Операционная система Linux

 

 

Введение

   Операционная система — это программа, которая управляет аппаратными и программными средствами компьютера, предназначенными для выполнения задач пользователя. На первой стадии своего развития операционные системы предназначались для выполнения базовых задач по управлению аппаратными средствами. Эти задачи в основном касались управления файлами, выполнения программ и приема команд от пользователя. Взаимодействие пользователя с операционной системой осуществляется через пользовательский интерфейс. Этот интерфейс позволяет операционной системе принимать и интерпретировать инструкции, вводимые пользователем в компьютер. Для выполнения задачи — например, чтения файла или печати документа — достаточно лишь послать соответствующую инструкцию в операционную систему.

   Первоначально операционные системы предназначались для повышения эффективности работы аппаратных средств. Возможности первых компьютеров были ограниченными, и операционной системе приходилось извлекать их них максимум возможного. В этом отношении операционные системы были рассчитаны не на пользователя, а на аппаратные средства. Как правило, ОС отличались жесткостью, вынуждая пользователя приспосабливаться к требованиям эффективности использования аппаратных средств.

   Цель данной работы: изучение операциооной системы Linux

   Задачи работы: рассмотреть  историю возникновения ОС Linux, дать определение и выявить главные характеристики ОС Linux, проанализировать достоинства ОС Linux.

 

 

 

1. История возникновения  ОС Linux

   Естественно, история Linux начинается с Unix. Свой рассказ я начну с конца 60-х годов, когда прилагались согласованные усилия по выработке новых подходов к созданию операционных систем. В 1968 году консорциум исследователей, представляющих фирмы General Electric, AT&T Bell Laboratories и Массачусетский технологический институт, завершил работу над научно-исследовательским проектом Multics, результатом которого стала одноименная операционная система, вобравшая в себя последние достижения в решении проблем многозадачности, управления файлами и взаимодействия с пользователем. В 1969 году уже упомянутый нами Кен Томпсон разработал операционную систему Unix, в которой использовались многие результаты проекта Multics. Он приспособил эту систему, предназначенную для работы на мини-ЭВМ, к потребностям исследователей. С самого начала Unix стала удобной для всех и эффективной многопользовательской и многозадачной операционной системой.

   То, что операционная система была написана на языке высокого уровня, позволило упростить её портирование на различные компьютерные платформы. Из-за особенностей лицензии AT&T была вынуждена открывать исходный код операционной системы всем обратившимся[23], что позволило Unix быстро развиться и стать популярной во многих научных учреждениях и предприятиях.

В 1984 году Bell Labs отделилась от AT&T.

Избавившись от необходимости бесплатного лицензирования системы, Bell Labs начала продажи Unix как проприетарного продукта.

   Несмотря на то что из-за юридических проблем с лицензией 386BSD, из которой позже произошли NetBSD и FreeBSD, не была выпущена до 1992 года, её разработка предшествовала Linux. Линус Торвальдс сказал, что если бы 386BSD была доступна в то время, он, вероятно, не создал бы Linux.

   В 1991 году, во время обучения в Хельсинкском университете Торвальдс заинтересовался операционными системами и был разочарован лицензией MINIX, которая ограничивала её использование только образовательными целями (что исключало любое коммерческое использование), вследствие чего начал работать над своей собственной операционной системой, которая в итоге стала Linux.

   Торвальдс начал разработку ядра Linux на MINIX, и приложения, написанные для MINIX, были также использованы в Linux. Позже, когда Linux достиг определённой зрелости, появилась возможность продолжать разработку уже на базе самого Linux. Приложения GNU также заменили приложения MINIX, так как код GNU, находящийся в свободном доступе, был более удобен для применения в молодой операционной системе. Исходный код под лицензией GNU GPL может быть использован в других проектах, если они также выпускаются под той же или совместимой лицензией. Для того чтобы сделать Linux доступным для коммерческого использования, Торвальдс начал переходить от своей первоначальной лицензии (которая запрещала коммерческое распространение) на GNU GPL. Разработчики работали над полной интеграцией компонентов GNU с Linux с целью создания полнофункциональной и свободной операционной системы (Linux).

   Линус Торвальдс продолжает руководить разработкой ядра. Ричард Столлман возглавляет Free Software Foundation, которая, в свою очередь, поддерживает разработку компонентов GNU.

   Компоненты, разработанные сторонними производителями, являются результатом огромного объёма работы и могут быть как модулями ядра, так и пользовательскими приложениями и библиотеками.

