LINUX (Операционная система LINUX)

Самым популярным проектом UNIX-системы конца XX века стала недорогая альтернатива дорогостоящим (HP-UNIX, SUN Solaris, Digital UNIX) решениям - ОС Linux. Сегодня темпы освоения рынка данной системой по сравнению с остальными известными ОС являются самыми интенсивными.
Сильной стороной ОС Linux является ее универсальность: система покрывает весь диапазон применений -- от настольного PC до сверхмощных многопроцессорных серверов и кластеров. В настоящее время многопроцессорная ОС Linux устойчиво работает на платформах PC, Alpha, PowerPC, Macintosh, SGI MIPS, Strong ARM, SGI Visual Workstations, VAX, 8086, PC-98, Palm Pilot, HP PA-RISC, Sparc & UltraSparc64 systems, m68k.

Будучи операционной системой, Linux выполняет многие из функций, характерных для DOS и Windows. Однако следует отметить, что эта ОС отличается особой мощью и гибкостью. Большинство операционных систем персональных компьютеров, например DOS, создавались для небольших ПК, обладавших ограниченными возможностями и лишь недавно превратившихся в универ­сальные машины. Такие ОС постоянно модернизируются, поскольку они должны соответствовать непрерывно развивающимся возможностям аппа­ратных средств персональных компьютеров. Система же Linux разрабатыва­лась совершенно в ином контексте. Она представляет собой ПК-версию операционной системы Unix, которая десятилетиями используется на мэйн­фреймах и мини-ЭВМ и является основной ОС рабочих станций. Linux предоставляет в распоряжение вашего ПК скорость, эффективность и гиб­кость Unix, используя при этом все преимущества современных персональ­ных машин.

С финансовой точки зрения Linux обладает одним весьма существенным достоинством — она не коммерческая. В отличие от операционной системы Unix, Linux распространяется бесплатно по генеральной открытой лицензии GNU в рамках Фонда бесплатного программного обеспечения (Free Software Foundation), благодаря чему эта ОС доступа всем желающим. В действитель­ности система Linux защищена авторским правом и не находится в обще­доступном пользовании, однако открытая лицензия GNU — это почти то же самое, что и передача в общедоступное пользование. Она составлена таким образом, что Linux остается бесплатной и в то же время стандартизированной системой. Существует лишь один официальный вариант Linux.

Некоммерческий характер Linux иногда создает у людей неверное впе­чатление о ней: некоторые считают, что эта операционная система не относится к числу профессиональных. По сути дела, Linux является ПК-вер­сией ОС Unix. Для того чтобы оценить ее по достоинству, нужно уяснить тот особый контекст, в котором разрабатывалась система Unix. В отличие от большинства других операционных систем, Unix разрабатывали в универси­тетской, академической среде. Для университетов и исследовательских ла­бораторий Unix — то, что надо. Ее разработка шла параллельно с революцией в области вычислительной техники и коммуникаций, которая длится вот уже несколько десятилетий. Профессионалы по части компьютерной техники нередко разрабатывали на базе Unix новые технологии. В частности, это касается средств для работы в Internet. Будучи весьма сложной системой, Unix, тем не менее, с самого начала строилась как система очень гибкая. Ее можно запросто модифицировать, создавая тем самым различные версии. Так, многие фирмы-производители поддерживают разные официальные варианты Unix. Фирмы IBM, Sun, Hewlett-Packard продают и осуществляют техническое сопровождение собственных вариантов. Специалисты, занятые в научно-исследовательских программах, создают свои версии, соответст­вующие их конкретным задачам. Эта внутренняя гибкость структуры ОС Unix никоим образом не сказывается на ее высочайшем качестве. Наоборот, она подтверждает ее устойчивость, позволяя в то же время адаптировать систему практически к любой среде. Именно в этом контексте разрабатыва­лась ОС Linux. В этом смысле Linux — всего лишь еще один вариант Unix, версия для ПК. Процесс ее разработки компьютерными профессионалами, работающими в научной и околонаучной среде, соответствует обычной процедуре разработки версий Unix. Однако Linux распространяется по открытой лицензии. Linux — это высококлассная операционная система, доступная всем, причем бесплатно.

