Introducere în Linux

Linux este o familie de sisteme de operare cu sursă deschisă, asemănătoare Unix, bazată pe nucleul Linux, iar nucleul OS a fost publicat pentru prima dată pe 17 septembrie 1991 de către Linus Torvalds . De obicei, Linux este împachetat ca distribuție Linux, care conține bibliotecile de suport și software-ul de sistem și nucleul, dintre care multe sunt oferite de Proiectul GNU. Mai multe distribuții Linux folosesc termenul „Linux” în titlu, dar Free Software Foundation folosește „GNU/Linux” titlu pentru a se concentra pe necesitatea software-ului GNU, provocând câteva controverse.

Distribuțiile Linux celebre sunt Ubuntu, Fedora Linux și Debian, ultimul fiind compus din mai multe modificări și distribuții diferite, inclusiv Xubuntu și Lubuntu. Distribuțiile comerciale sunt SUSE Linux Enterprise și Red Hat Enterprise Linux. Distribuțiile desktop ale Linux sunt sisteme de ferestre precum Wayland sau X11 și medii desktop precum KDE Plasma și GNOME.

• Inițial, Linux a fost proiectat pentru computere personale bazate pe arhitectura Intel x86, dar de atunci a fost mutat în mai multe medii decât alte sisteme de operare.
• Inclusiv Android, Linux are cea mai mare bază instalată a fiecărui sistem de operare de uz general datorită controlului Android-ului bazat pe Linux asupra smartphone-urilor din mai 2022.
• Cu toate acestea, Linux este folosit de doar aproximativ 2,6% dintre computerele desktop din noiembrie 2022.
• De asemenea, Linux se execută pe multe sisteme încorporate, adică pe dispozitive al căror sistem de operare este de obicei proiectat în firmware și este extrem de personalizat pentru sistem.
• Include nave spațiale (roverul Perseverance, capsula echipajului Dragon și racheta Falcon 9), automobile (Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz, Audi și Tesla), televizoare (televizoare inteligente LG și Samsung), console de jocuri video, dispozitive inteligente pentru casă, comenzi de automatizare și routere.

Linux este unul dintre cele mai remarcabile exemple de colaborare open-source și software liber. Codul sursă poate fi distribuit, modificat și utilizat necomercial sau comercial de către toată lumea în condițiile licențelor sale respective, cum ar fi GNU GPL (General Public License). De exemplu, nucleul Linux este licențiat pe GPLv2.

