Многопользовательская система

Linux изначально был спроектирован как многопользовательская система. При этом речь шла не о том: что вычислительной машиной под Linux могут пользоваться несколько человек по очереди, а о реальной многопользовательской системе, когда несколько человек одновременно запускают свои приложения на одном и том же компьютере. Нужно ли это, если речь идет о настольной, персональной машине? Сейчас уже можно твердо сказать «да». Во-первых, настройки и данные, связанные с приложениями, поддерживаются независимо и тщательно для каждого пользователя, а это оказывается существенно при широко применяемом сейчас совместном доступе к приложениям и данным. Во-вторых, для каждого пользователя сохраняются независимо настройки его рабочего стола, каждый раз, выполнив процедуру регистрации, он получает привычное рабочее окружение.

Основную часть ОС Linux принято называть ядром. В ядро входит самый нижний уровень функций операционной системы, как то: контроль аппаратных средств, запуск драйверов устройств, управление файловыми системами, создание процессов, управление памятью и другие базовые функции. Ядро Linux во многом походит на ядро UNIX. Ядро Linux имеет некоторые особенности, которые являются совершенно уникальными:

ядро построено по модульному принципу

на одном компьютере может быть установлено сразу несколько ядер

разработка ядра Linux управляется централизовано

Ядро Linux не представляет собой монолитное образование, некоторые его части могут загружаться в процессе работы, такие части называются модулями. Если некоторые функции не требуются в текущий момент, то отвечающие за них модули не загружены и не занимают память. На одном компьютере может быть установлено сразу несколько ядер, но только одно из них работает в каждый момент времени. Эта особенность позволяет тестировать новые версии ядра, собирать более подходящую его конфигурацию и в то же время иметь возможность очень легко вернуться назад, к старой версии, которая гарантированно работала. Разработку ядра Linux до сих пор контролирует легендарный Линус Торвальдс. А это означает, что каждая версия ядра представляет собой один единственный объект.

Взаимодействие приложений

Операционная система Linux далеко не так сильно интегрирована, как операционная система Windows. Фактически каждый дистрибутив состоит из ядра и сотен, если не тысяч отдельных программных пакетов, ассоциированных с этим ядром. Все программы изначально проектировались и проектируются так, чтобы допускать тесное взаимодействие, иначе системы не смогла бы работать. Но это не означает, что они должны взаимодействовать, интеграции между ними может и не быть. В некоторых случаях такое отсутствие обязательной интеграции на низком уровне может выглядеть как недостаток, но это качество дает разработчикам ПО более высокого свободу в выбора низкоуровневых приложений и возможность их замены впоследствии. Поскольку ядро Linux и почти все доступные приложения базируются на открытых стандартах, интеграция между ними выполняется легко, и работают они вместе надежно.

Пользовательский интерфейс

Как правило, пользователь общается с вычислительно машиной посредством графического монитора, мыши и клавиатуры. Так устроены почти все клиентские компьютеры, хотя внешний вид рабочего стола и функциональность могут различаться. Под Linux менеджер графической сессии является просто одним из приложений, он не является частью операционной системы. Это означает что, во-первых, вы можете выбирать менеджера рабочего стола (наиболее частый выбор -- это KDE или GNOME) и, во-вторых, можно работать вообще без графического окружения, в алфавитно-цифровом режиме.

Взаимодействие с внешней инфраструктурой

Настольный компьютер редко работает сам по себе, он должен взаимодействовать с объемлющей инфраструктурой. Он нуждается в подключении к локальной сети, в доступе к серверам и другим общим ресурсам. Linux поддерживает все возможные сетевые протоколы, необходимые для такого взаимодействия. Важнейшим моментом при подключении компьютера к внешнему миру является проблема обеспечения безопасности. Ядро Linux имеет встроенный брандмауэр, который защищает компьютер от несанкционированного доступа извне и обеспечивает безопасную работу конечных пользователей и сохранность данных.

Способ хранения данных

Способ хранения данных в Linux кардинально отличается от способа, принятого в Windows. Файловая структура в Linux представлена одним деревом, при этом различные типы разделов, в том числе разделы на удаленных устройствах, выглядят однотипно. Здесь нет букв, приписанных к дискам. Такой подход позволяет, например, придерживаться одной и той же логической структуры каталогов на всех клиентских машинах. Существенным отличием в обращении с файлами является существование ссылок в большинстве файловых систем, с которыми работает Linux. По сути ссылки являются указателями на файлы или на целые каталоги. Существуют два вида ссылок: жесткие ссылки и символьные ссылки. Жесткая ссылка является просто еще одним именем, связанным с файлом, а символьная ссылка -- это отдельно стоящий указатель. В том случае, если удален файл, символьная ссылка на него не удаляется, но начинает указывать в пустоту. Если число жестких ссылок на файл больше одной, то удаление одного имени не повлечет удаление файла. Реально он будет удален только после удаления последней жесткой ссылки.

Другие отличия

Есть и другие особенности, отличающие Linux от других ОС для настольных компьютеров. Рассмотрим разницу в работе с виртуальной памятью и уникальное для Linux понятие уровней выполнения (run levels). Работы с виртуальной памятью в каждой операционной системе происходит по своему, иногда это зависит даже от версии операционной системы. Особенностью Linux является то, что виртуальная память не будет использоваться до тех пор, пока есть возможность работать в реальной оперативной памяти. Windows, например, начинает перемещать информацию из оперативной памяти на диск и в других случаях, там существует практика превентивного свопинга. Во многих случаях такой подход приводит в снижению скорости выполнения операций. В Linux принята также система кэширования, то есть, хранение недавно использованной файловой информации в оперативной памяти. В результате такой практики постоянно используется значительная часть оперативной памяти. В том случае, если дополнительная оперативная память требуется приложениям, система просто сокращает область кэширования. Концепция уровней выполнения является общей для UNIX/Linux-подобных операционных систем. Уровень выполнения определяет, какие системные сервисы будут запущены при начальной загрузке системы. Уровни выполнения нумеруются от 0 до 9. Например, уровень выполнения 3 соответствует загрузке всех системных сервисов, кроме графических. На уровне 5 стартует также и графическое окружение. Уровень 1 соответствует однопользовательскому режиму загрузки системы, в котором доступна только одна консоль и отключены практически все службы.

