HP-UX और Solaris को ऐतिहासिक रूप से POSIX और सिंगल यूनिक्स स्पेसिफिकेशन के अनुसार प्रमाणित किया गया था।

विंडोज़ POSIX-नेटिव नहीं है, लेकिन यह कुछ वातावरणों के माध्यम से सीमित POSIX समर्थन प्रदान करता है। लिनक्स के लिए विंडोज सबसिस्टम (डब्लूएसएल) या फिर Cygwin जैसी संगतता परतें, जो विंडोज कर्नेल के ऊपर POSIX API प्रदान करती हैं।

POSIX अनुपालन स्तर

POSIX "अनुपालन" कोई एक स्विच नहीं है। बल्कि, सिस्टम आमतौर पर एक विशिष्ट POSIX संस्करण (उदाहरण के लिए, POSIX.1) के अनुरूप होने का दावा करते हैं और फिर वैकल्पिक रूप से अतिरिक्त फीचर समूहों का दावा करते हैं। कुछ विक्रेता इससे आगे बढ़कर औपचारिक प्रमाणन भी प्राप्त करते हैं। POSIX अनुपालन के स्तर इस प्रकार हैं:

• POSIX आधार अनुरूपता (POSIX.1 / IEEE 1003.1)ऑपरेटिंग सिस्टम बेस स्टैंडर्ड में परिभाषित आवश्यक POSIX इंटरफेस और व्यवहार प्रदान करता है, जिसमें कोर प्रोसेस, फाइल और सिस्टम-कॉल सिमेंटिक्स, साथ ही उस स्पेसिफिकेशन के संस्करण से जुड़े बेसलाइन शेल और यूटिलिटीज व्यवहार शामिल हैं।
• विकल्प समूहों के साथ POSIX अनुरूपताबुनियादी ढांचे के अलावा, POSIX वैकल्पिक फीचर सेट (विकल्प समूह) परिभाषित करता है। एक सिस्टम "POSIX-अनुरूप" हो सकता है और इसके साथ ही उन विकल्पों का दावा भी कर सकता है जिनका वह समर्थन करता है (उदाहरण के लिए, अतिरिक्त उपयोगिताएँ या अतिरिक्त API सिमेंटिक्स)।
• SUS/सिंगल यूनिक्स स्पेसिफिकेशन (XSI + POSIX आधार)। सिंगल यूनिक्स स्पेसिफिकेशन एक सुपरसेट है जिसके लिए POSIX आधार से परे अतिरिक्त इंटरफेस और सिमेंटिक्स की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से XSI (X/ओपन सिस्टम इंटरफेस) विकल्प जो POSIX में वैकल्पिक है लेकिन SUS के तहत यूनिक्स ब्रांडिंग के लिए आवश्यक है।
• POSIX प्रमाणित (औपचारिक प्रमाणन कार्यक्रम)दावों से अलग, उत्पादों को "POSIX™: Certified by IEEE and The Open Group" कार्यक्रम के तहत औपचारिक रूप से प्रमाणित किया जा सकता है, जो अनुरूपता दावों को पंजीकृत करने और मान्य करने की एक परिभाषित प्रक्रिया है।
• UNIX® प्रमाणित (ट्रेडमार्क स्तर)सिंगल यूनिक्स स्पेसिफिकेशन के पूर्ण अनुपालन और प्रमाणन वाले सिस्टम यूनिक्स® ट्रेडमार्क का उपयोग कर सकते हैं। यह "POSIX-जैसे" समर्थन की तुलना में अधिक मजबूत, ट्रेडमार्क-समर्थित अनुपालन स्तर है।

POSIX मानक

POSIX कोई एक दस्तावेज़ नहीं है। बल्कि, यह संबंधित मानकों का एक समूह है। पुराने POSIX कार्य अलग-अलग भागों (APIs बनाम शेल/टूल) के रूप में प्रकाशित किए गए थे, जबकि आधुनिक POSIX को एक समेकित विनिर्देश के रूप में बनाए रखा जाता है जिसे समय-समय पर संशोधित किया जाता है। इन मानकों में शामिल हैं:

