Unix () é um sistema operativo portável, multitarefa e multiutilizador originalmente criado por Ken Thompson, Dennis Ritchie, entre outros, que trabalhavam nos Laboratórios Bell da AT&T.
A marca UNIX é de propriedade do The Open Group, uma companhia formada por diversas empresas de informática.
História Em 1965 formou-se um grupo de programadores, incluindo Ken Thompson, Dennis Ritchie, Douglas McIlroy e Peter Weiner, num esforço conjunto da AT&T (Laboratórios Bell), da General Electric (GE) e do MIT (Massachussets Institute of Technology) para o desenvolvimento de um sistema operacional chamado Multics.
thumb|350px|Linha do tempo dos variantes do Unix.
O Multics deveria ser um sistema de tempo compartilhado para uma grande comunidade de usuários. Entretanto, os recursos computacionais disponíveis à época, particularmente os do computador utilizado, um GE 645, revelaram-se insuficientes para as pretensões do projeto. No período entre 1968 e 1969 os Laboratórios Bell retiraram-se lentamente do projeto. Duas razões principais foram citadas para explicar a sua saída. Primeira: três instituições com objetivos díspares dificilmente alcançariam uma solução satisfatória para cada uma delas (o MIT fazia pesquisa, AT&T monopolizava os serviços de telefonia americanos e a GE queria vender computadores). A segunda razão é que os participantes sofriam da síndrome do segundo projeto e, por isso, queriam incluir no Multics tudo que tinha sido excluído dos sistemas experimentais até então desenvolvidos.
Ainda em 1969, Ken Thompson, usando um ocioso computador PDP-7, começou a reescrever o Multics num conceito menos ambicioso, batizado de Unics, usando linguagem de montagem assembly. Mais tarde, Brian Kernighan rebatizou o novo sistema de UNIX.
Um marco importante foi estabelecido em 1973, quando Dennis Ritchie e Ken Thompson reescreveram o Unix, usando a linguagem C, para um computador PDP-11. A linguagem C havia sido desenvolvida por Ritchie para substituir e superar as limitações da linguagem B, desenvolvida por Thompson.
Finalmente, ao longo dos anos 1970 e 80 foram sendo desenvolvidas as primeiras distribuições de grande dimensão como os sistemas BSD (na Universidade de Berkeley na Califórnia) e os System III e System V (na AT&T).
Em 1977, a AT&T começou a fornecer o Unix para instituições comerciais. A abertura do mercado comercial para o Unix deve muito a Peter Weiner - cientista de Yale e fundador da Interactive System Corporation. Weiner conseguiu da AT&T, então já desnudada de seu monopólio nas comunicações e liberada para atuação no mercado de software, licença para transportar e comercializar o Unix para o computador Interdata 8/32 para ambiente de automação de escritório. O Unix saía da linha das máquinas PDP, da Digital Equipament Corporation (DEC), demonstrando a relativa facilidade de migração (transporte) para outros computadores, e que, em parte, deveu-se ao uso da linguagem C. O sucesso da Interactive de Weiner com seu produto provou que o Unix era vendável e encorajou outros fabricantes a seguirem o mesmo curso. Iniciava-se a abertura do chamado mercado Unix.
Com a crescente oferta de microcomputadores, outras empresas transportaram o Unix para novas máquinas. Devido à disponibilidade dos fontes do Unix e à sua simplicidade, muitos fabricantes alteraram o sistema, gerando variantes personalizadas a partir do Unix básico licenciado pela AT&T. De 1977 a 1981, a AT&T integrou muitas variantes no primeiro sistema Unix comercial chamado de System III. Em 1983, após acrescentar vários melhoramentos ao System III, a AT&T apresentava o novo Unix comercial, agora chamado de System V. Hoje, o Unix System V é o padrão internacional de fato no mercado Unix, constando das licitações de compra de equipamentos de grandes clientes na América, Europa e Ásia.
Atualmente, Unix (ou *nix) é o nome dado a uma grande família de Sistemas Operativos que partilham muitos dos conceitos dos Sistemas Unix originais (GNU/Linux, embora compartilhe conceitos de sistemas da família Unix, não faz parte desta família por não compartilhar de código derivado de algum sistema da família Unix e não possuir o mesmo objetivo e filosofia no qual o Unix se originou e, em grande parte, mantém até hoje), sendo todos eles desenvolvidos em torno de padrões como o POSIX (Portable Operating System Interface) e outros. Alguns dos Sistemas Operativos derivados do Unix são: BSD (FreeBSD, OpenBSD e NetBSD), Solaris (anteriormente conhecido por SunOS), IRIX, AIX, HP-UX, Tru64, SCO, e até o Mac OS X (baseado em um núcleo Mach BSD chamado Darwin). Existem mais de quarenta sistemas operacionais *nix, rodando desde celulares a supercomputadores, de relógios de pulso a sistemas de grande porte.
Características Sistema operacional multitarefa Multitarefa significa executar uma ou mais tarefas ou processos simultaneamente. Na verdade, em um sistema monoprocessado, os processos são executados sequencialmente de forma tão rápida que parecem estar sendo executados simultaneamente. O Unix escalona sua execução e reserva-lhes recursos computacionais (intervalo de tempo de processamento, espaço em memória RAM, espaço no disco rígido, etc.).
O Unix é um sistema operacional de multitarefa preemptiva. Isso significa que, quando esgota-se um determinado intervalo de tempo (chamado quantum), o Unix suspende a execução do processo, salva o seu contexto (informações necessárias para a execução do processo), para que ele possa ser retomado posteriormente, e coloca em execução o próximo processo da fila de espera. O Unix também determina quando cada processo será executado, a duração de sua execução e a sua prioridade sobre os outros.