Istoria sistemului de operare Linux

Precursori
Sistemul de operare bazat pe Unix a fost implementat și conceput în 1969 la Bell de la AT&T laboratoare de Joe Ossanna, Douglas Mcllroy, Dennis Ritchie și Ken Thompson în Statele Unite. Publicat pentru prima dată în 1971, Unix a fost scris în întregime în limbaj de asamblare, așa cum era practica de bază la acea vreme. A fost actualizat în limbajul C de către Dennis Ritchie într-un mod de pionierat cheie în 1973. Disponibilitatea unei implementări de limbaj Unix la nivel înalt a făcut ca portarea sa pe platforme computerizate distincte să fie convenabilă.Creare
Torvalds sa înregistrat la un curs Unix în timp ce vizita Universitatea din Helsinki în toamna anilor 1990. Cursul a folosit un minicomputer MicroVAX care executa Ultrix, iar unul dintre textele necesare a fost Sisteme de operare: Proiectare și implementare de Andrews S. Tanenbaum. Manualul conținea o copie a sistemului de operare MINIX al lui Tanenbaum. Odată cu acest curs, Torvalds a devenit inițial deschis către Unix. A devenit interesat de sistemele de operare în 1991. Frustrat de licențierea MINIX, care a limitat-o ​​doar la uz educațional la acea vreme, a început să lucreze la nucleul sistemului său de operare, care a devenit în cele din urmă Linux Kernel.
Torvalds a început dezvoltarea nucleului Linux pe MINIX, iar software-ul scris pentru MINIX a fost folosit și pe Linux. Mai târziu, Linux a fost cultivat, iar apoi dezvoltarea nucleului Linux a apărut pe sistemele Linux. De asemenea, aplicațiile GNU au înlocuit fiecare componentă MINIX, deoarece a fost benefică utilizarea codului gratuit prin Proiectul GNU cu noul sistem de operare; codul licențiat pe GNU GPL poate fi reaplicat în alte funcții ale computerului, atâta timp cât sunt publicate și sub o licență compatibilă sau aceeași.
Torvalds a început trecerea de la licența sa actuală, care interzicea distribuția comercială, la GNU GPL. Dezvoltatorii au operat pentru a dezvolta elemente GNU cu Linux Kernel, creând un sistem de operare gratuit și complet funcțional.Dezvoltare actuală
Menținătorul principal al kernelului Linux este Greg Kroah-Hartman care îi ghidează dezvoltarea. Directorul executiv al Free Software Foundation este William John Sullivan , care la rândul său a susținut componentele GNU. Corporațiile și persoanele fizice dezvoltă în cele din urmă componente terțe non-GNU.
Componentele terțe sunt compuse dintr-un corp larg de lucrări și pot conține atât biblioteci și aplicații de utilizator, cât și module de kernel. Comunitatea și vânzătorii Linux distribuie și combină nucleul, componentele non-GNU și componentele GNU cu software suplimentar de gestionare a pachetelor în moda distribuțiilor Linux.Adoptarea populară și comercială
În mediile de producție, adoptarea Linux a început să descopere inițial la mijlocul anilor 1990 în comunitatea de supercomputer, în loc să fie folosită doar de pasionați, unde organizații precum NASA au început să-și înlocuiască din ce în ce mai mult mașinile scumpe cu clustere ieftine de calculatoare care rulează Linux. Utilizarea comercială a început atunci când IBM și Dell, urmărite de Hewlett-Packard, au început să ofere suport Linux pentru a scăpa de monopolul Microsoft pe piața sistemelor de operare desktop.
Sistemele Linux sunt utilizate complet în calculatoare astăzi, de la sisteme încorporate la fiecare supercomputer virtual și și-au asigurat o poziție în instalațiile de server, cum ar fi faimoasa stivă de aplicații LAMP. Utilizarea distribuțiilor Linux în desktop-uri de întreprindere și acasă a fost în curs de dezvoltare.
De asemenea, distribuțiile Linux au devenit celebre pe piața netbook-urilor, cu mai multe dispozitive care se deplasează cu distribuții Linux personalizate instalate și Google publicând sistemul de operare Chrome OS dezvoltat pentru netbook-uri.

Proiectarea sistemului de operare Linux

Diverși dezvoltatori open-source admit că nucleul Linux nu a fost dezvoltat, ci a evoluat din selecția naturală. Un sistem bazat pe Linux este un sistem de operare compatibil asemănător Unix, care a derivat o mare parte din designul său comun din principiile realizate în Unix în anii 1970 și 1980. Un astfel de sistem aplică nucleul Linux, un nucleu monolitic care gestionează sistemele de fișiere, accesul la periferice, rețelele și controlul proceselor. Driverele de dispozitiv sunt fie integrate direct cu nucleul, fie incluse ca module încărcate în timp ce dispozitivul este activ.

Componentele sistemului Linux instalate includ următoarele:

