Bevezetés a Linuxba

A Linux egy nyílt forráskódú Unix-szerű operációs rendszer alapú család a Linux kernelen, és az operációs rendszer kernelt először 1991. szeptember 17-én tette közzé. Linus Torvalds . A Linux rendszerint Linux disztribúcióként van csomagolva, amely tartalmazza a támogató könyvtárakat, rendszerszoftvert és kernelt, amelyek közül többet a GNU Project kínál. Számos Linux disztribúció használja ezt a kifejezést 'Linux' címben, de a Free Software Foundation a 'GNU/Linux' címet, hogy a GNU szoftver szükségességére összpontosítson, ami néhány vitát okoz.

A híres Linux-disztribúciók az Ubuntu, a Fedora Linux és a Debian, amelyek közül az utóbbi számos különböző módosításból és disztribúcióból áll, köztük a Xubuntu és a Lubuntu. A kereskedelmi disztribúciók a SUSE Linux Enterprise és a Red Hat Enterprise Linux. A Linux asztali disztribúciói olyan ablakrendszerek, mint a Wayland vagy X11, és asztali környezetek, mint például a KDE Plasma és a GNOME.

• Eredetileg a Linuxot Intel x86 architektúrán alapuló személyi számítógépekhez tervezték, de azóta több környezetbe helyezték át, mint más operációs rendszereket.
• Az Androidot is beleértve, a Linux rendelkezik a legnagyobb telepített bázissal az összes általános célú operációs rendszer közül, mivel 2022 májusától a Linux-alapú Android vezérelhető okostelefonokon.
• A Linuxot azonban 2022 novemberében az asztali számítógépek alig 2,6%-a használja.
• Ezenkívül a Linux számos beágyazott rendszeren fut, azaz olyan eszközökön, amelyek operációs rendszerét jellemzően a firmware-be tervezték, és rendkívül testreszabták a rendszerhez.
• Tartalmaz űrhajókat (Perseverance rover, Dragon crew kapszula és Falcon 9 rakéta), autókat (Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz, Audi és Tesla), televíziókat (LG és Samsung Smart TV-k), videojáték-konzolokat, intelligens otthoni eszközöket, automatizálási vezérlők és útválasztók.

A Linux a nyílt forráskódú és ingyenes szoftveres együttműködés egyik legkiemelkedőbb példája. A forráskódot mindenki terjesztheti, módosíthatja és nem kereskedelmi vagy kereskedelmi céllal használhatja a megfelelő licencek, például a GNU GPL (General Public License) feltételei szerint. Például a Linux kernel a GPLv2 licenccel rendelkezik.