Есть много различных и одна из них - "Линукс". Что такое и где используется она? Как она устроена? Какие отличия от привычной большинству людей "Виндовс" здесь есть? "Линукса"? На все эти вопросы будут даны ответы в рамках статьи.

Чем является "Линукс"

Это операционная система, относительной которой у вас есть широкий выбор по программному обеспечению, что будет устанавливаться. В ней можно выбирать между несколькими типами рабочих столов и где-то дюжиной оболочек для командной строки. Последняя, кстати, называется терминалом и играет очень важную роль. Благодаря ориентации на выполнение нескольких программ сразу операционная система относительно мало подвержена сбоям. Благодаря тому, что никакая программа по умолчанию не может запуститься без ведома пользователя, встретить вирус, написанный под Linux, очень сложно (хотя и возможно). Но если они и заражают компьютеры, то исключительно из-за того, что пользователем было запущено подозрительное приложение. Некоторые образцы данной системы могут спокойно размещаться и работать через оптические приводы или USB.

История разработки

Linux по-русски звучит как "Линукс", то есть не переводится. А знаете, почему так? Всё из-за того, что он назван в честь своего основателя-первопроходца - Линуса Торвальдса. Представил он обществу своё творение в 1994 году (хотя разработка начиналась ещё в 1991). Благодаря тому, что операционная система обладала открытым кодом, и каждый мог её доработать, у него появились последователи по всему миру. Ею начинают интересоваться различные фирмы, которые выпускают платные дистрибутивы. Одновременно возникают сообщества разработчиков, которые на волонтерских основаниях создают и распространяют свои сборки. И на 2016 год существует около десятка популярных версий операционных систем "Линукс". Что такое положение дел нам сообщает? Это значит, что есть сильнейшая конкуренция, взаимопомощь (как бы это странно ни звучало) и разнообразие. Кроме популярных версий, широко применяются и менее распространённые, которые часто нацелены на выполнение определённого спектра задач. И сейчас, если вас интересует русский "Линукс", знайте, что скачать его - не проблема. А для других есть русификаторы, которые переведут хотя бы часть обозначений.

"Линукс" и "Виндовс": какие отличия

На первый взгляд данные внешне не сильно отличаются. Но это не так. Отличия есть, но, чтобы увидеть их, необходимо заглянуть «поглубже». Основное внимание получит Linux, но, чтобы вы представляли, что и как, и будет проводиться сравнение с Windows. Нами будут рассмотрены:

1. Файловая система.
2. Графическая оболочка.
3. Конфигурация системы.
4. Сфера применения.

И в завершение будет немного уделено внимания дистрибутивам.

Файловая система

Первоначально необходимо отметить, что нет жестких дисков в обычном понимании в "Линукс". Что такое положение дел говорит вам в первую очередь? Сложно? Отнюдь! Логические разделы и физические диски сохранятся, только здесь они будут представлены каталогами. Операционная система подключается к какой-то папке, и всё, что создаётся - попадает в неё. Вестись работа может только с файлами, что находятся в ней. Самая главная папка - это корневая. Она обозначается знаком /. Для примера, файлы пользователей обычно хранят в /home/username/. Но по своему желанию можно менять расположение практически всего, чего угодно. Сложно ли перемещаться по такой конструкции?

Графическая оболочка

На первых порах после Windows может показаться, что перемещение неудобное. Но это только при использовании терминала. Есть и графические оболочки, с помощью которых можно работать с привычным интерфейсом. Терминал, кстати, используют или на серверах, или очень продвинутые люди с хорошей памятью. Графически оформленная оболочка же подходит для всех остальных, а также тех, кто просто не хочет запоминать точные каталоги информации. Система "Линукс" может предстать в самых различных видах. Может быть настроено несколько вариантов рабочего стола, а уже графическое оформление для них - исчисляется в сотнях вариаций.

Конфигурация

У Windows данная информация находится в системном реестре, который является определённой базой данных. Она необходима, чтобы запускаемые в операционной системе программы правильно конфигурировались при своей загрузке и в начале работы. В ней, если повреждён реестр, то поможет только полная переустановка. Хотя в этом есть и преимущество - всё находится в одном месте. Но Linux пошла по другому пути. В ней каждая программа является обладательницей отдельного конфигурационного файла (а порой даже и нескольких). Они могут быть просмотрены или отредактированы произвольным текстовым редактором. Если есть несколько файлов, то это имеет свои преимущества - так при повреждении одного из них будет потеряна только часть наработок. И переустанавливать в худшем случае придётся только отдельную программу. Когда пользователь решит сменить используемый компьютер, то ему не обязательно начинать всё с начала. Необходимые файлы он может просто скопировать между машинами (напрямую или с помощью носителя). А что делать, если повредилась операционная система? В этом заключено важное преимущество, которым обладает "Линукс". Операционная система нуждается в переустановке, и вам необходимо её выполнить. А вот настройки файлов после этого процесса сохранятся и не пропадут. Хотя тут есть один маленький недостаток - каждая программа обладает своим форматом конфигурационных файлов, и необходимо будет хорошо разобраться, что и как, прежде чем редактировать.