A multitarefa, além de fazer com que o conjunto de tarefas seja executado mais rapidamente, ainda permite que o usuário e o computador fiquem livres para realizarem outras tarefas com o tempo economizado.
Sistema operacional multiutilizador Uma característica importante do Unix é ser multiusuário (multiutilizador). Bovet e Cesati definem um sistema multiusuário como "aquele capaz de executar, concorrente e independentemente, várias aplicações pertencentes a dois ou mais usuários". O Unix possibilita que vários usuários usem um mesmo computador simultaneamente, geralmente por meio de terminais. Cada terminal é composto de um monitor, um teclado e, eventualmente, um mouse. Vários terminais podem ser conectados ao mesmo computador num sistema Unix. Há alguns anos eram usadas conexões seriais, mas atualmente é mais comum o uso de redes locais, principalmente para o uso de terminais gráficos (ou terminais X), usando o protocolo XDMCP.
O Unix gerencia os pedidos que os usuários fazem, evitando que um interfira com outros. Cada usuário possui direitos de propriedade e permissões sobre arquivos. Quaisquer arquivos modificados pelo usuário conservarão esses direitos. Programas executados por um usuário comum estarão limitados em termos de quais arquivos poderão acessar.
O sistema Unix possui dois tipos de usuários: o usuário root (também conhecido como superusuário), que possui a missão de administrar o sistema, podendo manipular todos os recursos do sistema operacional; e os usuários comuns, que possuem direitos limitados.
Para que o sistema opere adequadamente em modo multiusuário, existem alguns mecanismos: (i) um sistema de autenticação para identificação de cada usuário (o programa login, p.ex., autentica o usuário verificando uma base de dados, normalmente armazenada no arquivo /etc/passwd); (ii) sistema de arquivos com permissões e propriedades sobre arquivos (os direitos anteriormente citados); (iii) proteção de memória, impedindo que um processo de usuário acesse dados ou interfira com outro processo. Esse último mecanismo é implementado com a ajuda do hardware, que consiste na divisão do ambiente de processamento e memória em modo supervisor (ou modo núcleo) e modo usuário.
Arquivos de dispositivo Uma característica singular no Unix (e seus derivados) é a utilização intensiva do conceito de arquivo. Quase todos os dispositivos são tratados como arquivos e, como tais, seu acesso é obtido mediante a utilização das chamadas de sistema open, read, write e close.
Os dispositivos de entrada e saída são classificados como sendo de bloco (disco, p.ex.) ou de caractere (impressora, modem, etc.) e são associados a arquivos mantidos no diretório /dev (v. detalhamento mais adiante). Estrutura thumb|250px|A estrutura do sistema Unix. Um sistema Unix consiste, basicamente, de duas partes:
Núcleo - o núcleo do sistema operacional, a parte que relaciona-se diretamente com o hardware, e que executa num espaço de memória privilegiado. Agenda processos, gerencia a memória, controla o acesso a arquivos e a dispositivos de hardware (estes, por meio dos controladores de dispositivo - drivers - e interrupções). O acesso ao núcleo é feito por chamadas de sistema, que são funções fornecidas pelo núcleo; essas funções são disponibilizadas para as aplicações por bibliotecas de sistema C (libc). Programas de sistema - são aplicações, que executam em espaços de memória não privilegiados, e que fazem a interface entre o usuário e o núcleo. Consistem, principalmente, de:
Conjunto de biblioteca C (libc).
Shell - um ambiente que permite que o usuário digite comandos.
Programas utilitários diversos - são programas usados para manipular arquivos, controlar processos etc.
Ambiente gráfico (GUI) graphics user interface - eventualmente utiliza-se também um ambiente gráfico para facilitar a interação do usuário com o sistema.
Em um sistema Unix, o espaço de memória utilizado pelo núcleo é denominado espaço do núcleo ou supervisor (); a área de memória para os outros programas é denominada espaço do usuário (user space). Essa separação é um mecanismo de proteção que impede que programas comuns interfiram com o sistema operacional.
Processos Um processo, na visão mais simples, é uma instância de um programa em execução. Um programa, para ser executado, deve ser carregado em memória; a área de memória utilizada é dividida em três partes: código (text), dados inicializados (data) e pilha (stack).
Por ser um sistema multitarefa, o Unix utiliza uma estrutura chamada tabela de processos, que contém informações sobre cada processo, tais como: identificação do processo (PID), dono, área de memória utilizada, estado (status). Apenas um processo pode ocupar o processador em cada instante - o processo encontra-se no estado "executando" (running). Os outros processos podem estar "prontos" (ready), aguardando na fila de processos, ou então estão "dormindo" (asleep), esperando alguma condição que permita sua execução.
Um processo em execução pode ser retirado do processador por duas razões: (i) necessita acessar algum recurso, fazendo uma chamada de sistema - neste caso, após sua retirada do processador, seu estado será alterado para "dormindo", até que o recurso seja liberado pelo núcleo; (ii) o núcleo pode interromper o processo (preempção) - neste caso, o processo irá para a fila de processos (estado "pronto"), aguardando nova oportunidade para executar - ou porque a fatia de tempo esgotou-se, ou porque o núcleo necessita realizar alguma tarefa.
Existem quatro chamadas de sistema principais associadas a processos: fork, exec, exit e wait. fork é usada para criar um novo processo, que irá executar o mesmo código (programa) do programa chamador (processo-pai); exec irá determinar o código a ser executado pelo processo chamado (processo-filho); exit termina o processo; wait faz a sincronização entre a finalização do processo-filho e o processo-pai.
Sistema de arquivos