Introduktion till Linux

Linux är en öppen källkod Unix-liknande operativsystem-baserad familj på Linux-kärnan, och OS-kärnan publicerades först den 17 september 1991 av Linus Torvalds . Vanligtvis är Linux paketerat som Linux-distributionen, som innehåller de stödjande biblioteken och systemprogramvaran och kärnan, av vilka flera erbjuds av GNU-projektet. Flera Linux-distributioner använder termen 'Linux' i titeln, men Free Software Foundation använder 'GNU/Linux' titeln för att fokusera på nödvändigheten av GNU-programvara, vilket orsakar några kontroverser.

Kända Linux-distributioner är Ubuntu, Fedora Linux och Debian, varav den senare är sammansatt av flera olika modifieringar och distributioner, inklusive Xubuntu och Lubuntu. Kommersiella distributioner är SUSE Linux Enterprise och Red Hat Enterprise Linux. Desktopdistributioner av Linux är fönstersystem som Wayland eller X11 och skrivbordsmiljöer som KDE Plasma och GNOME.

• Ursprungligen designades Linux för persondatorer som var Intel x86-arkitekturbaserade, men det har sedan dess flyttats till fler miljöer än andra operativsystem.
• Inklusive Android har Linux den största installerade basen av alla generella operativsystem på grund av kontrollen av den Linux-baserade Android över smartphones från och med maj 2022.
• Men Linux används av bara cirka 2,6 % av stationära datorer från och med november 2022.
• Linux körs också på många inbyggda system, d.v.s. enheter vars operativsystem vanligtvis är designat i den fasta programvaran och är extremt anpassat till systemet.
• Det inkluderar rymdfarkoster (Perseverance rover, Dragon crew capsule och Falcon 9 raket), bilar (Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz, Audi och Tesla), tv-apparater (LG och Samsung Smart TV), videospelskonsoler, smarta hemenheter, automationskontroller och routrar.

Linux är ett av de mest framstående exemplen på samarbete med öppen källkod och fri programvara. Källkoden kan distribueras, modifieras och användas icke-kommersiellt eller kommersiellt av alla under villkoren för dess respektive licenser, som GNU GPL (General Public License). Till exempel är Linux-kärnan licensierad på GPLv2.

Historien om Linux OS

Föregångare
Det Unix-baserade operativsystemet implementerades och utformades 1969 kl AT&T's Bell laboratorier av Joe Ossanna, Douglas Mcllroy, Dennis Ritchie och Ken Thompson i USA. Unix publicerades först 1971 och var helt skrivet på assemblerspråk, vilket var den grundläggande praxisen på den tiden. Den uppdaterades på C-språket av Dennis Ritchie på ett banbrytande sätt 1973. Tillgången till en Unix-språkimplementering på hög nivå gjorde porteringen till distinkta datorplattformar bekväm.Skapande
Torvalds registrerade sig på en Unix-kurs när han besökte Helsingfors universitet på 1990-talets höst. Kursen använde en MicroVAX minidator som exekverade Ultrix, och en av de nödvändiga texterna var Operativsystem: Design och implementering av Andrews S. Tanenbaum. Läroboken innehöll en kopia av Tanenbaums operativsystem MINIX. Det var tillsammans med denna kurs som Torvalds till en början blev öppen för Unix. Han blev intresserad av operativsystem 1991. Frustrerad över MINIX-licenserna, som begränsade den till enbart pedagogisk användning vid den tiden, började han arbeta på sin operativsystemkärna, som så småningom blev Linuxkärnan.
Torvalds startade Linux-kärnutvecklingen på MINIX, och programvara skriven för MINIX användes även på Linux. Senare odlades Linux, och sedan dök utvecklingen av Linuxkärnan upp på Linux-system. Dessutom ersatte GNU-applikationer varje MINIX-komponent på grund av att det var fördelaktigt att använda gratiskoden genom GNU-projektet med det nya operativsystemet; kod licensierad på GNU GPL kan återanvändas i andra datorfunktioner så länge de också publiceras under en kompatibel eller samma licens.
Torvalds började byta från sin faktiska licens, som förbjöd kommersiell distribution, till GNU GPL. Utvecklare arbetade för att utveckla GNU-element med Linux-kärnan, vilket gjorde ett gratis och fullt fungerande operativsystem.Aktuell utveckling
Den ledande underhållaren av Linux-kärnan är Greg Kroah-Hartman som styr dess utveckling. Den e verkställande direktören för Free Software Foundation är William John Sullivan , som i sin tur stödde GNU-komponenterna. Företag och individer utvecklar äntligen icke-GNU tredjepartskomponenter.
Tredjepartskomponenterna är sammansatta av ett brett spektrum av arbeten och kan innehålla både användarbibliotek och applikationer och kärnmoduler. Linux-gemenskapen och leverantörer distribuerar och kombinerar kärnan, icke-GNU-komponenter och GNU-komponenter med extra pakethanteringsprogram på samma sätt som Linux-distributioner.Populärt och kommersiellt upptagande
I produktionsmiljöer började Linux-antagandet ta fart i mitten av 1990-talet i superdatorcommunityt istället för att endast användas av hobbyister, där organisationer som NASA i allt högre grad började ersätta sina dyra maskiner med billiga handelsdatorkluster som kör Linux. Kommersiell användning började när IBM och Dell, efterföljda av Hewlett-Packard, började tillhandahålla Linux-stöd för att undkomma Microsofts monopol på marknaden för stationära operativsystem.
Linux-system används helt och hållet i datoranvändning idag, från inbyggda system till nästan varje superdator, och har säkrat en position i serverinstallationer som den berömda LAMP-applikationsstacken. Användningen av Linux-distributioner i företags- och hemdatorer har utvecklats.
Dessutom har Linux-distributioner blivit kända på netbook-marknaden, med flera enheter som flyttar med installerade anpassade Linux-distributioner och Google publicerar sitt ChromeOS utvecklat för netbooks.