• A bootloader , de exemplu, systemd-boot, SYSLINUX, LILO și GNU GRUB. Este un program care poate încărca nucleul Linux în memoria principală a computerului, fiind rulat de computer după ce se realizează conectarea la firmware și când este pornit.
• Un intra in program , precum sysvinit tradițional și mai nou Upstart, OpenRC și systemd. Este primul proces anunțat de nucleul Linux și rădăcina arborelui de procese. Cu alte cuvinte, fiecare proces este deschis din init. Inițiază procese precum solicitările de conectare și serviciile de sistem (fie în modul terminal sau grafic).
Biblioteci de software , care includ cod care poate fi aplicat prin rularea proceselor. Linkerul dinamic care se ocupă de utilizarea bibliotecilor dinamice se numește Id-linux.so pe sistemele Linux cu fișiere executabile în format ELF. De asemenea, fișierele de antet vor fi adăugate pentru a defini interfața bibliotecilor instalate dacă sistemul este configurat pentru ca utilizatorul să adune software-ul însuși. În plus, cea mai utilizată bibliotecă de software este GNU C Library (glibc) pe sistemele Linux. Există mai multe alte obligații precum Mesa și SDL.
• Biblioteca standard C este necesară pentru a executa programe C pe un sistem folosind biblioteca C GNU fiind un standard. Au fost dezvoltate alternative precum uClibc (dezvoltat pentru uClinux), EGLIBC (glibc furk folosită o dată de Debian) și musl. Cu toate acestea, primele două nu sunt întreținute acum. Android folosește biblioteca sa C, care este cunoscută ca Bionic .
Interfața cu utilizatorul
De asemenea, interfața cu utilizatorul se numește shell. Este fie o GUI (interfață grafică de utilizator), un CLI (interfață de linie de comandă) sau controale atașate la hardware-ul aferent, ceea ce este normal pentru sistemele încorporate. Interfața de utilizator implicită este grafică pentru sisteme desktop. Cu toate acestea, CLI este disponibil prin ferestrele emulatorului de terminal sau pe o consolă virtuală izolată.
Shell-urile interfeței de linie de comandă sunt interfețe de utilizare bazate pe text, care utilizează text atât pentru ieșire, cât și pentru intrare. Shell-ul dominant este bash (Bourne-Again Shell) folosit în Linux, conceput inițial pentru proiectul GNU. Aproape fiecare componentă de nivel scăzut a Linux, inclusiv mai multe părți userland, utilizează exclusiv CLI. În special, CLI este compatibil cu automatizarea sarcinilor întârziate sau repetitive și oferă o comunicare foarte ușoară între procese.
• Shell-urile GUI sunt cele mai faimoase interfețe de utilizator pe sisteme desktop, ambalate cu medii desktop largi precum Xfce, Pantheon, LXDE, Cinnamon, MATE, GNOME și KDE Plasma, deși este disponibilă o gamă de mai multe interfețe de utilizator.
• Cele mai faimoase interfețe de utilizator lucrează cu conceptul X Window System, cunoscut sub numele de 'X' .
• Oferă transparență în rețea și permite ca o aplicație grafică activă pe un sistem să fie afișată pe altul în care un utilizator poate colabora cu aplicația.
• Deși, anumite extensii X Window System nu pot funcționa în rețea.
• Multe servere de afișare X sunt disponibile cu X.Org Server, implementarea de referință fiind cea mai cunoscută.
Infrastructură de intrare video
În prezent, Linux are două API-uri kernel-userspace pentru a gestiona dispozitivele de intrare video: API DVB pentru recepția TV și API-ul V4L2 pentru fluxuri radio și video.
Această infrastructură trebuie să evolueze pentru a se potrivi mai bine cu alte dispozitive datorită diversității și complexității diferitelor dispozitive și datorită numărului mare de standarde și formate gestionate de acele API-uri. O bibliotecă de dispozitive mai bună pentru spațiul utilizatorului este, de asemenea, cheia succesului pentru a avea aplicații pentru spațiul utilizatorului care pot funcționa cu orice format acceptat de dispozitive.

Utilizări ale sistemului de operare Linux

Mai multe studii cantitative despre software-ul open-source/liber se concentrează pe subiecte, cum ar fi fiabilitatea și cota de piață, multe studii examinând Linux în mod specific. Piața Linux este în curs de dezvoltare, iar dimensiunea pieței Linux OS ar trebui să înregistreze o dezvoltare de 19,2% până în 2027, ajungând la 15,64 miliarde de dolari, față de 3,89 miliarde în 2019. Susținătorii și analiștii atribuie succesul Linux asociativ libertății, costurilor reduse. , fiabilitate și securitate de la blocarea furnizorului.

