Что собой представляет ОС Linux
В отличие от Windows и macOS Linux представляет собой целый конгломерат операционных систем, созданных на базе одноименного ядра.
Ядро Linux обладает открытым исходным кодом, распространяется бесплатно. Благодаря этому любой разработчик может использовать его для создания своей уникальной операционки, то есть дистрибутива.
На данный момент известно порядка 600 версий, предназначенных для решения конкретных задач. Так, Ubuntu может похвастаться простым и удобным интерфейсом, а Gentoo — высокой скоростью отклика. Интересно, что свое название второй дистрибутив получил в честь папуанских пингвинов, способных развивать под водой скорость до 35 км/ч.
Прежде чем установить Линукс, нужно четко сформулировать перечень требований к операционной системе. Это поможет выбрать наиболее оптимальную и удобную для вас сборку.
История создания Linux
Ядро Linux было создано Линусом Торвальдсом, финским разработчиком программного обеспечения. Еще в студенчестве он прочитал об учебной системе, которая называлась Minix, и решил установить ее на свой ПК. В то время у него был Intel 386, который считался новинкой. Однако вскоре после этого крёстный отец свободного ПО испытал разочарование — Minix не соответствовала его ожиданиям.
Существует две версии того, что именно пошло не так. По первой, официальной, легенде Линусу не понравилось, что ОС была рассчитана на работу только в учебных заведениях, а ее лицензия имела ограничения. По второй — Торвальдс рассчитывал с помощью Minix подключаться к терминалу вуза, чтобы не ходить на лекции, а изучать их со своего компьютера.
Как бы там ни было, студент решил внести в Minix свои доработки. По мере добавления обновлений исходное ядро эволюционировало, постепенно превратившись в прообраз существующего сейчас ядра Linux.
Датой рождения Линукс принято считать 21 августа 1991 года. Именно в этот день Торвальдс разместил в сети Usenet сообщение о том, что он разрабатывает новую бесплатную ОС.
Изначально Линус назвал свое детище Freax, обыграв комбинацию слов:
- freaks — фрики, то есть люди с неординарным мировоззрением, отказом от принятых стереотипов;
- free — бесплатный;
- unix — база, на которой был создан Minix, а затем и линукс.
Однако впоследствии систему переименовали по имени ее создателя, так как новое название оказалось более благозвучным.
Первая версия ядра была выпущена под лицензией GNU GPL, по которой автор обязан передать ПО в общественную собственность. Это позволило значительно ускорить дальнейшую разработку, так как к ней подключились программисты со всего мира.
В 1996 году у Торвальдса появилась идея создать фирменный талисман. Был объявлен конкурс, и по его результатам Линус, пользуясь своим авторитетом, отстоял символ в виде сидящего пингвина. Создал это изображение программист-дизайнер Ларри Юинг.
Спустя тринадцать лет, в 2009 году в версии 2.6.99 по инициативе Линуса Торвальдса вместо фирменного талисмана появился тасманийский дьявол Tuz. Считается, что такой апгрейд был проведён с целью защиты редкого вида хищных сумчатых от вымирания. Однако пингвин Tux тоже не был забыт. Он снова показался пользователям в релизе 3.11-rc1, при этом в картинку были внесены изменения. Теперь в лапе птицы развевался флаг с символикой, похожей на старый разноцветный логотип Windows.
Где используется Линукс
Сфера применения дистрибутивов обширна. В нашей статье расскажем об основных направлениях, где востребован Linux.
- Смартфоны, планшеты на Android. Это очень широкий сегмент популярных среди миллионов людей гаджетов, работа которых построена на ядре Linux. Интересно, что Android и его соперник iOS относятся к системам, прототипом которых был Unix. То есть на самом деле они достаточно близки друг к другу по архитектуре.
- Автотранспорт. В машинах с автопилотом от Google и Tesla используются бортовые компьютеры, которые работают на базе ядра Linux.
- Авиатранспорт. Сервисы отслеживания полетов в режиме реального времени знакомы многим. И да — они тоже созданы на базе Линукс.
- Суперкомпьютеры. Согласно 62 изданию Топ 500, опубликованному в ноябре 2023 года, все перечисленные в списке мощные системы из самых разных стран построены на основе Linux. В том числе американские Frontier, Aurora, Eagle, японский Fugaku, финский LUMI, занимающие почетные пять первых мест этого рейтинга.
- Системы умного дома. К ним подключается самая разная техника, работающая под управлением линукс. Например, это телевизоры Philips, Panasonic, Sharp, Toshiba, Asus.
- Веб-серверы. Согласно данным агентства w3techs.com от 1 марта 2024 года, процент веб-сайтов, использующих Linux, составил 41,9% от общего количества интернет-ресурсов с известной операционной системой. При этом первое место среди дистрибутивов занял Ubuntu, а второе — Debian.
- Wi-Fi маршрутизаторы. Устройства создаются на основе специализированных одноплатников, которые могут выступать в роли роутеров. Например, это восьмиядерный Orange Pi 5, Odroid, Banana Pi.
