Основные характеристики ос linux. Операционные системы семейства Linux

Linux является полноценной операционной системой, которая представляет собой свободный клон операционной системы UNIX. В этой статье мы попытаемся сделать техническое описание Linux .

При загрузке компьютера операционная система Linux перехватывает управление компьютером и управляет следующими его компонентами.

Базовое описание компонентов Linux

Процессором - так как ядро Linux обеспечивает одновременную работу нескольких процессов от нескольких пользователей (с поддержкой нескольких процессоров), операционная система нуждается в средствах управления многопоточностью. Планировщик Linux назначает процессам приоритеты и определяет, какой процесс выполняется на конкретном процессоре (если в системе установлено несколько процессоров). Планировщик можно настроить для работы в системах различного типа. При правильной настройке более важные процессы получают более быструю реакцию процессора. Например, планировщик Linux на настольном компьютере предоставляет больший приоритет задаче перемещения окна и меньший - задаче фонового копирования файлов.
Памятью - ядро Linux старается держать работающие в данный момент процессы в оперативной памяти. Простаивающие процессы перемещаются в файл подкачки, представляющий собой выделенную область на жестком диске, которая используется для хранения не перемещающихся в оперативную память данных и процессов. При переполнении оперативной памяти процессы выносятся в файл подкачки. При переполнении файла подкачки (но этого допускать нельзя) новые процессы не запускаются.
Устройствами - ядро Linux поддерживает тысячи аппаратных устройств. При этом за счет включения в работающее ядро только актуальных драйверов размер ядра удается сохранять на приемлемом уровне. Использование загружаемых модулей позволяет добавить в ядро поддержку дополнительных устройств. Модули можно загружать и выгружать по запросу в результате подключения или отключения устройства. (Ядро, которое будет рассматриваться далее, является сердцем операционной системы Linux.)
Файловыми системами - файловые системы предоставляют структуры, в которых файлы хранятся на компакт-дисках, жестких дисках, гибких дисках, DVD и на других носителях. Ядро Linux поддерживает множество типов файловых систем (например, файловые системы Linux: ext3 и reiserfs, а также файловые системы VFAT и NTFS из операционной системы Windows).
Безопасностью - как и UNIX, операционная система Linux изначально создавалась для обеспечения, одновременного многопользовательского доступа. Для защиты пользовательских ресурсов каждому файлу назначаются наборы разрешений на чтение, запись и выполнение, которые определяют права доступа. В стандартной системе Linux имеет доступ ко всей системе без ограничений, специальные регистрационные записи могут управлять определенными службами (например, службами Web-сервера Apache), а пользователям могут присваиваться разрешения по отдельности или в составе групп. Последние нововведения, например Security-Enhanced Linux, поддерживают более тонкую настройку и защиту безопасных сред обработки информации.

Показанное выше описание является описанием базовых компонентов ядра (kernel) Linux . Название от ядра Linux (которое было создано и до сих пор разрабатывается под руководством Линуса Торвальдса) распространилось на всю операционную систему.

Ядро представляет собой программный компонент, непосредственно взаимодействующий с аппаратными средствами компьютера. Другие добавляемые к ядру компоненты, например инструменты администрирования и приложения, взяты из других проектов с открытым исходным кодом. Ядро Linux и необходимые компоненты составляют полноценную операционную систему.

Следующая часть в статье о описание Linux повествует, что многие другие компоненты создавались другими проектами, поэтому правильней произносить Linux нужно так: GNU Linux

Проект GNU предоставил множество компонентов, которые сейчас являются частью операционной системы Linux. (GNU, Apache, KDE, GNOME и другие ключевые проекты с открытым исходным кодом в составе операционных систем Linux рассматриваются немного ниже.) На основе других проектов были созданы следующие подсистемы.