Сферы применения

Мы поговорили про это и чем она отличается от привычной большинству пользователей системы Windows. А сейчас давайте уделим внимание сферам ее использования. Применение, увы, она найдёт не везде. Так, "Линукс"-сервер или домашняя/офисная рабочая станция - здесь она близка к идеалу. Дело в том, что для данной операционной системы существует не много портированных или созданных игр. Также существуют отдельные программы с запуском графическим пакетов Adobe и сложных инженерных программ (вроде AutoCAD, MatLAB и им подобных). Но с помощью эмуляции данную проблему в большинстве случаев можно решить. Далеко не всегда людям необходим компьютер, который решает специфические задачи. Поэтому предлагаю ознакомиться с кратким списком возможностей системы, и если она делает то, что нужно, можете попробовать её на практике и не быть разочарованным:

1. Система может составлять офисные документы, электронные таблицы, различную документацию и обрабатывать тексты.
2. Возможным является просмотр и редактирование изображений и фотографий.
3. Можно прослушивать музыку и просматривать видео.
4. В системе можно играть в игры - но, как правило, в очень простые.
5. Осуществлять коммуникационные процессы через интернет (в этом плане "Линукс" на голову выше за Windows).
6. Удобно программировать.
7. Можно исследовать просторы интернета.
8. Удобно удалённо управлять операционными системами (любыми).
9. Доступными являются различные программы обмена сообщениями и электронная почта.
10. Удобно реализован обмен файлами.
11. Бесплатность операционной системы
12. И под конец - вирусы здесь существуют в качестве мифа. По крайней мере, автор не встретил ни одного за всю свою жизнь.

Про дистрибутивы

Уже хотите себе русский "Линукс"? Тогда необходимо сказать немного о дистрибутивах. С одной стороны сложно сказать, что перед нами разные операционные системы. Но с другой - никто не докажет обратное. Вы можете выбрать желаемый язык и географическую ориентированность, что поможет сделать более удобной "Линукс". Русская версия, французская, бразильская - выбор за вами. С помощью операционной системы можно серьезно заняться изучением иностранных языков. Но давайте о дистрибутивах. Главные их отличия - это расположение программ в файловой системе. Нельзя сказать, что один дистрибутив удобнее другого. Всё зависит от задач, которые стоят перед вами. Так, можно установить одну версию, в которой можно только программировать, и существует слабая поддержка интернета (загружаются только текстовые составляющие). Такой вариант подойдёт для тех, кто не может сконцентрироваться на работе и постоянно отвлекается. Есть и такие, которые позволят наилучшим образом настроить мощности, чтобы получить оптимальную производительность машины. Выборов уйма, и только вам останавливаться на одном из них.

ОС Linux характеристика и возможности. Linux — Unix-подобная система, основанная на одноимённом ядре. Ядро создаётся в соответствии с разработкой открытого, свободного программного обеспечения. Общее название не предусматривает какой-либо единой комплектации; распространяются в основном бесплатно, имеющие свои наборы прикладных программ, настроенных под нужды пользователей.

В начале Linux разрабатывался бесплатно энтузиастами, но с успехом Linux и его массовым использованием, вносить свой вклад в доработку стали разные компании. Большинство программ в дистрибутивах сейчас по-прежнему доступно. В системах Linux воплощён труд, эквивалентен 73 тысячи человек-лет.

В настоящем времени Linux лидирует на рынках смартфонов. Рынок домашних компьютеров Linux занимает 3 место, доля Linux среди соответствующих устройств около 43 %.

С тех самых пор, как для ОС Linux создано ядро для x86-ПК, оно было установлено на множество платформ. Linux установлен в телевизорах, роутерах, игровых приставках. ОС продолжают совершенствоваться, к примеру, новая версия ядра появляется каждых 2-3 месяца.

Наибольшую популярность получили дистрибутивы: Debian, Mint, Ubuntu, RedHat, Fedora, Mageia, Slackware, Gentoo, Arch Linux.

Система Linux довольно проста в эксплуатации. Но, среди пользователей ПК и сейчас бытует мнение об якобы ее «неприспособленности» к обычному пользователю. А сегодня, почти незнакомому с компьютером можно за несколько часов нормально установить и даже сносно настроить Линоксовую операционную систему и начать работать в ее приложениях.

Линукс – такая система, которую на сегодняшний день признали фактической единственной альтернативой ОС Windows от Microsoft.

Начало свое Linux взяла с 1991 года. Студент, Финский молодой программист Линус Торвальдс тогда взялся работать в самой первой версии системы, поэтому которую и назвали в честь него. Популярности Linux добился с самого возникновения.

Бесплатная, надежная. Корректная работа железа вашего ПК, позволяет Linux’у работать многие годы без перезагрузок и программных зависаний. И даже кнопка Reset может вообще не понадобится.

Безопасная. В ОС Linux признано практически вирусов нет. В построении операционной системы также практически исключается работа вредоносных программ, поэтому вы можете обойтись без обычных антивирусных программ, которые тормозят компьютер и мешают работать. Все время не нужно обновлять базы антивирусов, и проверять жесткие диски на вирусы, терять бесценное свое время.

Исходный открытый код дал возможность использовать и модифицировать Линукс по своему желанию. Можно исправлять какие-нибудь программные ошибки или недочёты системы в любой момент, а также расширять её функциональность, путём написаний дополнений или программ, для работы под ее управлением.

На данное время вокруг Линукс сформировано огромное сообществ программистов, которые занимаются постоянным усовершенствованием систем. Они разрабатывают новейшие версии и всякие разновидности данной ОС, заняты написанием весьма разнообразных программ, которые работают с системой Linux.

Самой сильной эта операционная система считается областью серверного обслуживания, но, однако, поскольку сайты рассчитаны на пользователей домашних или офисных ПК, здесь не будет рекомендаций по настройкам серверов, или назойливых советов по сборке ядра ОС и прочих «сложностей», которые обычным человеком в повседневной работе, как правило, не используется.

ОС Linux и Windows: «Зачем нужен Линукс» —

Операционная система - это комплекс программ, который обеспечивает управление аппаратными средствами компьютера, организует работу с файлами (в том числе запуск и управление выполнением программ), а также реализует взаимодействие с пользователем, т. е. интерпретацию вводимых пользователем команд и вывод результатов обработки этих команд.

Без операционной системы компьютер вообще не может функционировать в качестве такового. В таком случае он представляет собой не более чем совокупность неработающих электронных устройств, непонятно зачем собранных воедино.