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

Управление файлами, управление программами и взаимодействие с поль­зователями — это традиционные функции, общие для всех операционных систем. У Linux, как и у всех версий Unix, есть еще две особенности: она является многопользовательской и многозадачной системой. Многозадач­ность означает, что систему можно "попросить" выполнить несколько задач одновременно. Пока выполняется одна задача, вы работаете с другой. Например, когда печатается один файл, можно редактировать другой, не ожидая окончания процесса печати. Многопользовательский режим означает, что в системе одновременно могут быть зарегистрированы несколько поль­зователей, каждый из которых взаимодействует с нею через свой терминал.

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

Как версия системы Unix, Linux отличается характерной для этой ОС гибкостью, обусловленной в первую очередь тем, что эта ОС развивалась в среде исследователей и ученых. Операционную систему Unix разработал Кен Томпсон, сотрудник фирмы Bell Laboratories концерна AT&T, в конце 60-х — начале 70-х годов. Unix вобрала в себя целый ряд новых разработок в области операционных систем. Она создавалась как операционная система для исследователей. При разработке Unix была поставлена задача создать систе­му, которая могла бы удовлетворять непрерывно изменяющимся требовани­ям сотрудников, занимающихся разнообразными исследованиями. Для дос­тижения этой цели Томпсону пришлось разрабатывать систему, которая могла решать множество разнотипных задач. Гибкость системы стала более важным качеством, нежели эффективность работы аппаратных средств. Как и Unix, Linux позволяет пользователям справиться с решением чрезвычайно широкого круга задач.

ОС рассматривается как ме­ханизм, предоставляющий в распоряжение пользователя набор высокоэф­фективных инструментов. Такая ориентация на пользователя означает, что вы можете конфигурировать и программировать систему в соответствии со своими конкретными потребностями. В случае с Linux операционная систе­ма действительно становится операционной средой.

История создания Linux и Unix

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

Со временем популярность Unix в Bell Laboratories росла, и в 1970 году Деннис Ритчи и Кен Томпсон переписали код системы на языке програм­мирования С. Деннис Ритчи, коллега Томпсона по Bell Labs, создал этот язык с целью обеспечения гибкости при разработке программ. Одно из преиму­ществ языка С состоит в том, что он позволяет обращаться непосредственно к аппаратным средствам компьютера за счет использования обобщенного набора команд. До этого текст программы операционной системы нужно было специально переписывать на аппаратно-зависимом языке ассемблера для каждого типа компьютера. Язык С позволил Ритчи и Томпсону написать всего одну версию операционной системы Unix, которую затем можно было компилировать С-компиляторами на различных машинах. Операционная система Unix стала мобильной, т.е. способной работать на разных типах машин практически без перепрограммирования.

Постепенно Unix выросла из персонального творения одного человека в стандартный программный продукт, распространяемый многими фирмами, включая Novell и IBM. Сначала эту ОС считали исследовательским продуктом, поэтому первые версии Unix распространялись бесплатно по факультетам вычислительной техники многих известных университетов. В 1972 году Bell Labs начала выпускать официальные версии Unix и продавать лицензии на нее различным пользователям. Одним из таких пользователей был факультет вычислительной техники Калифорнийского университета в Беркли. Его специалисты ввели в систему много новых особенностей, которые впослед­ствии стали стандартными. В 1975 году в Беркли была выпущена собственная версия Unix, известная как Berkeley Software Distribution (BSD). Эта версия Unix стала основным соперником версии AT&T Bell Labs. Постепенно стали появляться и другие независимо разрабатываемые версии Unix. В 1980 году фирма Microsoft выпустила версию Unix для ПК, получившую название Xenix. Компания AT&T разработала несколько версий Unix, а в 1982 году выпустила первую коммерческую версию, System 3. За ней последовала System V, которая стала весьма серьезно поддерживаемым программным продуктом.