   Компании и сообщества разработчиков Linux объединяют и интегрируют ядро, компоненты GNU и не-GNU, дополнительное программное обеспечение, средства управления пакетами и распространяют получившиеся системы в виде дистрибутивов Linux.

   Таким образом в данном параграфе кратко рассмотрели история создания ОС Linux.

2. Операционная  система Linux

   Linux ( i/ˈlɪnəks/ [ˈlɪnəks] или [ˈlɪnʊks]), также Ли́нукс — общее название Unix-подобных операционных систем, основанных на одноимённом ядре. Ядро Linux создаётся и распространяется в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения. Поэтому общее название не подразумевает какой-либо единой «официальной» комплектации Linux; они распространяются в основном бесплатно в виде различных готовых дистрибутивов, имеющих свой набор прикладных программи уже настроенных под конкретные нужды пользователя.

   На начальном этапе Linux бесплатно разрабатывался только энтузиастами-добровольцами, но с успехом Linux и его массовым коммерческим использованием дорабатывать ОС и вносить свой вклад стали и компании, со временем став значительной силой. Подавляющее большинство ПО в современных дистрибутивах по-прежнему доступно по свободным лицензиям, как правило, за исключением небольшого количества проприетарных компонентов. В 2008 году расчёты показывали, что для того, чтобы «с нуля» разработать систему, аналогичную Fedora 9, потребовалось бы затратить 10,8 млрд долл. Совокупная себестоимость ядра Linux оценена в более чем 1 млрд евро (около 1,4 млрд долл.). Только за 2008 год себестоимость ядра Linux увеличилась на 225 млн евро. В системе Linux воплощён труд в эквиваленте 73 тыс.лет.

   В настоящее время системы Linux лидируют на рынках смартфонов (Android занимает 85 % рынка),интернет-серверов (60 %), самых мощных суперкомпьютеров (97 %), а также, согласно Linux Foundation, вдата-центрах и на предприятиях, занимают половину рынка встраиваемых систем, имеют значительную долю рынка нетбуков (32 % на 2009 год). На рынке домашних компьютеров Linux прочно занимает 3 место (по разным данным, от 1 до 5 %). Согласно исследованию Goldman Sachs, в целом, рыночная доля Linux среди электронных устройств составляет около 42 %.

   С тех пор, как ядро Linux было создано для x86-ПК, оно было портировано на множество платформ, включаяx86-64, PowerPC и ARM. Linux работает в роутерах, телевизорах и игровых приставках. ОС на ядре продолжают быстро совершенствоваться (например, новая версия ядра выпускается каждые 2—3 месяца, с 2005 года в разработке ядра принимают участие более 7800 разработчиков из более чем 800 различных компаний) и набирает популярность (за 9 месяцев с мая 2011 по январь 2012 доля Linux выросла на 64 %).

   Наиболее популярными дистрибутивами являются (расположены в алфавитном порядке названия их пакетных форматов): deb-based (Debian, Mint, Ubuntu), pacman-based (Arch Linux, Chakra, Manjaro), RPM-based (RedHat, Fedora, Mageia, OpenSUSE), source-based (Slackware, Gentoo).

   Официальным логотипом и талисманом Linux является пингвин Tux был создан в 1996 году Ларри Юингом.

   Линукс-системы представляют собой модульные Unix-подобные операционные системы. В большей степени дизайн Линукс-систем базируется на принципах, заложенных в Unix в течение 1970-х и 1980-х годов. Такая система использует монолитное ядро Линукс, которое управляет процессами, сетевыми функциями, периферией и доступом к файловой системе.

   Драйверы устройств либо интегрированы непосредственно в ядро, либо добавлены в виде модулей, загружаемых во время работы системы.

   Отдельные программы, взаимодействуя с ядром, обеспечивают функции системы более высокого уровня. Например, пользовательские компоненты GNU являются важной частью большинства Линукс-систем, включающей в себя наиболее распространённые реализации библиотеки языка Си, популярныхоболочек операционной системы, и многих других общих инструментов Unix, которые выполняют многие основные задачи операционной системы.

   Графический интерфейс пользователя (или GUI) в большинстве систем Линукс построен на основе X Window System.

   В Линукс-системах пользователи работают через интерфейс командной строки (CLI), графический интерфейс пользователя (GUI), или, в случаевстраиваемых систем, через элементы управления соответствующих аппаратных средств.