Графический интерфейс пользователя состоит из графической инфраструктуры (обычно это X WindowSystem), оконных менеджеров, панелей, пиктограмм и меню. Графический интерфейс пользователя позволяет применять комбинацию мыши и клавиатуры вместо простого ввода команд с клавиатуры (как это делалось в добрые старые времена). В ближайшее время графический сервер X смениться на Wayland на всех дистрибутивах Linux. Ubuntu разрабатывает собственный граф. сервер Mir.
Инструменты администрирования включают в себя сотни (а возможно и тысячи) команд и графических утилит, которые позволяют добавлять пользователей, управлять дисками, следить за состоянием сети, устанавливать программное обеспечение, а так же гарантировать безопасность и управлять ресурсами компьютера.
Приложения - хотя ни один из дистрибутивов Linux не содержит всех существующих приложений, но в каждом присутствуют тысячи игр, офисных приложений, Web-обозревателей, медиа проигрывателей, чат-клиентов и множество других приложений, доступных исключительно для платформы Linux.
Инструменты разработчика включают в себя исключительно инструменты для разработки и создания библиотек и приложений для реализации интерфейсов специализации.
Серверные возможности позволяют компьютеру под управлением Linux предоставлять службы для клиентов в сети. Иными словами, кроме установки Web-обозревателей для просмотра Web-страниц, компьютер можно превратить в сервер, который предоставляет Web-страницы другим компьютерам. При этом среди популярных серверных функций можно назвать Web-серверы, серверы электронной почты, баз данных, печати, файловые серверы, серверы DNS и DHCP.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Основные понятия операционных систем. Современное оборудование компьютера. Преимущества и недостатки операционной системы Linux. Функциональные возможности операционной системы Knoppix. Сравнительная характеристика операционных систем Linux и Knoppix.

реферат , добавлен 17.12.2014

История развития и версии Linux. Ключевые черты, преимущества и сравнительные характеристики операционной системы. Программные характеристики, основные причины успеха и бурного развития Linux. Главные проблемы распространения операционной системы.

курсовая работа , добавлен 13.12.2011

Linux - ядро операционной системы с монолитной архитектурой. Прародители операционной системы Linux, ее стабильные и экспериментальные версии. Процесс внедрения Linux и свободного программного обеспечения в школах и государственных учреждениях России.

реферат , добавлен 19.01.2013

Linux – одна из наиболее популярных распространяемых бесплатно операционных систем. Работа с базовым ограниченным набором программ по умолчанию. Характеристика основных программ, которые расширяют возможности операционной системы Linux для пользователя.

презентация , добавлен 09.10.2013

Понятие и сущность операционных систем, особенности их возникновения. История создания операционной системы Linux, ее основные характеристики, сетевые возможности. Анализ бизнес-модели производства и распространения "свободного" программного обеспечения.

реферат , добавлен 05.04.2010

Понятие операционной системы. Фундаментальные особенности Linux. Обзор основных качеств. Программное и аппаратное обеспечение, безопасность системы. Преимущества ОС - общественная доступность проекта, открытость, бесплатность, развитая оболочка.

реферат , добавлен 09.01.2011

Основные моменты истории операционных систем, связывающих аппаратное обеспечение и прикладные программы. Характеристика операционной системы Microsoft Windows Seven, анализ операционной системы Linux. Преимущества и недостатки каждой операционной системы.

курсовая работа , добавлен 07.05.2011

Linux - это полная многозадачная многопользовательская операционная система (точно также как и другие версии UNIX). Linux достаточно хорошо совместим с рядом стандартов на уровне исходных текстов, включая IEEE POSIX.1, System V и BSD.

Другие специфические внутренние черты Linux включают контроль работ по стандарту POSIX (используемый оболочками, такими как csh и bash), псевдотерминалы (pty), поддержку национальных и стандартных клавиатур динамически загружаемыми драйверами клавиатур.

Ядро может само эмулировать команды 387-FPU, так что системы без сопроцессора могут выполнять программы, на него расчитывающие (т.е. с плавающей точкой).

Linux поддерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы, такие как файловая система ext2fs, были созданы специально для Linux. Поддерживаются также другие типы файловых систем, такие как Minix-1 и Xenix. Реализована также файловая система MS-DOS, позволяющая прямо обращаться к файлам MS-DOS на жестком диске. Поддерживается также файловая система ISO 9660 CD-ROM для работы с дисками CD-ROM.

