Unix操作系统在AFC系统中的应用

Unix操作系统在AFC系统中的应用

曾幸华

广州地铁运营事业总部通号维保三部曾幸华

本论文系统地论述了Unix操作系统在广州地铁自动售检票（AFC）系统中的应用，以广州地铁三号线、三号线北延线为例，分析了Unix操作系统在现场环境中的应用情况，结合AFC系统现场应用中遇到的实际情况讨论了操作系统在今后的改进方向。

自动售检票（AFC）系统作为一个自动化程度较高的系统，主要核心是应用软件的运行控制硬件动作，来达到指定的目标。作为应用软件运行的平台，操作系统为整个软件控制硬件提供了底层驱动。操作系统的稳定与否直接决定了整个AFC系统的稳定性是否符合要求，因此操作系统在AFC软件系统中占据重要着重要的作用。目前三号线、三号线北延段AFC系统使用的操作系统主要为Windows定制系统和Unix系统，其中Unix操作系统应用于三号线北延段的AGM上。负责提供软件与硬件系统的交互平台。

Unix的特点

Unix操作系统开放性是指系统遵循国际标准，使得Unix能够广泛地配置在从微机到大、中、小型机等各种机器上。同时它是一个多用户、多任务分时OS。既可以同时支持数十个乃至数百个用户，提供各自的联机终端同时使用一台计算机。

Unix操作系统功能强大、实现高效，提供了精选的、丰富的系统功能，它可以使用户能够方便地、快速地完成许多操作系统难以实现的功能。例如Unix将所有的外部设备作为特殊的文件处理，具有高效的目录结构、磁盘空间管理、输入和输出重定向以及管道功能等。

Unix操作系统良好的用户界面，Unix向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Unix的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即shell，它有很强的程序设计能力，系统调用是提供给用户在编写程序时使用的界面。

Unix，是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统。

内核：在Unix中，也被称为基本操作系统，负责管理所有与硬件相关的功能。这些功能由Unix内核中的各个模块实现。其中包括直接控制硬件的各模块，这也是系统中最重要的部分，用户当然也不能直接访问内核的。

常驻模块层：常驻模块层提供了执行我们请示的服务例程。它提供的服务包括输入/输出控制服务、文件/磁盘访问服务以及进程创建和中止服务。我们的程序通过系统调用来访问常驻模块层。

工具层：是Unix的用户接口，就是常用的shell。它和其他Unix命令和工具一样都单独的程序，是Unix系统软件的组成部分，但不是内核的组成部分。

虚拟计算机：是向系统中的每个用户指定一个执行环境。这个环境包括一个与用户进行交流的终端和共享的其他计算机资源，如最重要的CPU。如果是多用户的操作系统，Unix视为一个虚拟计算机的集合。而对每一个用户都有一个自己的专用虚拟计算机。但是由于CPU和其他硬件是共享的，虚拟计算机比真实的计算机速度要慢一些。

进程：Unix通过进程向用户和程序分配资源。每个进程都有一个作为进程标识的整数和一组相关的资源。当然它也可以在虚拟计算机环境中执行。

Unix与Windows比较

1、Unix操作系统

Unix操作系统是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统Unix操作系统的功能和特点：

（1）可靠性高

实践表明，Unix是达到主机(mainframe)可靠性要求的少数操作系统之一，许多Unix主机和服务器在国外大中型企业中每天24小时，每年365天不间断地运行。这是Window等操作系统所不能比拟的。

（2）伸缩性强

极度强的伸缩性Unix系统是世界上唯一能笔记本电脑，PC，直到巨型机上运行的操作系统，没有其他操作系统能做到这一点。此外，由于采用SMP、MPP、和Cluster等技术，使得商品化Unix系统支持CPU数达到了32个，这就使得用一种平台的UNIX扩充能力有了进一步的提高。

（3）开放性好

这是Unix系统最重要的本质特征，也是Unix强大生命力之所在。开放系统的概念已被计算机工业界普遍接受，而且成为发展的主要趋势。所有的计算机厂商都声称自己的产品是开放系统，而且开放的概念也在不断地发展和完善，它是一个覆盖面很宽的谱，几乎所有的系统都可在其中找到自己的位置。但程序上是有明显差别的，我们认为开放系统最本质的特征应该是其所用技术的规格说明是可以公开得到并免费使用的，而且是不受一家具体厂商所垄断和控制的。Unix是最能充分体现这一本质特征的开放系统，正是这种较为彻底的开放性，使Unix的发展充满动力和生机。

（4）网络功能强

这是Unix系统的又一重要特色，特别是作为Internet网络技术基础的TCP/IP协议就是在Unix上开发出来的，而且成为Unix系统的一个不可分割的成分，Unix几乎所有系统都包括对TCP/IP的支持，使得Unix系统能方便地与主机、各种广域网和域网相连。

2、Windows操作系统

Windows操作系统是以窗口形式表述应用和信息的。在系统设计方面，构思巧妙，已具有多任务处理能力。多个应用程序可同时打开，并运行于各自的窗口中。每个运行中的程序都有自已独占的屏幕空间和设备空间，互不干扰，互相参照，彼此可方便地进行信息传递和移动。在用户界面的设计上更独具匠心，富有特色。

（1）Windows操作系统的特点

Windows操作系统具有界面图形化，多用户、多任务，网络支持良好，出色的多媒体功能，硬件支持良好，众多的应用程序。Windows最大的优点自然是操作简单，界面化，基本上操作可以通过键盘鼠标实现，必须需要命令行执行的操作很少。Windows的缺点就是完全没有类Unix的操作系统稳定，Unix根本不会存在windows所谓的死机情况出现。

（2）Windows操作系统的功能

Windows操作系统具有多任务处理能力，打破了PC机中640KB内存的限制，使用鼠标操作，方便灵活，灵活的窗口操作，直观的命令表现方式。

Unix在AFC系统中的优化

Unix操作系统使用在三号线北延段自动售检票系统的AGM中，AGM负责地铁单程票以及羊城通车票的计时计费。Unix操作系统为车票的处理实现高效，提供了精选的、丰富的系统功能，Unix操作系统提供软件与硬件的交互平台，使闸机能够方便地、快速地完成车票处理、扇门动作、交易上传的任务。

目前使用的Unix系统在快速响应，稳定性上方面能满足地铁现场运行需求，由于Unix操作系统不具有图形化操作界面，使用此系统仍需要通过远程网络方式输入指令，不方便现场快速维修软件故障。在今后AFC系统的应用中，在保持Unix系统的快速响应、高稳定性等优点外，需要进一步考虑图形化、简单化操作，方便现场维修维护。