Design av Linux OS

Olika utvecklare med öppen källkod erkänner att Linux-kärnan inte utvecklades utan istället utvecklades från naturligt urval. Ett Linux-baserat system är ett kompatibelt Unix-liknande operativsystem, som härleds till mycket av sin vanliga design från principer som skapades i Unix under 1970- och 1980-talen. Ett sådant system tillämpar Linux-kärnan, en monolitisk kärna som hanterar filsystem, perifer åtkomst, nätverk och processkontroll. Enhetsdrivrutiner är antingen direkt integrerade med kärnan eller inkluderade som moduler som laddas medan enheten är aktiv.

Installerade Linux-systemkomponenter inkluderar följande:

• A bootloader , till exempel systemd-boot, SYSLINUX, LILO och GNU GRUB. Det är ett program som kan ladda Linux-kärnan i datorns huvudminne genom att köras av datorn efter att firmware-inloggningen utförts och när den slås på.
• En gå in i programmet , som den traditionella sysvinit och den nyare Upstart, OpenRC och systemd. Det är den första processen som tillkännages av Linux-kärnan och processträdets rot. Med andra ord, varje process öppnas från init. Det initierar processer som inloggningsmeddelanden och systemtjänster (oavsett om det är i terminal eller grafiskt läge).
Programvarubibliotek , som inkluderar kod som kan tillämpas genom att köra processer. Den dynamiska länken som hanterar användningen av dynamiska bibliotek kallas Id-linux.so på Linux-system med körbara filer i ELF-format. Även rubrikfiler kommer att läggas till för att definiera gränssnittet för de installerade biblioteken om systemet är konfigurerat för användaren att samla in programvara själv. Dessutom är det mest använda programvarubiblioteket GNU C Library (glibc) på Linux-system. Det finns flera andra skulder som Mesa och SDL.
• C standardbibliotek krävs för att exekvera C-program på ett system där GNU C-biblioteket är en standard. Alternativ som uClibc (utvecklat för uClinux), EGLIBC (glibc-gaffel som användes av Debian en gång) och musl har utvecklats. De två första underhålls dock inte nu. Android använder sitt C-bibliotek, som är känt som Bionic .
Användargränssnitt
Användargränssnittet kallas också ett skal. Det är antingen ett GUI (grafiskt användargränssnitt), ett CLI (kommandoradsgränssnitt) eller kontroller kopplade till den relaterade hårdvaran, vilket är normalt för inbyggda system. Standardanvändargränssnittet är grafiskt för skrivbordssystem. CLI är dock tillgängligt via terminalemulatorfönster eller på en isolerad virtuell konsol.
Kommandoradsgränssnittsskal är textbaserade användargränssnitt, som använder text för både utdata och inmatning. Det dominerande skalet är bash (Bourne-Again Shell) som används i Linux, ursprungligen designat för GNU-projektet. Nästan alla lågnivåkomponenter i Linux, inklusive flera användarlanddelar, använder exklusivt CLI. Speciellt är CLI kompatibel med fördröjd eller repetitiv uppgiftsautomatisering och ger mycket enkel kommunikation mellan processer.
• GUI-skal är de mest kända användargränssnitten på skrivbordssystem, packade med breda skrivbordsmiljöer som Xfce, Pantheon, LXDE, Cinnamon, MATE, GNOME och KDE Plasma, även om en rad olika användargränssnitt är tillgängliga.
• De mest kända användargränssnitten arbetar med konceptet X Window System, känt som 'X' .
• Det erbjuder nätverkstransparens och tillåter att en grafisk applikation som är aktiv på ett system visas på en annan där en användare kan samarbeta med applikationen.
• Även om vissa X Window System-tillägg inte kan fungera på nätverket.
• Många X-visningsservrar är tillgängliga med X.Org Server, varav referensimplementeringen är den mest kända.
Infrastruktur för videoingång
För närvarande har Linux två kärnanvändarutrymmes-API:er för att hantera videoingångsenheter: DVB API för TV-mottagning och V4L2 API för radio- och videoströmmar.
Denna infrastruktur måste utvecklas för att bättre passa med andra enheter på grund av mångfalden och komplexiteten hos olika enheter och på grund av det stora antalet standarder och format som hanteras av dessa API:er. Ett bättre enhetsbibliotek för användarutrymme är också framgångsnyckeln till att ha användarutrymmesapplikationer som kan fungera med alla format som stöds av enheter.