На сегодняшний день наиболее известными операционными системами для компьютеров являются семейства операционных систем Microsoft Windows и UNIX. Первые ведут свою родословную от операционной системы MS-DOS, которой оснащались первые персональные компьютеры фирмы IBM. Операционная система UNIX была разработана группой сотрудников Bell Labs под руководством Денниса Ричи, Кена Томпсона и Брайана Кернигана (Dennis Ritchie, Ken Thompson, Brian Kernighan) в 1969 году. Но в наши дни, когда говорят об операционной системе UNIX, чаще всего имеют в виду не конкретную ОС, а скорее целое семейство UNIX-подобных операционных систем. Само же слово UNIX (заглавными буквами) стало зарегистрированной торговой маркой корпорации ATT.

В конце 70-х годов (теперь уже прошлого столетия) сотрудники Калифорнийского университете в Беркли внесли ряд усовершенствований в исходные коды UNIX, включая работу с протоколами семейства TCP/IP. Их разработка стала известна под именем BSD ("Berkeley Systems Distribution"). Она распространялась под лицензией, которая позволяла дорабатывать и усовершенствовать продукт, и передавать результат третьим лицам (с исходными кодами или без них) при условии, что будет указано, какая часть кода разработана в Беркли.

Операционные системы типа UNIX, в том числе и BSD, изначально разрабатывались для работы на больших многопользовательских компьютерах - мейнфреймах. Но персональные компьютеры постепенно наращивали мощь своего аппаратного обеспечения, и в наши дни они уже превосходят по возможностям те мейнфреймы, для которых в 70-х годах разрабатывалась ОС UNIX. И вот, в начале 90-х годов студент хельсинкского университета Линус Торвальдс (Linus Torvalds) приступил к разработке UNIX-подобной ОС для IBM-совместимых персональных компьютеров.

Вот текст сообщения, которое Торвальдс отправил в группу новостей comp.os.minix 25 августа 1991 года:

From: [email protected] (Linus Benedict Torvalds)

Newsgroups: comp.os.minix

Subject: What would you like to see most in minix?

Summary: small poll for my new operating system

Organization: University of Helsinki

Hello everybody out there using minix -

I"m doing a (free) operating system (just a hobby, won"t be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones. This has been brewing since april, and is starting to get ready. I"d like any feedback on things people like/dislike in minix, as my OS resembles it somewhat (same physical layout of the file-system (due to practical reasons) among other things).

I"ve currently ported bash(1.08) and gcc(1.40), and things seem to work.

This implies that I"ll get something practical within a few months, and I"d like to know what features most people would want. Any suggestions are welcome, but I won"t promise I"ll implement them:-)

Linus ([email protected])

PS. Yes - it"s free of any minix code, and it has a multi-threaded fs. It is NOT portable (uses 386 task switching etc), and it probably never will support anything other than AT-harddisks, as that"s all I have:-(.

В этом сообщении Линус пишет, что он работает над (свободной) операционной системой для 386-х (486-х) компьютеров, и просит всех заинтересованных лиц сообщить, какие компоненты системы пользователи хотят видеть в первую очередь. Но, как видно из текста послания, оболочка bash и компилятор gcc у него уже работали. Работали они под управлением операционной системы Minix, которая была разработана профессором Э.Таненбаумом (Andy Tanenbaum) как учебное пособие для студентов-программистов. Minix работала на компьютерах с 286-ым процессором и послужила для Торвальдса прообразом новой ОС.

Файлы первого варианта Linux (версия 0.01) были опубликованы в Интернете 17 сентября 1991 года. Как пишет сам Торвальдс: "As I already mentioned, 0.01 didn"t actually come with any binaries: it was just source code for people interested in what linux looked like. Note the lack of announcement for 0.01: I wasn"t too proud of it, so I think I only sent a note to everybody who had shown interest."

Затем, 5 октября 1991 г. была выпущена версия 0.02, которая уже работала. Впрочем, подробное изложение истории Linux не входит в задачи данной книги, поэтому продолжать данную тему я не буду, отсылая заинтересованных читателей к [П3.1].

Л. Торвальдс не стал патентовать или иным образом ограничивать распространение новой ОС. С самого начала Linux распространяется на условиях, определяемых лицензией General Public License (GPL), принятой для программного обеспечения, разрабатываемого в рамках движения Open Source и проекта GNU (см. [П3.2]). На Linux-сленге эту лицензию иногда называют Copyleft. Об этой лицензии, движении Open Source и проекте GNU необходимо поговорить особо.

В 1984 году американский ученый Ричард Столлман (Richard Stallman) основал Фонд Свободного Программного Обеспечения (Free Software Foundation). Целью этого фонда было устранение всех запретов и ограничений по распространению, копированию, модификации и изучению программного обеспечения. Ведь до тех пор коммерческие компании тщательно оберегали разработанное ими программное обеспечение, ограждали его патентами и знаками защиты авторских прав, держали в строжайшем секрете исходные коды программ, написанных на языках высокого уровня (типа С++). Столлман считал, что это наносит огромный вред развитию ПО, приводит к снижению качества программ и наличию в них огромного количества невыявленных ошибок. И, что хуже всего, это приводит к замедлению процесса обмена идеями в области программирования, тормозит создание нового ПО в силу того, что каждому программисту приходится полностью заново писать каждую программу, вместо того, чтобы заимствовать уже готовые куски исходного кода из готовых программ.

В рамках Фонда Свободного ПО была начата разработка проекта GNU - проекта создания свободного программного обеспечения. Аббревиатура GNU открывается рекурсивно - GNU"s Not Unix, т. е. то, что принадлежит проекту GNU, не является частью Unix (потому что к тому времени даже само слово UNIX уже было зарегистрированной товарной маркой, т. е. перестало быть свободным). В "Манифесте GNU" [П3.3], который был написан в 1985 г., Р. Столлман в качестве главной движущей силы, которая привела к возникновению FSF и проекта GNU, ставит свое неприятие прав собственности отдельных людей на программное обеспечение.