Архитектура Linux
Особенность современных операционных систем заключается в том, что для них не существует общей архитектуры. Однако любые программные модули можно подразделить на две группы.
- Ядро OS. Содержит модули, отвечающие за базовые функции ОС — управление памятью, процессами, устройствами ввода-вывода.
- Вспомогательные компоненты. Включают в себя следующие группы модулей: утилиты, библиотеки процедур и функций, программы предоставления пользователю дополнительных услуг, системные обрабатывающие программы.
Ядро операционной системы Линукс
Ядро Linux имеет модульную архитектуру. То есть функциональность ОС распределена по модулям и подгружается постепенно, по мере необходимости. Так как все части ядра функционируют в едином адресном пространстве, его также называют монолитным. Однако в архитектуру могут входить и элементы микроядра.
Ядро операционной системы Linux управляет:
- памятью, очищая или ограничивая ее, выделяя рабочие сегменты;
- процедурами ввода-вывода, передавая их реализацию центральному процессору;
- взаимодействием между программным и аппаратным обеспечением;
- распределением ресурсов между процессами;
- загрузкой драйверов.
Версии ядра имеют числовое обозначение, состоящее из трех либо четырех цифр, разделенных точкой. Рассмотрим на примере выпуска 6.2.2.
Первая цифра соответствует основному релизу. Так, 6 означает, что это шестое обновление с момента создания дистрибутива.
Вторая цифра обозначает субверсию, то есть релиз после незначительных обновлений. Это могут быть какие-либо исправления, внедрение новых драйверов или другие изменения.
Третья цифра — порядок ревизии. Этот индекс может меняться достаточно часто, например, в результате исправления выявленных ошибок, повышения уровня безопасности. Для наглядности: 13 апреля 2024 года был выпущен релиз 4.19.312. Количество изменений в этой версии действительно внушает уважение.
Иногда в обозначениях выпуска встречаются четыре цифры. Последняя из них показывает подуровень версии. Это своеобразный «запасной ход» для случаев, когда в релизе была обнаружена и исправлена очень серьезная ошибка.
Маркировка последнего релиза, вышедшего 21 апреля 2024 года, отличается от схемы, описанной выше. Она выглядит следующим образом: 6.9-rc5. RC5 — это блочный алгоритм шифрования, который шифрует данные блоками фиксированной длины.
Вспомогательные компоненты
- Оболочка. Представляет собой строку команд, которая воспринимает запросы на определенном языке программирования, интерпретирует их, а затем направляет ОС для запуска требуемых программ. В Linux такой командной оболочкой является Bash.
- Утилиты — служебные программы, отвечают за решение отдельных задач управления компьютерной системой. Например, это может быть дефрагментация, ведение архивов, диагностика оборудования.
- Три графических составляющих — сервер, менеджер входа, окружение рабочего стола.
Графический сервер отвечает за визуальное отображение элементов. То есть именно от него зависит, как будут выглядеть окна, меню, кнопки. Этот же компонент обеспечивает доступ к содержимому интерфейса посредством мыши и клавиатуры.
Менеджером входа называют экран аутентификации, в котором требуется заполнить данные для получения доступа к системе.
Среда (окружение) рабочего стола — это набор программ, определяющий внешний вид и возможности графического интерфейса. То есть тех элементов, которые будут отображаться на мониторе после установки ОС. Например, к ним относятся рабочий стол, панель запуска, виджеты, контекстное меню, файловый менеджер, дизайн окон приложений.
В дистрибутивах Ubuntu, Debian, Fedora и многих других реализована среда GNOME, которая отчасти похожа на macOS. Пользователям Windows, решившим переехать на Linux, может понравиться среда KDE как наиболее близкая к привычному визуалу.
- Компиляторы — программы, преобразующие команды на языке программирования в набор машинных кодов. Как правило, в коробочной версии они отсутствуют и устанавливаются дополнительно либо одновременно со средой разработки.
- Софт пользователя. В это понятие входят те компоненты, которые отсутствуют в исходной системе, но нужны пользователю для работы. Например, в этот перечень входят браузеры, программы для обработки изображений, мессенджеры.
Дистрибутивы Linux
Дистрибутивы создаются для решения множества самых разных задач:
- увеличения производительности серверов;
- повышения уровня кибербезопасности;
- проведения научных исследований;
- создания простого и интуитивно понятного интерфейса для обычных пользователей.
Интересно, что религиозные деятели нашлись и среди программистов. Они предназначают свои дистрибутивы для представителей определенных конфессий — мусульман, христиан и даже буддистов. В настоящее время развитие большинства таких проектов поставлено на безвременный стоп.
Ниже расскажем о наиболее востребованных дистрибутивах, для которых регулярно выпускаются новые релизные версии.
Ubuntu
На долю этого дистрибутива приходится 24,8% от общего количества веб-сайтов на Linux, благодаря чему он занял первое место в рейтинге w3techs.com. Ubuntu был разработан компанией Canonical. Среди его достоинств — простота установки сопоставимая с Windows, дружелюбный интерфейс, адаптация под широкий круг пользователей.