Linux обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы. Поддерживается весь спектр клиентов и услуг TCP/IP, таких как FTP, telnet, NNTP и SMTP.

Ядро Linux сразу создано с учетом специального защищенного режима для процессоров Intel 80386 и 80486. В частности, Linux использует парадигму описания памяти в защищенном режиме и другие новые свойства процессоров.

Для увеличения объема доступной памяти Linux осуществляет также разбиение диска на страницы: то есть на диске может быть выделено до 256 Мбайт "пространства для свопинга" (swap space). Когда системе нужно больше физической памяти, то она с помощью свопинга выводит неактивные страницы на диск. Это позволяет выполнять более объемные программы и обслуживать одновременно больше пользователей. Однако свопинг не исключает наращивания физической памяти, поскольку он снижает быстродействие, увеличивает время доступа.

Ядро также поддерживает универсальный пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При этом для кэша может использоваться вся память, и наоборот, кэш уменьшается при работе больших программ.

Выполняемые программы используют динамически связываемые библиотеки, т.е. выполняемые программы могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно используют библиотечные функции. Есть также статические связываемые библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов или иметь "полные" выполняемые программы, которые не нуждаются в разделяемых библиотеках. В Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными.

Linux на сегодняшний день - самая распространенная бесплатная операционная система с открытым исходным кодом. При ее разработке из мира семейства UNIX старались взять все лучшее. Благодаря участию десятков тысяч разработчиков программного обеспечения и координации их действий через Интернет Linux и программное обеспечение для нее развивается очень динамично, ошибки и различные проблемы в программном обеспечении, как правило, исправляются в считанные часы после их обнаружения. Большую помощь в развитии и распространении Linux и сопутствующего, ему программного обеспечения оказали фонд Свободного программного обеспечения (Free Software Foundation, USA) и лицензия GNU (The GNU General Public License, Универсальная общественная лицензия GNU) для программного обеспечения. На сегодняшний день существует одно ядро Linux, разработку которого координируют его создатели Линус Торвальдс и Алан Кокс, и множество дистрибутивов (не менее 2-3 десятков), отличающихся как функциональным назначением, так и составом программного обеспечения, входящим в дистрибутив. Существуют дистрибутивы, занимающие десяток компакт-дисков, и дистрибутивы, умещающиеся на одной-двух дискетах. Все, что справедливо для семейства UNIX -- справедливо и для Linux. Широчайшая поддержка аппаратных платформ, малая требовательность к аппаратным ресурсам (процессор 486, 8 Мбайт оперативной памяти, винчестер120 Мбайт). Масштабируемость, поддержка мультипроцессорных систем, кластеризация, поддержка распределенных вычислений, десятки графических оболочек -- и это далеко не все. Поддерживаются десятки файловых систем, родная файловая система Ext2. И при всей мощи -- достаточно дружественная операционная система, способная работать как на мощнейшем сервере, так и на стареньком "пентиуме" где-нибудь в офисе.

Операционная система Linux поддерживает те возможности, которые имеются в других реализациях семейства UNIX , а также те, которых нет больше нигде. Ниже будет дан краткий обзор основных возможностей системы Linux .

Характерные особенности Linux

Характерными особенностями Linux как операционной системы являются:

многозадачность: одновременно выполняется множество программ;
многопользовательский режим: большое число пользователей одновременно работают на одной и той же машине;
защищенный режим процессора (386 protected mode );
защита памяти процесса; сбой программы не может вызвать зависания системы;
разделение страниц по записи между экземплярами выполняемой программы. Это значит, что процессы-экземпляры программы могут использовать при выполнении одну и ту же память. Когда такой процесс пытается произвести запись в память, то 4-x килобайтная страница, в которую идет запись, копируется на свободное место. Это свойство увеличивает быстродействие и экономит память;
виртуальная память со страничной организацией (т.е. на диск из памяти вытесняется не весь неактивный процесс, а только требуемая страница); виртуальная память в самостоятельных разделах диска и/или файлах файловой системы; объем виртуальной памяти до 2 Гбайт; изменение размера виртуальной памяти во время выполнения программ;
общая память программ и дискового кэша: вся свободная память используется для буферизации обмена с диском;
динамические загружаемые разделяемые библиотеки;
дамп программы для пост-мортем анализа: позволяет анализировать отладчиком не только выполняющуюся, но и завершившуюся аварийно программу;
совместимость со стандартами System V и BSD на уровне исходных текстов;
наличие исходного текста всех программ, включая тексты ядра, драйверов, средств разработки и приложений. Эти тексты свободно распространяются. В настоящее время некоторыми фирмами для Linux поставляется ряд коммерческих программ без исходных текстов, но все, что было свободным так и остается свободным;
управление заданиями в стандарте POSIX ;
эмуляция сопроцессора в ядре, поэтому приложение может не заботиться об эмуляции сопроцессора. Конечно, если сопроцессор в наличии, то он и используется;
поддержка национальных алфавитов и соглашений, в т.ч. для русского языка; возможность добавлять новые;
множественные виртуальные консоли: на одном дисплее несколько одновременных независимых сеансов работы, переключаемых с клавиатуры;
поддержка ряда распространенных файловых систем (MINIX , Xenix , файловые системы System V ); наличие собственной передовой файловой системы объемом до 4 Терабайт и с именами файлов до 255 знаков;
прозрачный доступ к разделам DOS (или OS/2 FAT ): раздел DOS выглядит как часть файловой системы Linux ; поддержка VFAT ;
специальная файловая система UMSDOS , которая позволяет устанавливать Linux в файловую систему DOS ;
поддержка всех стандартных форматов CD ROM ;
поддержка сети TCP /IP , включая ftp , telnet , NFS и т.д.

Одновременное выполнение нескольких программ

Так называемая виртуальная мультиконсоль дает возможность на одном дисплее организовать работу нескольких консолей. На первой консоли запускается процесс трансляции. Комбинацией клавиш Alt-F2 следует переход на вторую консоль. Трансляция продолжается, но при этом первая консоль на экране дисплея заменяется новой картинкой второй консоли, в которой запускается, например, редактор текста. Комбинацией Alt-F3 следует переход на третью консоль, в которой запускается отладчик и т.д. Обычно в системе 6 консолей, но можно установить до 64-х. В любой момент времени можно переключиться на любую консоль.

На отдельной консоли может работать как текстовая, так и графическая программа.

На одной из свободных консолей можно запустить оконную графическую систему X Window System . Открываете окно на экране и играете в DOOM (можно через сеть с партнером). В других окнах: база данных, почта, редактор, трансляция и т.д.

Таким образом, одновременно работает много консолей, а на одной из консолей еще и много окон X Window System .

Кроме того, в системе одновременно работают фоновые процессы, которые не выдают информации на дисплей, но делают свою работу, например, передают данные по модему, печатают на принтере, передают почту по сети и т.д. Фоновый процесс может инициировать как пользователь, так и сама ОС в соответствии со сложившимися условиями (есть почта для отправки, данные для печати, наступило время связи по модему и т.п.).

Linux обеспечивает физическое распараллеливание вычислений на многопроцессорных машинах (до 32 процессоров), но это не имеет прямого отношения к одновременному выполнению нескольких программ. Операционная система позволяет одновременно выполнять несколько задач на одном процессоре, сотни раз в секунду переключая процессор с задачи на задачу.