То, что разрабатываемое в рамках проекта GNU ПО свободно, не означает, что оно распространяется без лицензии и никак не защищено в юридическом смысле. Программы, разрабатываемые в рамках движения Open Source, распространяются на условиях лицензии General Public License(GPL) [П3.2]. Если сказать очень кратко, то суть этой лицензии состоит в следующем. Программное обеспечение, распространяемое под этой лицензией, можно как угодно дорабатывать, модифицировать, передавать или продавать другим лицам при условии, что результат такой переработки тоже будет распространяться под лицензией copyleft. Последнее условие - самое важное и определяющее в этой лицензии. Оно гарантирует, что результаты усилий разработчиков свободного ПО останутся открытыми и не станут частью какого-либо лицензированного обычным способом продукта. Оно также отличает свободное ПО от ПО, распространяемого бесплатно. Говоря словами создателей FSF, лицензия GPL "делает ПО свободным и гарантирует, что оно останется свободным".

Практически все ПО, распространяемое на условиях GPL, является почти бесплатным для пользователей (в большинстве случаев для того, чтобы получить его, Вы должны заплатить только за CD-ROM-диск с ПО или за трафик выхода в Интернет). Это не означает, что программисты перестают получать вознаграждение за свой труд. Основная мысль Р. Столлмана состоит в том, что нужно продавать не программное обеспечение, а труд программиста как такового. Например, источником дохода может быть сопровождение программных продуктов или их установка и конфигурация для внедрения на новых компьютерах и/или в новых условиях, преподавание и т. д. Хорошим вознаграждением может быть и получение автором свободных программ определенной известности, которая позволит ему в последующем получить высокооплачиваемую работу.

В рамках движения Open Source, и в частности проекта GNU, было разработано значительное количество программ, наиболее известными из которых являются редактор Emacs и компилятор GCC (GNU C Compiler) - самый лучший и по сей день компилятор языка C. Открытость исходных кодов программ оказывает очень благотворное влияние на качество программного обеспечения: все лучшее, все новые идеи и решения сразу же широко распространяются, а все ошибки замечаются и быстро устраняются. Начинает работать механизм естественного отбора, который подавлен в том варианте подхода к распространению программ, который практикуется в коммерческом ПО.

Но вернемся к истории собственно Linux. Надо сказать, что разработка Линуса Торвальдса представляла собой только ядро операционной системы. Это ядро "упало на подготовленную почву", в том смысле, что в рамках проекта GNU уже было разработано большое количество утилит разного рода. Но для превращения GNU в полноценную ОС не хватало ядра. Разработка ядра велась (оно называлось Hurd), но по каким-то причинам задерживалась. Поэтому появление разработки Л. Торвальдса было очень своевременным. Оно ознаменовало рождение операционной системы, распространяемой с открытыми исходными кодами.

Р. Столлман, конечно, прав, когда настаивает на том, что операционная система Linux должна называться GNU/Linux. Но так уж сложилось, что название ядра стало служить названием всей операционной системы, и мы в этой книге будем поступать так же.

В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступны, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на сегодняшний момент Linux - самая современная, устойчивая и быстроразвивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в себя самые последние технологические новшества. Она обладает всеми возможностями, которые присущи современным полнофункциональным операционным системам типа UNIX. Приведем краткий список этих возможностей.

Все процессы независимы; ни один из них не должен мешать выполнению других задач. Для этого ядро осуществляет режим разделения времени центрального процессора, поочередно выделяя каждому процессу интервалы времени для выполнения. Это существенно отличается от режима "вытесняющей многозадачности", реализованной в Windows 95, когда процесс должен сам "уступить" процессор другим процессам (и может сильно задержать их выполнение).

Linux - не только многозадачная ОС, она поддерживает возможность одновременной работы многих пользователей. При этом Linux может предоставлять все системные ресурсы пользователям, работающим с хостом через различные удаленные терминалы.

Свопирование оперативной памяти на диск позволяет работать при ограниченном объеме физической оперативной памяти; для этого содержимое некоторых частей (страниц) оперативной памяти записываются в выделенную область на жестком диске, которая трактуется как дополнительная оперативная память. Это несколько снижает скорость работы, но позволяет организовать работу программ, требующих большего объема ОЗУ, чем фактически имеется в компьютере.

Системная память Linux организована в виде страниц объемом 4K. Если оперативная память полностью исчерпана, ОС будет искать давно не использованные страницы памяти для их перемещения из памяти на жесткий диск. Если какие-либо из этих страниц становятся нужны, Linux восстанавливает их с диска. Некоторые старые Unix-системы и некоторые современные платформы (включая Microsoft Windows) переносят на диск все содержимое ОП, относящееся к неработающему в данный момент приложению, (т. е. ВСЕ страницы памяти, относящиеся к приложению, сохраняются на диске при нехватке памяти) что менее эффективно.

Ядро Linux поддерживает выделение страниц памяти по требованию, при котором только необходимая часть кода исполняемой программы находится в оперативной памяти, а не используемые в данный момент части остаются на диске.

Если необходимо запустить одновременно несколько копий какого-то приложения (либо один пользователь запускает несколько идентичных задач, либо разные пользователи запускают одну и ту же задачу), то в память загружается только одна копия исполняемого кода этого приложения, которая используется всеми одновременно исполняющимися идентичными задачами.

Библиотеки - наборы процедур, используемых программами для обработки данных. Существует некоторое количество стандартных библиотек, используемых одновременно более чем одним процессом. В старых системах такие библиотеки включались в каждый исполняемый файл, одновременное выполнение которых приводило к непродуктивному использованию памяти. В новых системах (в частности, в Linux), обеспечивается работа с динамически и статически разделяемыми библиотеками, что позволяет сократить размер отдельных приложений.

Кеширование диска - это использование части оперативной памяти для хранения часто используемых данных с диска, что существенно ускоряет доступ к часто используемым программам и задачам. Пользователи MS-DOS работают со SmartDrive, который резервирует фиксированные области системной памяти для кеширования диска. Linux использует более динамичную систему кеширования: память, зарезервированная под кеш, увеличивается, когда память не используется, и уменьшается, если системе или процессу пользователя требуется больше памяти. 100%-ное соответствие стандарту POSIX 1003.1.