A Linux operációs rendszer története

Prekurzorok
A Unix alapú operációs rendszert 1969-ben vezették be és alkották meg Az AT&T Bellje Joe Ossanna, Douglas Mcllroy, Dennis Ritchie és Ken Thompson laboratóriumai az Egyesült Államokban. Az 1971-ben először publikált Unix teljes egészében assembly nyelven íródott, ahogy az akkori alapgyakorlat is volt. Dennis Ritchie 1973-ban kulcsfontosságú úttörő módon frissítette C nyelvre. A magas szintű Unix nyelvi implementáció elérhetővé tette a portolást különböző számítógépes platformokra.Teremtés
Torvalds az 1990-es évek őszén a Helsinki Egyetemen járt egy Unix-tanfolyamra. A kurzus az Ultrixot futtató MicroVAX miniszámítógépet használta, és az egyik szükséges szöveg az Operációs rendszerek: tervezés és megvalósítás volt Andrews S. Tanenbaumtól. A tankönyv a Tanenbaum MINIX operációs rendszerének egy példányát tartalmazta. Ezzel a kurzussal együtt Torvalds kezdetben nyitottá vált a Unix felé. 1991-ben kezdett érdeklődni az operációs rendszerek iránt. Frusztrálva a MINIX licence miatt, amely akkoriban csak oktatási használatra korlátozta, elkezdett dolgozni az operációs rendszer kernelén, amely végül Linux kernel lett.
Torvalds elindította a Linux kernel fejlesztését MINIX-en, és a MINIX-re írt szoftvereket Linuxon is használták. Később a Linuxot művelték, majd a Linux rendszermag fejlesztése jelent meg Linux rendszereken. Ezenkívül a GNU alkalmazások minden MINIX komponenst lecseréltek, mivel előnyös volt az ingyenes kódot a GNU Projecten keresztül használni az új operációs rendszerrel; A GNU GPL licenccel rendelkező kódja újra alkalmazható más számítógépes funkciókban, amennyiben azokat egy kompatibilis vagy ugyanazon licenc alatt teszik közzé.
Torvalds a kereskedelmi terjesztést tiltó tényleges licencéről a GNU GPL-re váltott. A fejlesztők a GNU elemeket a Linux kernellel fejlesztették ki, így egy ingyenes és teljesen működőképes operációs rendszer jött létre.Jelenlegi fejlődés
A Linux kernel vezető karbantartója az Greg Kroah-Hartman aki a fejlődését irányítja. A Free Software Foundation ügyvezető igazgatója William John Sullivan , amely viszont támogatta a GNU összetevőket. A vállalatok és magánszemélyek végre nem GNU, harmadik féltől származó összetevőket fejlesztenek ki.
A harmadik féltől származó összetevők sokféle munkából állnak, és felhasználói könyvtárakat és alkalmazásokat, valamint kernelmodulokat egyaránt tartalmazhatnak. A Linux közösség és a gyártók a kernelt, a nem GNU összetevőket és a GNU összetevőket extra csomagkezelő szoftverekkel terjesztik és kombinálják a Linux disztribúciók módjára.Népszerű és kereskedelmi felhasználás
Éles környezetben a Linux bevezetése kezdetben az 1990-es évek közepén kezdett elterjedni a szuperszámítógépes közösségben, ahelyett, hogy csak a hobbik használták volna, ahol a NASA-hoz hasonló szervezetek egyre gyakrabban kezdték lecserélni drága gépeiket olcsó, Linuxot futtató számítógép-fürtökre. A kereskedelmi felhasználás akkor kezdődött, amikor a Hewlett-Packard által követett IBM és a Dell Linux-támogatást nyújtott a Microsoft asztali operációs rendszer-piaci monopóliuma alóli kikerüléshez.
A Linux rendszereket ma már teljes mértékben használják a számítástechnikában, a beágyazott rendszerektől a virtuális szuperszámítógépekig, és olyan szervertelepítésekben is helyet kaptak, mint a híres LAMP alkalmazásverem. A Linux disztribúciók vállalati és otthoni asztali számítógépeken történő felhasználása folyamatosan fejlődik.
Emellett a Linux disztribúciók is híresek lettek a netbookok piacán, számos eszköz költözött a telepített, testreszabott Linux disztribúciókkal, és a Google közzétette a netbookokhoz fejlesztett ChromeOS-t.

Linux operációs rendszer tervezése

Különféle nyílt forráskódú fejlesztők elismerik, hogy a Linux kernelt nem fejlesztették ki, hanem a természetes szelekcióból fejlődött ki. A Linux-alapú rendszer egy kompatibilis Unix-szerű operációs rendszer, amely általános felépítésének nagy részét az 1970-es és 1980-as években a Unixban kidolgozott elvek alapján vezették le. Egy ilyen rendszer a Linux kernelt alkalmazza, egy monolitikus kernelt, amely kezeli a fájlrendszereket, a perifériás hozzáférést, a hálózatépítést és a folyamatvezérlést. Az eszközillesztő-programok vagy közvetlenül integrálva vannak a kernelbe, vagy az eszköz aktív állapotában betöltött modulként szerepelnek benne.

A telepített Linux rendszer összetevői a következők:

• A rendszerbetöltő , például a systemd-boot, a SYSLINUX, a LILO és a GNU GRUB. Ez egy olyan program, amely be tudja tölteni a Linux kernelt a számítógép fő memóriájába úgy, hogy a számítógép a firmware-bejelentkezés után és bekapcsolása után futtatja.
• An lépjen be a programba , mint a hagyományos sysvinit és az újabb Upstart, OpenRC és systemd. Ez az első folyamat, amelyet a Linux kernel és a folyamatfa gyökere jelentett be. Más szavakkal, minden folyamat az inittől nyílik meg. Olyan folyamatokat indít el, mint a bejelentkezési felszólítások és a rendszerszolgáltatások (akár terminál, akár grafikus módban).
Szoftverkönyvtárak , amelyek futó folyamatok által alkalmazható kódot tartalmaznak. A dinamikus könyvtárak használatát kezelő dinamikus linker az Id-linux.so nevet viseli az ELF formátumú futtatható fájlokkal rendelkező Linux rendszereken. Emellett fejlécfájlok is hozzáadódnak a telepített könyvtárak felületének meghatározásához, ha a rendszer úgy van beállítva, hogy a felhasználó maga gyűjtse be a szoftvert. Emellett a legszélesebb körben használt szoftverkönyvtár a GNU C Library (glibc) Linux rendszereken. Számos egyéb kötelezettség is létezik, például a Mesa és az SDL.
• C standard könyvtárra van szükség a C programok futtatásához egy olyan rendszeren, amely a szabványnak számító GNU C könyvtárat használja. Olyan alternatívákat fejlesztettek ki, mint az uClibc (uClinuxhoz fejlesztették), az EGLIBC (a Debian által egyszer használt glibc fork) és a musl. Az első kettőt azonban most nem tartják fenn. Az Android a C könyvtárát használja, amely az úgynevezett Bionic .
Felhasználói felület
A felhasználói felületet shell-nek is nevezik. Ez vagy GUI (grafikus felhasználói felület), CLI (parancssori interfész), vagy a kapcsolódó hardverhez csatolt vezérlők, ami a beágyazott rendszerek esetében normális. Az asztali rendszerek alapértelmezett felhasználói felülete grafikus. A CLI azonban elérhető a terminálemulátor ablakaiban vagy egy elszigetelt virtuális konzolon.
A parancssori felülethéjak szövegalapú felhasználói felületek, amelyek szöveget használnak a kimenetre és a bevitelre egyaránt. A domináns shell a Linuxban használt bash (Bourne-Again Shell), amelyet eredetileg a GNU projekthez terveztek. A Linux szinte minden alacsony szintű összetevője, beleértve több felhasználói területet is, kizárólag a CLI-t használja. A CLI különösen kompatibilis a késleltetett vagy ismétlődő feladatok automatizálásával, és nagyon egyszerű folyamatok közötti kommunikációt biztosít.
• A grafikus felületek a leghíresebb felhasználói felületek az asztali rendszereken, olyan széles asztali környezetekkel, mint az Xfce, Pantheon, LXDE, Cinnamon, MATE, GNOME és KDE Plasma, bár számos felhasználói felület áll rendelkezésre.
• A leghíresebb felhasználói felületek az X Window System koncepciójával, az úgynevezett 'X' .
• Hálózati átláthatóságot kínál, és lehetővé teszi egy rendszeren aktív grafikus alkalmazás megjelenítését egy másikon, amelyben a felhasználó együttműködhet az alkalmazással.
• Bár bizonyos X Window System bővítmények nem működnek a hálózaton.
• Az X.Org Serverrel sok X megjelenítőszerver érhető el, a referencia megvalósítás a leghíresebb.
Videó bemeneti infrastruktúra
Jelenleg a Linux két kernel-felhasználói API-val rendelkezik a videobemeneti eszközök kezelésére: DVB API a TV-vételhez és V4L2 API a rádió- és videofolyamokhoz.
Ezt az infrastruktúrát tovább kell fejleszteni, hogy jobban illeszkedjen más eszközökhöz a különböző eszközök sokfélesége és összetettsége, valamint az API-k által kezelt nagyszámú szabvány és formátum miatt. A jobb felhasználóiterület-eszközkönyvtár a siker kulcsa annak is, hogy olyan felhasználóiterület-alkalmazások legyenek, amelyek minden, az eszközök által támogatott formátummal működni tudnak.

A Linux operációs rendszer felhasználása

A nyílt forráskódú/szabad szoftverekkel kapcsolatos számos kvantitatív tanulmány olyan témákra koncentrál, mint a megbízhatóság és a piaci részesedés, sok tanulmány pedig kifejezetten a Linuxot vizsgálja. A Linux piac fejlődik, és a Linux operációs rendszerek piacának mérete 2027-re 19,2%-os növekedést mutat, ami eléri a 15,64 milliárd dollárt, szemben a 2019-es 3,89 milliárddal. A támogatók és elemzők a Linux asszociatív sikerét a szabadságának és alacsony költségének tulajdonítják. , megbízhatóság és biztonság a szállítói bezárástól.