Работа нескольких пользователей на одной машине

Пользователь получает доступ к системе в результате регистрации. На консоль система выводит приглашение login: , а пользователь в ответ вводит свое имя и пароль доступа. После проверки прав доступа система выдает приглашение вводить команды на выполнение программ, принимает команды и выполняет их, например:

Welcome to ALT Linux Master 2.4 (Citron) / tty1 localhost login: root Password: Last login: Sun May 4 13:53:14 2008 from localhost on tty1 # /usr/sbin/apachectl restart Stopping httpd service: [ DONE ] Checking configuration sanity for httpd: [ DONE ] Starting httpd service: [ DONE ]

Welcome to ALT Linux Master 2.4 (Citron) / tty2 localhost login: root Password: Last login: Sun May 4 13:55:01 2008 from localhost on tty2 # cal May 2008 Su Mo Tu We Th Fr Sa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Обычная практика состоит в том, что пользователь регистрируется на разных виртуальных консолях под разными именами. Например, для выполнения административных функций на пользователь регистрируется как root , для выполнения прикладной программы как oleg на и т.д. Смысл такого подхода в том, что различные пользователи обладают различными индивидуальностями в системе: правами доступа к ресурсам, начальными установками, файлами и т.д.

Если машина включена в сеть, то возможна удаленная регистрация пользователя с машины A в машину B , даже тогда, когда эти машины расположены на разных континентах (связь машин в планетарном масштабе обеспечивает сеть Internet ).

Помимо сетевого подключения машина может иметь десятки терминалов, подключенных через последовательные порты. Терминал представляет собой экран и клавиатуру, т.е. консоль, на которой пользователь может регистрироваться обычным образом. Только в этом случае консоль не виртуальная, а представлена специализированным отдельным устройством. Терминалом может служить персональный компьютер, на котором выполняется программа, имитирующая логику работы консоли (прозрачный ввод с местной клавиатуры в Linux -машину и прозрачный вывод на местный дисплей данных от Linux -машины).

Все перечисленные способы регистрации пользователей в системе действуют совместно. Таким образом, в одной машине десятки и сотни пользователей, вошедших в систему по различным каналам связи, могут одновременно выполнять тысячи задач.

Документированность Linux

Операционная система Linux документирована так полно, как ни одна из коммерческих ОС . По Linux имеются книги, руководства, справочники и то, что недоступно в коммерческой системе - полные исходные тексты ОС с пояснениями и комментариями.

Объем документации по Linux непрерывно пополняется и расширяется, динамично отслеживая развитие системы.

Те, кто привык иметь дело с пиратскими программами, страдая от недостатка документации, в Linux столкнутся с ситуацией совершенно противоположного рода. Проблема не в том, что в Linux мало документации, а в том, что ее очень много, она представлена в многообразных формах и доступна из массы различных источников. Для того, чтобы сориентироваться в этом богатстве выбора, потребуются определенные усилия.

Из оригинальной документации по Linux можно выделить следующие основные, но не исчерпывающие формы: книги, руководства HOWTO , справочники FAQ , гипертекстовые справочники INFO , оперативные руководства MAN , описания программных пакетов. Книги распространяются в печатном и электронном виде, остальные формы, как правило, электронные, т.е. представленные в виде файлов в составе дистрибутивов системы Linux и пакетов программ , распространяемых через Internet и на компакт-дисках.

Часто один и тот же электронный документ доступен в виде нескольких файлов одного содержания, но разных форматов, например, ascii , postsсript , html . Один формат удобен для просмотра и поиска ключевых слов на текстовом экране дисплея, другие форматы приспособлены для печати с типографским качеством на лазерном принтере или для просмотра на графическом экране.

В сети новостей Usenet регулярно публикуются последние версии некоторых документов по Linux (одновременно они появляются на серверах Internet , откуда их можно получить различными способами, в т.ч. по электронной почте).

Отличие Linux от других ОС со свободной лицензией

Существует ряд других операционных систем, которые имеют лицензию, разрешающую свободное копирование. Из них в России наиболее популярна система FreeBSD .

Работа вLinux или FreeBSD для опытного специалиста не представляет труда. Но для новичка Linux проще в освоении и удобнее в эксплуатации.

Linux и FreeBSD сильно различаются концепцией развития. Более того, среди операционных систем Linux вообще уникальна по своей философии.

Это система, которую пользователи сделали для пользователей.

Linux не просто свободная система, которую каждый может копировать без ограничений. Это система со свободной открытой разработкой, и любой человек, будь он житель Вашингтона или Екатеринбурга, может стать соавтором Linux , сделав свой вклад, не имеет значения, большой или маленький.

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» —