• POSIX.1 (IEEE मानक 1003.1)यह मूल मानक है जो अनुप्रयोगों द्वारा उपयोग किए जाने वाले मूलभूत ऑपरेटिंग सिस्टम API और व्यवहारों को परिभाषित करता है (उदाहरण के लिए, प्रक्रिया और फ़ाइल)। मैं / हे शब्दार्थ) को आधारभूत "पोर्टेबल ओएस इंटरफेस" के रूप में।
• POSIX.2 (IEEE Std 1003.2). के लिए मानक कमांड इंटरप्रेटर (शेल) और आम उपयोगिताओंइसलिए, स्क्रिप्ट संगत प्रणालियों में सुसंगत शेल भाषा और टूल व्यवहार पर निर्भर रह सकती हैं।
• POSIX.1b (IEEE Std 1003.1b). रीयल-टाइम एक्सटेंशन जो रीयल-टाइम उपयोग के मामलों के लिए आवश्यक मानकीकृत इंटरफेस और सिमेंटिक्स जोड़ते हैं (उदाहरण के लिए, रीयल-टाइम सिग्नल, क्लॉक/टाइमर, साझा मेमोरी, सेमाफोर)।
• POSIX.1c (IEEE मानक 1003.1c)थ्रेडिंग एक्सटेंशन जिन्होंने POSIX थ्रेड्स मॉडल (pthreads) को मानकीकृत किया ताकि मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम सिस्टमों में पोर्टेबल हो सकें।
• एकीकृत POSIX.1 संशोधन (ऑस्टिन समूह युग)बाद के संशोधनों में, जो पहले अलग-अलग भाग थे, उन्हें एक ही "आधार विनिर्देश" सेट (आमतौर पर आधार परिभाषाएँ, सिस्टम इंटरफ़ेस और शेल और उपयोगिताएँ जैसे खंडों के रूप में प्रस्तुत) में समेकित किया गया और समय के साथ इसे अपडेट किया गया, उदाहरण के लिए, पॉज़िक्स.1-2008, पॉज़िक्स.1-2017, और नवीनतम POSIX.1-2024 (IEEE Std 1003.1-2024).

POSIX के लाभ और सीमाएँ

POSIX, ऑपरेटिंग सिस्टम इंटरफेस और टूल व्यवहारों के एक सामान्य सेट को परिभाषित करके UNIX-जैसे सिस्टमों में एकरूपता लाता है। इसके लाभों और सीमाओं को समझने से यह स्पष्ट करने में मदद मिलती है कि POSIX को लक्षित करना कब पोर्टेबिलिटी और मेंटेनेंस में सुधार करता है, और कब आपको अपनी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्लेटफ़ॉर्म-विशिष्ट सुविधाओं या एक्सटेंशन की आवश्यकता हो सकती है।

पॉसिक्स लाभ

POSIX मुख्य रूप से इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अपेक्षित ऑपरेटिंग सिस्टम व्यवहार को मानकीकृत करता है जिस पर कई एप्लिकेशन और स्क्रिप्ट निर्भर करते हैं, जिससे प्लेटफ़ॉर्म-विशिष्ट पुनर्लेखन और अप्रत्याशित समस्याओं में कमी आती है। इसके लाभों में शामिल हैं:

• यूनिक्स-जैसे सिस्टमों में सुवाह्यताPOSIX API (फाइलें, प्रक्रियाएं, सिग्नल आदि) के लिए लिखा गया कोड न्यूनतम परिवर्तनों के साथ विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टम पर संकलित और चलने की अधिक संभावना रखता है।
• पूर्वानुमानित प्रणाली व्यवहारफाइल डिस्क्रिप्टर, एग्जिट स्टेटस, अनुमतियाँ और त्रुटि प्रबंधन जैसी चीजों के लिए मानकीकृत सिमेंटिक्स प्रोग्रामों को विभिन्न वातावरणों में अधिक सुसंगत रूप से व्यवहार करने में सक्षम बनाते हैं।
• स्क्रिप्ट और उपकरण अंर्तकार्यकारी. एक POSIX शेल और मानक उपयोगिताएँ विभिन्न वितरणों और विक्रेताओं में पोर्टेबल शेल स्क्रिप्ट और विश्वसनीय कमांड पाइपलाइन को सक्षम बनाती हैं।
• आसान रखरखाव और ऑनबोर्डिंग। एक सामान्य आधार रेखा सशर्त कोड पथों और "विशेष मामलों" को कम करती है, जिससे परियोजनाओं का रखरखाव सरल हो जाता है और नए योगदानकर्ताओं के लिए समझना आसान हो जाता है।
• व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र अनुकूलता। कई रनटाइम, बिल्ड सिस्टम और खुले स्रोत ये उपकरण POSIX-जैसे व्यवहार को मानते हैं, इसलिए POSIX समर्थन मौजूदा सॉफ़्टवेयर के साथ अनुकूलता में सुधार करता है।
• विक्रेता तटस्थताPOSIX एक स्थिर लक्ष्य प्रदान करता है जो सॉफ़्टवेयर को किसी एक ऑपरेटिंग सिस्टम विक्रेता के मालिकाना इंटरफेस तक सीमित होने से बचाता है।