Servere web
W3Cook lansează statistici care utilizează primele 1.000.000 de domenii Alexa, care estimează că 96,55% dintre serverele web folosesc Linux, 1,73% folosesc Windows și 1,72% folosesc FreeBSD din mai 2015.Laptop-uri și desktop-uri
În mai 2022, cota estimată de piață Linux este de aproximativ 2,5% pe computerele desktop, conform statisticilor serverului web. Microsoft Windows include o cotă de piață de aproximativ 75,5%, în timp ce macOS are aproximativ 14,9%.Dispozitive mobile
Android a devenit principalul sistem de operare pentru smartphone-uri, care este bazat pe kernel Linux. În iulie 2022, 71,9% dintre smartphone-urile din întreaga lume care foloseau internetul foloseau Android. De asemenea, Android este un sistem de operare renumit pentru tablete, fiind responsabil pentru mai mult de 60% din vânzările de mese din 2013.Producție cinematografică
Linux a fost platforma preferată în industria filmului de ani de zile. Primul film mare lansat pe un server Linux a fost Titanic din 1997. De atunci, marile studiouri, inclusiv Industrial Light & Magic, Weta Digital, Pixar și DreamWorks Animation, s-au mutat în Linux.Utilizarea guvernamentală
Distribuțiile Linux au câștigat, de asemenea, popularitate în mai multe guverne naționale și locale. Kerala a ajuns în măsura în care fiecare liceu de stat folosește Linux pe sistemele lor. China folosește Linux exclusiv ca sistem de operare pentru familia sa de procesoare Loongson pentru a obține independența tehnologică.
Câteva regiuni și-au integrat distribuția Linux în Spania, care este utilizată pe scară largă în instituțiile oficiale și de învățământ. De asemenea, Germania și Franța au făcut pași către adoptarea Linux. Sistemul de operare Red Star din Coreea de Nord se bazează pe o versiune Fedora Linux dezvoltată din 2002.

Sistem de operare Linux Funcționează

Sistemul de operare Linux urmează un design standard care este cheia mai multor distribuții și variații. Fiecare distribuție Linux se bazează pe nucleul Linux, dar poate diferi în funcție de factori precum:

Versiunea kernelului:Distribuțiile pot fi configurate cu versiuni mai recente pentru a adăuga aspecte noi sau cu versiuni anterioare pentru a fi mai echilibrate.Module kernel:Este un software care poate fi descărcat și încărcat în nucleu pentru a dezvolta funcționalitatea fără repornire. Adesea, modulele nucleului sunt folosite pentru a susține:
• Drivere de dispozitiv, care utilizează cod care gestionează modul în care funcționează dispozitivele conectate.
• Drivere de sistem de fișiere, care utilizează cod care gestionează modul în care funcționează nucleul cu sisteme de fișiere distincte.
• Apeluri de sistem, care utilizează cod care gestionează modul în care programele solicită servicii prin kernel.
Opțiuni de configurare:Kernel-urile unificate cu opțiuni de configurare configurate pentru a adăuga doar drivere de sistem de fișiere sau dispozitive sunt utilizate pentru câteva distribuții specializate; de exemplu, compilarea nucleului pentru orice dispozitiv fără fir fără drivere de dispozitiv de rețea cu fir.
Nucleul este singurul lucru pe care fiecare sistem îl are în comun care rulează Linux. Linux operează prin:
• Pornirea și încărcarea nucleului Linux.
• Nucleul gestionează fiecare ieșire și intrare de sistem odată pornit. Sistemul este pornit și procesele pot fi inițializate.
• Sistemul poate fi utilizat pentru procese care conțin comenzi introduse interactiv de linia de comandă, funcții de server de rețea, aplicații desktop sau orice program sau aplicație pe măsură ce procesele de sistem sunt pornite.

Experiența utilizatorului poate varia foarte mult, bazându-se pe modul în care este utilizat sistemul Linux, în timp ce nucleul poate fi aproape identic cu unele diferențe de compilare și divergențe pentru configurare. De exemplu, câteva cazuri de utilizare ale Linux cu experiențe de utilizator distincte sunt:

Productivitate desktop sisteme, cum ar fi cele utilizate de dezvoltatorii de software sau de alți profesioniști. Stațiile de lucru de dezvoltare software pot fi îmbunătățite pentru performanță, în timp ce desktopurile pot fi îmbunătățite pentru utilizarea instrumentelor de productivitate desktop pentru profesioniștii administrativi. Servere de rețea s-ar putea să nu adauge nici măcar o fereastră de linie de comandă pentru acces direct. De la distanță, aceste servere fără cap sunt gestionate de sesiuni Windows sau terminale de rețea. Serverele pot fi utilizate de mai mulți, dar ar trebui să fie accesate direct doar de administratorii de sistem autorizați. Clienți subțiri permite utilizatorilor să utilizeze un mediu desktop bogat cu un dispozitiv ușor. Include Google Chromebookuri și sisteme cu un singur card Raspberry Pi.