Система содержит внушительный перечень драйверов, заточенных под самое разное железо. Однако многие из них относятся к коммерческим версиям, что в определенной степени нарушает концепцию свободного ПО.
Debian
Этот дистрибутив находится на почетном втором месте. Он появился более 30 лет назад, в 1993 году, поэтому считается одной из старейших базовых версий Linux. Кстати, тот же Ubuntu был создан именно на основе Debian.
Перед отправкой в официальный депозитарий новые пакеты тщательно тестируются, что гарантирует высокую надежность и стабильность данной системы. Благодаря этому дистрибутив используют преимущественно на серверах. Впрочем, обычные пользователи тоже оценили его по достоинству. Тем более что он позволяет установить разные типы рабочих сред, включая привычные GNOME и KDE.
CentOS
Третий по популярности дистрибутив базируется на Red Hat Enterprise Linux. Его основное назначение — управление сервером, так что CentOS может похвастаться стабильностью выпускаемых релизов, отсутствием критических недостатков, сроком службы порядка 10 лет, значительной скоростью работы ОС.
Red Hat
Эта стабильная производительная платформа создана для гибридных облачных развертываний. Например, в этот список входят приложения на мировых биржах, финансовых учреждениях, телекоммуникационных компаниях.
В настоящее время Red Hat Enterprise Linux доступна только на платной основе, поскольку программа с open source включена в код приложения разработчика. Бесплатно можно получить только пробную копию сроком на 60 дней.
Platform V SberLinux OS Server
Отечественная серверная ОС на ядре Linux Kernel и системных компонентах GNU, в основе которой — открытый код и собственные разработки СберТеха. Она способна выдерживать высокие нагрузки, зарегистрирована в реестре ПО Р и может совмещаться с другими системами семейства rpm-based.
Преимущества и недостатки Линукс
У данной операционной системы много плюсов. Перечислим наиболее значимые среди них.
- Открытый исходный код ядра. Такая децентрализованная модель дает право любому пользователю изменять и совершенствовать программное обеспечение, обмениваться полученными результатами. Коллективные инновации ускоряют прогресс развития и внедрения оригинальных технологий.
- Бесплатный доступ к большинству релизов. Исключение составляют коммерческие версии ПО, выпущенные частными компаниями.
- Надежность и безопасность. Популярные дистрибутивы регулярно дорабатываются, улучшаются, обновляются. В каждом новом релизе повышается уровень защиты системы за счет исправления выявленных уязвимостей, внедрения инструментов для поиска и отражения кибератак, настроек сетевой безопасности.
- Возможность установки на ПК с небольшим объемом ОЗУ и процессорами малой мощности. Это справедливо не для всех типов Linux, однако в семье дистрибутивов действительно есть такие программы. Например, Slitaz, Tiny Core, Puppy. Если отказаться от графических компонентов архитектуры, требования к железу можно будет снизить до предельного минимума.
- Разнообразие средств разработки — компиляторов, интерпретаторов и других инструментов. Это особенно ценно для разработчиков, тем более что на Linux функционируют практически все языки, среды программирования и СУБД.
- Персонализация. Линукс позволяет адаптировать под себя любой конфигурационный файл. При желании можно точечно персонализировать, например, виджеты рабочего стола, или полностью изменить настройку системы.
- Множество версий дистрибутивов, заточенных под решение разных задач — каждый пользователь сможет подобрать оптимальный вариант.
Минусы у линукс тоже есть, хотя их немного.
- Несовместимость с оригинальными AutoCad, Photoshop, Microsoft Office. Если вам нужны эти программы, придется искать аналоги либо устанавливать виртуальную ОС.
- Отсутствие некоторых драйверов. Такая проблема встречается не слишком часто, так как практически для любого железа в Linux уже есть драйверы. Но иногда пользователь может столкнуться, например, с проблемой неработающей веб-камеры, отсутствием звука или отклика от тачпада. Хорошо, если получится найти необходимый драйвер. Если поиск успехом не увенчается, придется создавать программу самостоятельно.
- Философия «сделай сам». В Linux нужно активно участвовать в настройке системы. А значит, придется изучить правила работы с командной строкой, репозиториями, менеджерами пакетов и прочими элементами программирования.
Кому стоит перейти на Linux
Операционная система Linux с open source отличается гибкостью настроек и подходит тем, кто любит работать с командной строкой, заниматься администрированием и готов к возможным трудностям. То есть новичкам, не знакомым с этой операционкой, потребуется время, чтобы освоить взаимодействие с ОС.
Как мы уже писали выше, в линукс не всегда можно сразу найти подходящие драйверы для устройств и комплектующих. Более того, может потребоваться их разработка с нуля.
С привычным софтом тоже могут возникнуть проблемы, так как в Linux поддерживаются не все программы, игры, приложения. Чтобы установить их, придётся позаботиться о наличии виртуальной машины.
Таким образом, на Линукс стоит перейти, если вы хотите попробовать что-то новое и не боитесь возможных сложностей, не можете установить зарубежную ОС, приобрели ноутбук без операционки или стремитесь развиваться вместе с тенденцией импортозамещения.