Параллельно с этими событиями выпускались версии BSD. В конце 70-х годов BSD Unix стала основой исследовательского проекта, выполняемого в Агентстве перспективных исследований и разработок (DARPA) министерст­ва обороны США. В результате в 1983 году Калифорнийский университет выпустил мощную версию Unix под названием BSD 4.2. Она включала в себя достаточно совершенную систему управления файлами и сетевые средства, основанные на использовании протоколов TCP/IP, применяемых сейчас в Internet. Версия BSD 4.2 широко распространилась и была выбрана многими фирмами-производителями, в частности Sun Microsystems.

Распространение разных версий Unix привело к необходимости выработ­ки стандарта на эту ОС. Иного способа узнавать о том, в каких версиях будут работать предназначенные для использования в среде Unix программы, у разработчиков этих программ не было. В середине 80-х годов появились два конкурирующих стандарта: один был создан на основе версии AT&T, а второй — на основе версии BSD. Сегодня в магазинах можно найти множе­ство книг, посвященных разным вариантам Unix. В некоторых из них освещается Unix System V, а в других — BSD Unix.

Компания AT&T передала работы по Unix новой организации, Unix System Laboratories, которая сосредоточила свои усилия на разработке стан­дартной системы, объединяющей основные версии Unix. В 1991 году Unix System Laboratories разработала System V версии 4, в которой были реализо­ваны практически все возможности вариантов System V версии 3, BSD версии 4.3, SunOS и Xenix. В ответ на System V версии 4 несколько компаний, в частности IBM и Hewlett-Packard, создали Фонд открытого программного обеспечения (Open Software Foundation, OSF), целью которого стала разра­ботка собственной стандартной версии Unix. В результате появились два конкурирующих коммерческих стандартных варианта Unix — версия OSF и System V версии 4. В 1993 году компания AT&T продала свою долю прав на Unix фирме Novell, и некоторое время Unix Systems Laboratories принадлежала Novell. За это время фирма выпустила собственные версии Unix на базе System V версии 4, получившие общее название UnixWare. UnixWare предназначена для взаимодействия с системой NetWare разработки Novell.

В настоящее время Unix System Laboratories принадлежит фирме Santa Cruz Operation.

На протяжении почти всего своего развития Unix оставалась большой и требовательной по отношению к аппаратным средствам операционной сис­темой, для эффективной работы которой необходимо было иметь рабочую станцию или мини-ЭВМ. Некоторые версии Unix были рассчитаны в основ­ном на рабочие станции. Систему SunOS разработали для рабочих станций Sun, а систему AIX — для рабочих станций IBM. По мере наращивания мощи персональных компьютеров стали появляться сообщения о разработке вер­сий Unix для ПК. В частности, Xenix и System V/386 — коммерческие версии Unix для IBM-совместимых ПК. AUX — версия Unix, которая работает на ПК Macintosh. To, что Unix устанавливается на компьютерах практически всех типов (рабочих станциях, мини-ЭВМ и даже супер-ЭВМ), — лишнее свидетельство присущей ей мобильности, которая и обеспечила возможность создания эффективной версии Unix для персональных компьютеров.

Система Linux предназначена специально для персональных компьюте­ров с элементной базой Intel. Ее разработка начиналась проектом Линуса Торвальда, студента факультета вычислительной техники Хельсинкского университета. В то время студенты пользовались программой Minix, которая демонстрировала различные возможности Unix. Эта программа, которую разработал профессор Эндрю Таннебаум, широко распространилась по сети Internet среди студентов всего мира.

В намерения Линуса входило создать эффективную ПК-версию Unix для пользователей Minix. Он назвал ее Linux и в 1991 году выпустил версию 0.11. Linux широко распространилась по Internet и в последующие годы подверглась доработкам со стороны других программистов, которые ввели в нее возможности и особенности, присущие стандартным Unix-системам. В Linux, в частности, были перенесены прак­тически все основные программы-менеджеры окон. В этой ОС используются утилиты Internet, имеется и полный набор средств разработки программ, включая компиляторы и отладчики C++. Несмотря на такие широкие возможности, операционная система Linux остается небольшой, стабильной и быстродействующей. В минимальной конфигурации она может эффективно работать даже на 386 компьютерре при наличии оператив­ной памяти объемом 4 Мбайта.