POSIX 1003.1 (Portable Operating System Interface - интерфейс мобильной операционной системы) задаeт стандартный интерфейс Unix-систем, который описывается набором процедур языка Си. Сейчас он поддерживается всеми новыми ОС. Microsoft Windows NT также поддерживает POSIX 1003.1. Linux 100%-но соответствует POSIX. Дополнительно поддерживаются некоторые возможности System V и BSD для увеличения совместимости.

Linux использует технологию IPC (InterProcess Communication) для обмена сообщениями между процессами, использования семафоров и общей памяти.

Linux не является первой в истории операционной системой. Для ранее разработанных ОС, включая DOS, Windows 95, FreeBSD или OS/2, разработана масса различного, в том числе очень полезного и очень неплохого программного обеспечения. Для запуска таких программ под Linux разработаны эмуляторы DOS, Windows 3.1 и Windows 95. Более того, фирмой Vmware разработана система "виртуальных машин", представляющая собой эмулятор компьютера, в котором можно запустить любую операционную систему. Имеются аналогичные разработки и у других фирм. ОС Linux способна также выполнять бинарные файлы других Intel-ориентированных Unix-платформ, соответствующих стандарту iBCS2 (intel Binary Compatibility).

Linux поддерживает большое число форматов файловых систем, включая файловые системы DOS и OS/2, а также современные журналируемые файловые системы. При этом и собственная файловая система Linux, которая называется Second Extended File System (ext2fs), позволяет эффективно использовать дисковое пространство.

Linux можно интегрировать в любую локальную сеть. Поддерживаются все службы Unix, включая Networked File System (NFS), удалeнный доступ (telnet, rlogin), работа в TCP/IP сетях, dial-up-доступ по протоколам SLIP и PPP, и т. д.. Также поддерживается включение Linux-машины как сервера или клиента для другой сети, в частности, работает общее использование (sharing) файлов и удаленная печать в Macintosh, NetWare и Windows.

Хотя ОС Linux первоначально была разработана для ПК на базе Intel 386/486, сейчас она может работать на всех версиях Intel-овских микропроцессоров, начиная с 386 и кончая многопроцессорными системами на Pentium III (с Pentium IV возникли определенные трудности, но, судя по сообщениям в Интернете, они были вызваны ошибками в реализации процессора). Так же успешно Linux работает на различных клонах Intel от других производителей; в Интернете встречаются сообщения о том, что на процессорах Athlon и Duron от AMD Linux работает даже лучше, чем на Intel. Кроме того, разработаны версии для других типов процессоров - ARM, DEC Alpha, SUN Sparc, M68000 (Atari и Amiga), MIPS, PowerPC и других (отметим, что в настоящей книге рассматривается только вариант для IBM-совместимых компьютеров).

В любой операционной системе можно выделить 4 основных части: ядро, файловую структуру, интерпретатор команд пользователя и утилиты. Ядро - это основная, определяющая часть ОС, которая управляет аппаратными средствами и выполнением программ. Файловая структура - это система хранения файлов на запоминающих устройствах. Интерпретатор команд или оболочка - это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. И, наконец, утилиты - это просто отдельные программы, которые, вообще говоря, ничем принципиально не отличаются от других программ, запускаемых пользователем, разве только своим основным назначением - они выполняют служебные функции.

Как уже говорилось выше, если быть точным, то слово "Linux" обозначает только ядро. Поэтому, когда речь идет об операционной системе, правильнее было бы говорить "операционная система, основанная на ядре Linux". Ядро ОС Linux разрабатывается под общим руководством Линуса Торвальдса и распространяется свободно (на основе лицензии GPL), как и огромное количество другого программного обеспечения, утилит и прикладных программ. Одним из следствий свободного распространения ПО для Linux явилось то, что большое число разных фирм и компаний, а также просто независимых групп разработчиков стали выпускать так называемые дистрибутивы Linux.

Дистрибутив - это набор программного обеспечения, включающий все 4 основные составные части ОС, т. е. ядро, файловую систему, оболочку и совокупность утилит, а также некоторую совокупность прикладных программ. Обычно все программы, включаемые в дистрибутив Linux, распространяются на условиях GPL, так что может сложиться впечатление, что дистрибутив может выпустить кто угодно, точнее любой, кто не поленится собрать коллекцию свободного ПО. И какая-то степень правдоподобия в таком утверждении есть. Однако разработчик дистрибутива должен по крайней мере создать программу инсталляции, которая будет устанавливать ОС на компьютер, на котором никакой ОС еще нет. Кроме того, необходимо обеспечить разрешение взаимозависимостей и противоречий между разными пакетами (и версиями пакетов), что, как мы увидим позже, тоже является нетривиальной задачей.

Тем не менее, в мире существует уже более сотни различных дистрибутивов Linux, и все время появляются новые. Более-менее полный список их можно найти на сервере http://www.linuxhq.com, где даны краткие характеристики каждому дистрибутиву (упоминаются и некоторые локализованные версии). Кроме того, там же есть ссылки на другие списки дистрибутивов, так что при желании можно найти все, что вообще существует в мире (правда, все это на английском языке, и русских локализаций там маловато упомянуто).

А. Федорчук в статье [П3.8] предпринял попытку классификации дистрибутивов, положив в основу следующие критерии:

Структура файловой системы;

Программа инсталляции;

Используемое средство установки программных пакетов;

Состав утилит и прикладных программ, включенных в дистрибутив.

Хотя А. Федорчук и приходит к выводу, что различия между дистрибутивами несущественны и все более стираются, из его статьи все же следует, что на сегодняшний день выделяются по крайней мере 3 группы дистрибутивов, наиболее типичными представителями, которых являются Red Hat, Slackware и Debian.

По какому же критерию выбрать дистрибутив? На мой взгляд, для случая нашей страны критериев два: дистрибутив должен быть русифицирован и должна существовать команда разработчиков, обеспечивающая поддержку дистрибутива. И лучше, если эта команда имеет от этой (или, может быть, какой-то другой) деятельности некоторый доход, т. е. функционирует как коммерческая фирма. Даже за тот сравнительно недолгий период, в течение которого я занимаюсь Linux, успели сойти со сцены несколько дистрибутивов, команды поддержки которых работали "на общественных началах" и через некоторое время перестали поддерживать свои разработки.