POSIX सीमाएँ

POSIX एक उपयोगी आधारभूत संरचना है, लेकिन यह आधुनिक प्रणालियों द्वारा प्रदान की जाने वाली सभी सुविधाओं को कवर नहीं करती है, और वास्तविक दुनिया में अनुपालन भिन्न हो सकता है। इसकी सीमाओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

• यह ऑपरेटिंग सिस्टम की संपूर्ण विशेषताओं का सेट नहीं है। POSIX मुख्य रूप से कोर API और टूल्स पर केंद्रित है, इसलिए कई व्यावहारिक जरूरतों (उन्नत नेटवर्किंग सुविधाएं, आधुनिक सुरक्षा फ्रेमवर्क, कंटेनर प्रिमिटिव आदि) के लिए अक्सर गैर-POSIX एक्सटेंशन की आवश्यकता होती है।
• वास्तविक दुनिया में अनुपालन में भिन्नतासिस्टम में वैकल्पिक सुविधाओं को लागू करने और विशिष्ट परिस्थितियों में व्यवहार करने के तरीके में अंतर हो सकता है, इसलिए "POSIX-जैसा" होने का मतलब हमेशा हर जगह एक जैसे परिणाम नहीं होता है।
• सबसे कम सामान्य भाजक बाधाएँPOSIX के अनुरूप सख्ती से लिखने का मतलब प्लेटफ़ॉर्म-विशिष्ट क्षमताओं से बचना हो सकता है जो प्रदर्शन, अवलोकनशीलता या कार्यक्षमता में सुधार कर सकती हैं।
• मानक से बाहर टूलिंग में अंतरभले ही यूटिलिटीज़ हर जगह मौजूद हों, फिर भी कार्यान्वयन फ़्लैग जोड़ सकते हैं या डिफ़ॉल्ट मान बदल सकते हैं, इसलिए स्क्रिप्ट तब भी टूट सकती हैं यदि वे गैर-POSIX विकल्पों पर निर्भर करती हैं (जो sed, awk, tar, आदि के साथ आम है)।
• प्रमाणन सार्वभौमिक नहीं हैकई प्रणालियाँ औपचारिक प्रमाणीकरण के बिना भी व्यापक रूप से POSIX का समर्थन करती हैं, इसलिए आपको अनुपालन लेबल पर निर्भर रहने के बजाय परीक्षण और संगतता जाँच की आवश्यकता हो सकती है।
• बदलती अपेक्षाएं बनाम मानक गति। मानक अपडेट तो होते ही हैं, लेकिन लोकप्रिय प्लेटफॉर्म और इकोसिस्टम तेजी से आगे बढ़ सकते हैं, इसलिए डेवलपर अक्सर व्यवहार में "POSIX + डिफ़ैक्टो एक्सटेंशन" को लक्षित करते हैं।

क्या POSIX अप्रचलित हो चुका है?

POSIX अप्रचलित नहीं है आधारभूतभले ही इसमें आधुनिक ऑपरेटिंग सिस्टम की हर विशेषता का वर्णन न हो, फिर भी यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उन मुख्य प्रक्रियाओं, फ़ाइल इनपुट/आउटपुट और शेल/यूटिलिटी व्यवहारों को मानकीकृत करता है जिन पर बड़ी मात्रा में सिस्टम सॉफ़्टवेयर और टूलिंग निर्भर करते हैं, और इसे ऑस्टिन ग्रुप द्वारा सक्रिय रूप से बनाए रखा और संशोधित किया जाता है, न कि समय के साथ स्थिर कर दिया जाता है।

जहां तक ​​इसके "पुराने" होने की बात है, तो वह यह है कि कई महत्वपूर्ण क्षमताएं, जैसे कि उन्नत लिनक्स-विशिष्ट एपीआई, मैकओएस-विशिष्ट फ्रेमवर्क, आधुनिक सुरक्षा मॉडल, कंटेनर और कुछ नई नेटवर्किंग सुविधाएं, पीओएसिक्स के दायरे से बाहर हैं, इसलिए वास्तविक परियोजनाएं अक्सर "पीओएसिक्स प्लस प्लेटफॉर्म एक्सटेंशन" को लक्षित करती हैं और केवल मानक से ही सब कुछ कवर करने की अपेक्षा करने के बजाय परीक्षण के साथ व्यवहार को मान्य करती हैं।