Linux funcționează mult similar cu orice sistem de operare bazat pe GUI atunci când îl folosește ca GUI cu un mediu desktop. Aplicațiile și multe alte resurse pot fi lansate prin apăsarea pictogramelor, iar fișierele pot fi șterse, copiate sau mutate folosind un trackpad sau mouse.

distribuții Linux

Linux a acceptat prevederile copyleft ale Free Software Foundation, care a produs GNU GPL încă de la începutul dezvoltării sale. GPL descrie că orice lucru luat pentru modificare și gratuit trebuie să fie distribuit gratuit.
Sunt disponibile sute de versiuni Linux, numite și distribuții sau distribuții. De obicei, distribuțiile se diferențiază prin pachet prin definirea unui anumit scop, piață țintă, funcție sau filozofie.

Există multe distribuții făcute pentru anumite funcții țintă, cum ar fi securitate, jocuri, desktop-uri, servere sau dispozitive încorporate, cum ar fi sistemele Raspberry Pi. Aproape fiecare distribuție modernă este gata de utilizare și precompilată, în timp ce altele, cum ar fi Gentoo Linux, sunt compuse din cod sursă pe care orice utilizator îl poate compila local în timpul pornirii instalării pentru a-și utiliza configurația sistemului.

Avantaje și dezavantaje ale sistemului de operare Linux

Câteva beneficii ale utilizării Linux sunt enumerate și explicate mai jos:

Sursa deschisa:Nucleul Linux este publicat sub licența software open-source a GNU GPL. Majoritatea distribuțiilor conțin mai multe aplicații cu diferite opțiuni în aproape toate categoriile. De asemenea, mai multe distribuții conțin software proprietar, cum ar fi driverele de dispozitiv oferite de producători, pentru a sprijini hardware-ul.Fiabilitate:Linux este tratat ca un sistem de operare de încredere și este bine susținut cu mai multe corecții de securitate. De asemenea, Linux este tratat ca un sistem de operare stabil, ceea ce înseamnă că se poate executa în aproape orice circumstanță. Linux poate gestiona, de asemenea, erorile atunci când rulează intrări și software neașteptate.Costuri de licență:Linux nu are taxe de licență precise, spre deosebire de Apple macOS sau Microsoft Windows. În timp ce suportul de sistem este disponibil contra cost de la mai mulți furnizori de Linux, sistemul de operare în sine este liber de utilizat și copiat. Câteva organizații IT și-au sporit economiile mutându-și software-ul serverului pe Linux dintr-un sistem de operare comercial.Compatibilitate inversă:Linux și multe software-uri open-source tind să fie actualizate frecvent pentru corecții funcționale și de securitate, având în același timp funcționalități de bază. Scripturile și configurațiile Shell sunt probabil să funcționeze neschimbate chiar dacă sunt utilizate actualizări de software. În general, Linux și alte aplicații open-source nu își modifică modurile de funcționare cu versiuni noi, spre deosebire de furnizorii economici de software care montează noi versiuni ale sistemelor lor de operare cu noi forme de lucru.Mai multe alegeri:Între aproape toate opțiunile infinite, mai multe distribuții disponibile și multe opțiuni de aplicație pentru a configura, compila și rula Linux pe aproape toate platformele hardware, este posibil să se dezvolte Linux pentru aproape toate aplicațiile.

Câteva dezavantaje ale Linux sunt:

Lipsa standardului:Nu este disponibilă nicio versiune standard pentru Linux, ceea ce poate fi plăcut pentru a optimiza Linux pentru aplicații specifice, dar mai puțin pentru a implementa imagini desktop și servere standardizate. Varietatea uriașă de opțiuni poate implica sprijinul ca rezultat.Costuri de suport:Asistența nu este gratuită, în timp ce o organizație poate achiziționa liber Linux fără taxe de licență. Aproape toți distribuitorii Linux pentru întreprinderi, cum ar fi Red Hat și SUSE, oferă contracte de asistență. Aceste taxe de licență pot reduce semnificativ economiile în funcție de situație.Software proprietar:Software-ul de productivitate pentru PC, cum ar fi Microsoft Office, nu poate fi utilizat pe desktop-uri Linux și este posibil ca multe software-uri proprietare să nu fie disponibile pentru platformele Linux.Curbă abruptă de învățare:Mai mulți utilizatori se luptă pentru a învăța să folosească aplicațiile bazate pe Linux și desktopurile Linux.Hardware neacceptat:Mai mulți producători de hardware permit driverele de dispozitiv Linux accesibile pentru produsele lor, dar mulți nu fac.