В России в последнее время сложилось три команды разработчиков, создающих и поддерживающих русифицированные дистрибутивы.

Одна из команд сформировалась в Институте Логики (http://www.iplabs.ru). Эта команда некоторое время занималась русификацией дистрибутива Linux Mandrake Russian Edition, а в марте 2001 г. организовала фирму "ALTLinux" (http://www.altlinux.ru) и выпустила собственный дистрибутив ALTLinux (который, впрочем, очень похож на Linux Mandrake Russian Edition).

Вторая команда представлена фирмой "ASPLinux" (http://www.asplinux.ru, http://www.asp-linux.com, http://www.asp-linux.com.sg, http://www.asp-linux.co.kr), которая тоже выпустила собственный дистрибутив ASPLinux. В состав этой команды вошли Л. Кантер и А. Каневский, которые раньше выпускали известный дистрибутив Black Cat Linux.

Третья команда, насколько я могу судить, представлена Санкт-Петербургской фирмой "Linux Ink.” (http://www.linux-ink.ru), которая выпускает Red Hat Linux Cyrillic Edition.

Конечно, имеются и другие русифицированные дистрибутивы. В 2000 году появились дистрибутивы Best Linux (http://bestlinux.net), поддерживаемый фирмой SOT из Финляндии, и RosLinux. Описание нескольких русифицированных дистрибутивов Linux дано в книге А. Федорчука [П1.6]. Но, на мой взгляд, если говорить о выборе дистрибутива, то на сегодняшний день заслуживают внимания только три дистрибутива: Red Hat Linux Cyrillic Edition, Linux Mandrake Russian Edition (и его потомок ALTLinux) и ASPLinux. Я могу привести следующие доводы в пользу такого выбора:

Эти дистрибутивы принадлежат к семейству дистрибутивов, строящихся на основе Red Hat Linux, выпускаемого одноименной американской фирмой, а судя по материалам Интернета, Red Hat - это самый распространенный в мире дистрибутив.

Эти дистрибутивы изначально русифицированы.

В каждом из них имеется достаточно отлаженная процедура установки, автоматически распознающая большинство компонент аппаратного обеспечения, что очень облегчает процедуру инсталляции системы.

Легко устанавливается (добавляется) дополнительное программное обеспечение, поскольку оно поставляется в RPM-пакетах (это такая технология распространения ПО, вроде программы setup под Windows).

Эти дистрибутивы поддерживаются сформировавшимися командами разработчиков и постоянно обновляются, поэтому можно рассчитывать на то, что Вы будете иметь возможность работать с последними версиями Linux.

Несколько слов о нумерации версий. Надо различать номера версий дистрибутивов и номера версий ядра. Когда говорят о версиях Linux, то обычно имеют в виду версию ядра (ибо принадлежность операционной системы к Linux определяется тем, что ОС использует ядро Linux). Поскольку Линус Торвальдс продолжает координировать разработку ядра, то версии ядра развиваются последовательно, а не ветвятся и множатся, как дистрибутивы.

Версии ядра Linux принято обозначать тремя числами, разделенными точкой. Например, дистрибутив Black Cat версии 5.2 был построен на основе ядра версии 2.0.36, т. е. это был Linux версии 2.0.36. Версии ядра с нечетным значением второй цифры обычно не используются для создания дистрибутивов, потому что являются экспериментальными (отладочными). Они распространяются, в основном, для того, чтобы энтузиасты могли их протестировать с целью выявления всех недостатков. Естественно, что такая версия может работать неустойчиво. Версии с четной второй цифрой являются (считаются) устойчиво работающими. Вы, конечно, можете установить любую версию, но для новичков все же обычно рекомендуют выбирать версию ядра с четной второй цифрой в номере версии. Конечно, если Вы устанавливаете полный дистрибутив, то выбор ядра за вас сделали его разработчики, но о нумерации версий вам надо знать, если Вы когда-нибудь задумаетесь об обновлении ядра.

Я встречал упоминания о том, что существуют специальные версии Linux, которые работают даже на 8086 процессоре с 512 Кбайт памяти, а специально собранная версия может запускаться с одной-двух дискет без жесткого диска.

Так что, если у вас есть старенький компьютер, на котором никакая Windows не запускается, то Вы с успехом можете использовать его для освоения Linux и, возможно, будете удивлены его возможностями. Но такие варианты в данной книге не рассматриваются.

Поскольку ОС Linux использует защищенный режим микропроцессора, то для установки этой ОС требуется как минимум 386-ой процессор. Судя по литературным источникам, годятся любые модификации: SX, DX и т. д. Дальнейшие требования к аппаратной части компьютера, на который устанавливается Linux, определяются уже тем, что Вы хотите. Из приводимой ниже табл. 1.1. видно, как возрастают требования к аппаратной части в зависимости от пожеланий пользователя (приводимые в таблице числа очень приблизительны, тут я не претендую на истину в последней инстанции).

Таблица 1.1. Требования к аппаратуре

Из этой таблицы можно заключить, что минимально приемлемой конфигурацией для освоения Linux является компьютер на 486-ом процессоре с 16 Мбайт ОЗУ и жестким диском объемом 300 Мбайт . Далее надо заботиться только о наращивании оперативной памяти и объема жесткого диска, тут лишнего никогда не будет.

Снова сошлюсь на книгу А. Федорчука [П1.6], в которой большая глава посвящена выбору аппаратной платформы для Linux. В ней автор подробно рассматривает, как Linux относится к каждому компоненту компьютерной аппаратуры, начиная с чипсета и системной платы и кончая периферийными устройствами и источниками бесперебойного питания. Однако, на мой взгляд, на практике выбор компьютера определяется не операционной системой, а, в первую очередь, материальными возможностями владельца. И надо отнести к достоинствам ОС ее способность управлять не только самыми последними и "навороченными" моделями, но и уже "вышедшими из моды" или "морально устаревшими" экземплярами. Ведь так называемое "моральное устаревание" как раз и вызвано тем, что новые версии ПО от самых известны производителей заставляют списать в утиль вполне работоспособное оборудование. В этом смысле Linux имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что она способна работать даже на тех компьютерах, где альтернативой ей может быть только MS DOS. Конечно, в таких случаях мы получим только режим командной строки, но, судя по различным источникам в Интернете, это не мешает использовать старые компьютеры для выполнения различных вспомогательных задач, например, в качестве маршрутизаторов.