   Настольные системы, как правило, имеют графический пользовательский интерфейс, в котором командная строка доступна через окно эмулятора терминала или в отдельной виртуальной консоли.

   Большинство низкоуровневых компонентов Линукс, включая пользовательские компоненты GNU, используют исключительно командную строку.

   Командная строка особенно хорошо подходит для автоматизации повторяющихся или отложенных задач, а также предоставляет очень простой механизммежпроцессного взаимодействия.

   Программа графического эмулятора терминала часто используется для доступа к командной строке с рабочего стола Линукс.

   Линукс-системы обычно реализуют интерфейс командной строки при помощи оболочки операционной системы, которая также является традиционным способом взаимодействия с системой Unix.

   Дистрибутивы, специально разработанные для серверов, могут использовать командную строку в качестве единственного интерфейса.

   На настольных системах наибольшей популярностью пользуются пользовательские интерфейсы, основанные на таких средах рабочего стола как KDE Plasma Desktop, GNOME и Xfce, хотя также существует целый ряд других пользовательских интерфейсов. Самые популярные пользовательские интерфейсы основаны на X Window System (часто просто «X» или «иксы»).

   «X» предоставляет прозрачность сети и позволяет графическим приложениям, работающим на одном компьютере, отображаться на другом компьютере, на котором пользователь может взаимодействовать с ними.

   Другие графические интерфейсы, такие как FVWM, Enlightenment и Window Maker, могут быть классифицированы как простые менеджеры окон X Window System, которые предоставляют окружение рабочего стола с минимальной функциональностью.

   Оконный менеджер предоставляет средства для управления размещением и внешним видом отдельных окон приложений, а также взаимодействует с X Window System.

   Окружение рабочего стола включает в себя оконные менеджеры, как часть стандартной установки: (Metacity для GNOME, KWin для KDE, Xfwm для Xfce с 2010 года), хотя пользователь при желании может выбрать другой менеджер окон.

   Таким образом в данном параграфе дали определение что такое ОС Linux и рассмотрели ее характеристики.

3. Разработка и программирование в операционной системе Linux

   Linux работает на множестве процессоров различных архитектур, таких как x86, x86-64, PowerPC, ARM, Alpha AXP,SPARC, Motorola 680x0, SuperH, IBM System/390, MIPS, PA-RISC, AXIS CRIS, Renesas M32R, Atmel AVR32, Renesas H8/300, NEC V850, Tensilica Xtensa и многих других.

   В отличие от коммерческих систем, таких как Windows или Mac OS X, Linux не имеет географического центра разработки. Нет и организации, которая владела бы этой системой; нет даже единого координационного центра. Программы для Linux — результат работы тысяч проектов. Некоторые из этих проектов централизованы, некоторые сосредоточены в фирмах. Многие проекты объединяют хакеров со всего света, которые знакомы только по переписке. Создать свой проект или присоединиться к уже существующему может любой и, в случае успеха, результаты работы станут известны миллионам пользователей. Пользователи принимают участие втестировании свободных программ, общаются с разработчиками напрямую, что позволяет быстро находить и исправлять ошибки и реализовывать новые возможности.

   История развития UNIX-систем. Linux является UNIX-совместимой, однако основывается на собственном исходном коде

   Именно такая гибкая и динамичная система разработки, невозможная для проектов с закрытым кодом, определяет исключительную экономическую эффективность Linux. Низкая стоимость свободных разработок, отлаженные механизмы тестирования и распространения, привлечение людей из разных стран, обладающих разным видением проблем, защита кода лицензией GPL — всё это стало причиной успеха свободных программ.

   Конечно, такая высокая эффективность разработки не могла не заинтересовать крупные фирмы, которые стали открывать свои проекты. Так появились Mozilla (Netscape, AOL), OpenOffice.org (Oracle), свободный клонInterBase (Borland) — Firebird, SAP DB (SAP). IBM способствовала переносу Linux на свои мейнфреймы.

   С другой стороны, открытый код значительно снижает себестоимость разработки закрытых систем для Linux и позволяет снизить цену решения для пользователя. Вот почему Linux стала платформой, часто рекомендуемой для таких продуктов, как СУБД Oracle Database, DB2, Informix, SyBase, SAP R3, Domino.

   GNU Compiler Collection (GCC) является стандартным семейством компиляторов для большинства Linux-систем. Кроме того, GCC обеспечивает front-end для C, C++, Java. Большинство дистрибутивов включают в себя установленные интерпретаторы Perl, Python и других сценарных языков.