Webszerverek
A W3Cook kiadja az 1 000 000 legnépszerűbb Alexa tartományt használó statisztikákat, amelyek becslése szerint 2015 májusában a webszerverek 96,55%-a Linuxot, 1,73%-a Windowst és 1,72%-a FreeBSD-t használ.Laptopok és asztali számítógépek
A webszerverek statisztikái szerint 2022 májusában a Linux piaci részesedése 2,5% körül mozog az asztali számítógépeken. A Microsoft Windows piaci részesedése körülbelül 75,5%, míg a macOS körülbelül 14,9%.Mobil eszközök
Az Android az okostelefonok vezető operációs rendszerévé vált, amely Linux kernel alapú. 2022 júliusában világszerte az internetet használó okostelefonok 71,9%-a használt Androidot. Ezenkívül az Android a táblagépek híres operációs rendszere, amely 2013-ban az asztali eladások több mint 60%-áért felelős.Filmgyártás
A Linux évek óta az előnyben részesített platform a filmiparban. Az első nagy film, amelyet Linux szerveren adtak ki, az 1997-es Titanic volt. Azóta a nagy stúdiók, köztük az Industrial Light & Magic, a Weta Digital, a Pixar és a DreamWorks Animation, áttelepültek a Linuxra.Kormányzati felhasználás
A Linux disztribúciók számos országos és helyi önkormányzatban is népszerűvé váltak. Kerala elérte azt a kötelező mértéket, hogy minden állami középiskola Linuxot használjon a rendszerén. Kína kizárólag a Linuxot használja a Loongson processzorcsalád operációs rendszereként a technológiai függetlenség elérése érdekében.
Néhány régió integrálta a Linux disztribúcióját Spanyolországban, amelyet széles körben használnak hivatalos és oktatási intézményekben. Németország és Franciaország is lépéseket tett a Linux bevezetése felé. Az észak-koreai Red Star operációs rendszer egy 2002 óta kifejlesztett Fedora Linux verzión alapul.

Linux operációs rendszer működik

A Linux operációs rendszer a szabványos felépítést követi, amely számos disztribúciójának és változatának a kulcsa. Minden Linux disztribúció a Linux kernelen alapul, de olyan tényezőktől függően változhat, mint:

Kernel verzió:A disztribúciók beállíthatók újabb kiadásokkal, hogy új szempontokat adjunk hozzá, vagy a korábbi kiadásokkal, hogy kiegyensúlyozottabbak legyenek.Kernel modulok:Ez egy olyan szoftver, amelyet újraindítás nélkül ki lehet tölteni és a kernelbe lehet fejleszteni. Gyakran kernelmodulokat használnak a következők támogatására:
• Eszköz-illesztőprogramok, amelyek a kapcsolt eszközök működését kezelő kódot használnak.
• Fájlrendszer-illesztőprogramok, amelyek olyan kódot használnak, amely kezeli a kernel különböző fájlrendszerekkel való működését.
• Rendszerhívások, amelyek olyan kódot használnak, amely kezeli, hogy a programok miként igényeljenek szolgáltatásokat a kernelen keresztül.
Konfigurációs lehetőségek:Néhány speciális disztribúcióhoz olyan rendszermagokat használnak, amelyek egyesítve vannak olyan konfigurációs beállításokkal, amelyek csak fájlrendszer- vagy eszközillesztő-programok hozzáadására vannak beállítva; például a kernel lefordítása bármely vezeték nélküli eszközhöz vezetékes hálózati eszközmeghajtók nélkül.
A kernel az egyetlen dolog, amiben minden Linuxot futtató rendszer közös. A Linux a következőkkel működik:
• A Linux kernel indítása és betöltése.
• A kernel kezel minden rendszerkimenetet és -bemenetet, miután elindult. A rendszer elindul, és a folyamatok inicializálhatók.
• A rendszer használható olyan folyamatokhoz, amelyek a parancssorból interaktívan bevitt parancsokat tartalmaznak, hálózati szerver funkciók, asztali alkalmazások vagy bármely program vagy alkalmazás a rendszerfolyamatok indításakor.

A felhasználói élmény nagymértékben változhat, attól függően, hogy a Linux rendszert hogyan használják, míg a kernel szinte teljesen azonos lehet néhány fordítási különbséggel és a konfigurációs eltérésekkel. Például a Linux néhány használati esete eltérő felhasználói élményekkel:

Asztali termelékenység rendszereket, mint amilyeneket a szoftverfejlesztők vagy más szakemberek használnak. A szoftverfejlesztő munkaállomások teljesítményét, míg az asztali számítógépeket az adminisztratív szakemberek asztali termelékenységi eszközeinek használatához lehet bővíteni. Hálózati szerverek esetleg nem is ad hozzá parancssori ablakot a közvetlen eléréshez. Ezeket a fej nélküli kiszolgálókat távolról Windows munkamenetek vagy hálózati terminálok kezelik. A szervereket többen is használhatják, de közvetlenül csak az arra jogosult rendszergazdáknak szabad hozzáférniük. Vékony ügyfelek lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy gazdag asztali környezetet használjanak egy könnyű eszközzel. Tartalmazza a Google Chromebookokat és a Raspberry Pi egykártyás rendszereket.

A Linux sokban hasonlít minden grafikus felhasználói felület alapú operációs rendszerhez, ha grafikus felhasználói felületként használják asztali környezettel. Az alkalmazások és sok más erőforrás elindítható az ikonok megnyomásával, a fájlok pedig törölhetők, másolhatók vagy áthelyezhetők érintőpad vagy egér segítségével.