Но вопросы использования Linux для этих целей не попадают в сферу нашего интереса. Если же говорить о типичном пользователе, то, судя по моему опыту, если Вы можете на компьютере работать с ОС Windows 95, а тем более с Windows NT или Windows 2000, то такой компьютер вполне годится для запуска Linux.

И, в заключение первой главы, краткий ответ на вопрос, сформулированный в заголовке раздела.

Как было сказано, Linux вместе с огромным количеством прикладных программ распространяется практически бесплатно. Это значит, что пользователь, который не собирается модифицировать ПО или заниматься его продажами, имеет полное право скопировать весь дистрибутив Linux или любые его части у знакомого, скачать из Интернета или купить CD-ROM с Linux у торговцев в подземном переходе, не опасаясь, что подвергнется преследованию за нарушение лицензионных требований (которые почему-то называются "соглашениями"), выставленных фирмой-разработчиком.

Из трех перечисленных вариантов приобретения дистрибутива я бы предложил выбрать приобретение его на CD-ROM. Покупать желательно не в подземном переходе (хотя первый свой дистрибутив я приобрел на местном рынке и не пожалел), а в одной из компьютерных фирм или через интернет-магазин. Это дает возможность выбора и некоторые гарантии, по крайней мере, по обмену бракованного диска. Только имейте в виду, что разброс цен может быть очень велик. Существуют красивые упаковки с ценой более 1000 рублей (и это право продавца - назначить цену). И тот же дистрибутив (может быть только без печатного руководства по инсталляции) можно купить за сотню-другую.

Сам я в последнее время пользуюсь услугами интернет-магазинов. Конкретный адрес я не указываю (реклама у нас теперь платная), но таковых теперь множество, так что отсутствие здесь конкретного адреса не препятствие для тех, у кого есть желание приобрести дистрибутив.

Примечания:

«Как я уже упоминал, версия 0.01 распространялась без бинарников: это были просто исходные коды, предназначенные для тех, кому интересно, как выглядит linux. Обратите внимание на то, что не было объявления о выходе версии 0.01: я не очень ею гордился, так что просто послал сообщение всем, кто проявил какой-то интерес».

(замечание прислано В.Синицыным, Линукс Центр) С самого начала ядро Linux распространялось по лицензии, которую FSF вообще не признал бы свободной, поскольку она запрещала коммерческое распространение. Ее текст можно найти в архивах ранних версий ядра на ftp.kernel.org (см., например, ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/Historic/old-versions/RELNOTES-0.01). Смена лицензии произошла, по-видимому, в версии 0.12 (см. там же, RELNOTES-0.12).

В настоящее время эти трудности преодолены и Linux успешно работает на всех процессорах от Intel.

Можно отметить, что с каждой новой версией ядра требования к аппаратной конфигурации все возрастают. Приведенные в таблице 1.1 данные относятся к дистрибутиву Black Cat Linux 5.2. Как показывают мои эксперименты по установке Red Hat Linux 9 в минимальной конфигурации (см. страничку моих статей и переводов) для современных дистрибутивов требуется уже не менее 600 МБ на диске и 64 МБ памяти.

Финский студент Линус Торвальдс 1969-го года рождения начал создавать свою собственную операционную систему, прототипом которой стала операционная система Minix. 25 августа 1991-го года Торвальдс опубликовал своё первое сообщение о разрабатываемой им системе в группу новостей comp.os.minix. В сообщении Торвальдс пишет, что создаёт новую бесплатную ОС. Ему нужно мнение пользователей о достоинствах и недостатках ОС Minix, т.к. его ОС на неё очень похожа, и он хотел бы учесть все пожелания возможных пользователей. Он отмечает, что данное занятие он рассматривает , а не как что-то грандиозное и профессиональное. Разумеется, тогда он и подумать не мог, что Linux получит мировую известность среди программистов и веб-разработчиков.

В феврале 1992 году Торвальдс хотел узнать, сколько людей уже тестировали его ОС, и попросил всех пользователей прислать ему открытку. Открыток он получил несколько сотен со всего мира. Значит, ОС Linux уже стремительно набирала популярность.

Очень долгое время Линус Торвальдс не хотел продавать свою разработку, да и вообще брать хоть какие-то деньги за её распространение. Об этом он четко говорил в авторских правах. Но позже ему пришлось пересмотреть авторские права и внести в них некоторые поправки, чтобы можно было покрыть стоимость дискет с Linux.

Отличия Linux от Windows

Прежде всего, пользователи ОС Linux практически не сталкиваются с вирусами, не ставят антивирусы и не проводят с ними регулярную борьбу, как пользователи Windows. Строение операционной системы само по себе исключает возможность функционирования вирусных программ. Данная ОС очень надежна. Её пользователи уверяют, что ПК может работать без зависаний и перезагрузок годами.

Кроме того, Linux является официально бесплатной и доступной для всех пользователей. Это очень весомый плюс, т.к. бесплатная (пиратская) версия Windows может работать некорректно и принести большой вред компьютеру. Пользоваться Linux довольно просто, но нужно внимательно читать все вопросы и инструкции. Если в Windows при ответе на запросы достаточно выбрать «ОК» или «отмена», то в Linux предоставляется несколько разнообразных вариантов действия. После установки Linux пользователь может использовать тысячи бесплатных и абсолютно функциональных программ.

Открытый исходный код Linux дает возможность пользователям по своему желаю исправить недочеты, подкорректировать работу системы под себя, а также добавить различные программы. Следовательно, ОС Linux является очень надёжной, бесплатной и гибкой в использовании, но, пожалуй, использовать все её достоинства могут только самые продвинутые пользователи.