Linux disztribúciók

A Linux elfogadta a Free Software Foundation copyleft rendelkezéseit, amely a GNU GPL-t a fejlesztés megkezdése óta készítette. A GPL leírja, hogy bármit, amit módosításra és ingyenesen veszünk, szabadon terjeszteni kell.
Több száz Linux-verzió, más néven disztribúciók vagy disztribúciók állnak rendelkezésre. A disztribúciók általában a csomagon keresztül különböztetik meg magukat egy konkrét cél, célpiac, funkció vagy filozófia meghatározásával.

Számos disztribúció létezik bizonyos célfunkciókhoz, mint például a biztonság, a játék, az asztali számítógépek, a szerverek vagy a beágyazott eszközök, például a Raspberry Pi rendszerek. Szinte minden modern disztribúció használatra kész és előre lefordított, míg mások, mint például a Gentoo Linux, forráskódból állnak, amelyet bármely felhasználó helyileg lefordíthat a telepítés megkezdésekor a rendszerkonfiguráció használatához.

A Linux OS előnyei és hátrányai

Az alábbiakban felsorolunk és ismertetünk néhány Linux használat előnyeit:

Nyílt forráskód:A Linux kernel a GNU GPL nyílt forráskódú szoftverlicence alatt jelent meg. A legtöbb disztribúció több alkalmazást tartalmaz különféle opciókkal, szinte minden kategóriában. Ezenkívül számos disztribúció tartalmaz védett szoftvereket, például a gyártók által kínált eszközillesztőket a hardver támogatására.Megbízhatóság:A Linuxot megbízható operációs rendszerként kezelik, és számos biztonsági javítás jól támogatja. Ezenkívül a Linuxot stabil operációs rendszerként kezelik, ami azt jelenti, hogy szinte minden körülmények között végrehajtható. A Linux akkor is képes kezelni a hibákat, amikor váratlan bemenet és szoftver fut.Engedélyezési költségek:A Linuxnak nincs pontos licencdíja, ellentétben az Apple macOS-szel vagy a Microsoft Windows-szal. Míg a rendszertámogatás térítés ellenében több Linux gyártótól is elérhető, maga az operációs rendszer ingyenesen használható és másolható. Néhány informatikai szervezet úgy növelte megtakarításait, hogy szerverszoftverét kereskedelmi operációs rendszerről Linuxra helyezte át.Visszafelé kompatibilitás:A Linuxot és sok nyílt forráskódú szoftvert gyakran frissítik a funkcionális és biztonsági javítások érdekében, miközben alapvető funkciókkal rendelkeznek. A shell szkriptek és konfigurációk valószínűleg változatlanul működnek még akkor is, ha szoftverfrissítéseket használnak. Általában a Linux és más nyílt forráskódú alkalmazások nem változtatják meg működési módjukat az új verziókkal, ellentétben a gazdasági szoftvergyártókkal, amelyek operációs rendszereik új kiadásait új munkaformákkal szerelik fel.Több választási lehetőség:Szinte az összes végtelen lehetőség, számos elérhető disztribúció és számos alkalmazási lehetőség között a Linux konfigurálásához, fordításához és futtatásához szinte minden hardverplatformon lehetséges Linuxot fejleszteni szinte minden alkalmazáshoz.

A Linux néhány hátránya:

Szabvány hiánya:Linuxhoz nem érhető el szabványos verzió, ami jó lehet a Linux optimalizálása bizonyos alkalmazásokhoz, de kevésbé az asztali lemezképek és szabványos szerverek telepítéséhez. A lehetőségek széles választéka a támogatást eredményezheti.Támogatási költségek:A támogatás nem ingyenes, míg a szervezetek licencdíjak nélkül, szabadon szerezhetnek be Linuxot. Szinte minden vállalati Linux-terjesztő, mint például a Red Hat és a SUSE, támogatási szerződést biztosít. Ezek a licencdíjak a helyzettől függően jelentősen csökkenthetik a megtakarítást.Saját szoftver:A számítógépes termelékenységet javító szoftverek, mint például a Microsoft Office, nem használhatók Linux asztali számítógépeken, és előfordulhat, hogy számos védett szoftver nem érhető el Linux platformokon.Meredek tanulási görbe:Számos felhasználó küzd azért, hogy megtanulja használni a Linux-alapú alkalmazásokat és a Linux asztali számítógépeket.Nem támogatott hardver:Számos hardvergyártó engedélyezi a Linux eszközillesztőinek elérhetőségét termékeihez, de többen nem.