Användning av Linux OS

Flera kvantitativa studier av öppen källkod/fri programvara koncentrerar sig på ämnen, såsom tillförlitlighet och marknadsandelar, med många studier som undersöker Linux specifikt. Linux-marknaden utvecklas och storleken på Linux OS-marknaden förväntas se en utveckling på 19,2 % år 2027, och nå 15,64 miljarder dollar, jämfört med 3,89 miljarder 2019. Förespråkare och analytiker tillskriver den associativa Linux-framgången till dess frihet, låga kostnader , tillförlitlighet och säkerhet från leverantörslåsning.

Webbservrar
W3Cook släpper statistik som använder de 1 000 000 Alexa-domänerna, som uppskattar att 96,55 % av webbservrarna använder Linux, 1,73 % använder Windows och 1,72 % använder FreeBSD i maj 2015.Bärbara och stationära datorer
Från och med maj 2022 är den uppskattade marknadsandelen för Linux cirka 2,5 % på stationära datorer, enligt webbserverstatistik. Microsoft Windows har en marknadsandel på cirka 75,5 %, medan macOS har cirka 14,9 %.Mobil enheter
Android har blivit det ledande operativsystemet för smartphones som är Linux-kärnbaserat. I juli 2022 använde 71,9 % av alla smartphones världen över som använder internet Android. Android är också ett berömt operativsystem för surfplattor och ansvarar för mer än 60 % av bordsförsäljningen från och med 2013.Filmproduktion
Linux har varit den föredragna plattformen i filmbranschen i flera år. Den första stora filmen som släpptes på en Linux-server var 1997 års Titanic. Sedan dess har stora studior, inklusive Industrial Light & Magic, Weta Digital, Pixar och DreamWorks Animation, flyttat till Linux.Regeringens användning
Linux-distros har också fått popularitet i flera nationella och lokala myndigheter. Kerala har gått så långt att varje statlig gymnasieskola använder Linux på sina system. Kina använder Linux uteslutande som operativsystem för sin Loongson-processorfamilj för att uppnå teknikoberoende.
Ett fåtal regioner har integrerat sin Linux-distribution i Spanien, som används flitigt i officiella institutioner och utbildningsinstitutioner. Tyskland och Frankrike har också tagit steg mot Linux-antagande. Nordkoreas Red Star OS är baserat på en Fedora Linux-version utvecklad sedan 2002.

Linux OS fungerar

Linuxoperativsystemet följer standarddesign som är nyckeln till dess många distributioner och varianter. Varje Linux-distribution är baserad på Linux-kärnan men kan skilja sig beroende på faktorer som:

Kärnversion:Distros kan ställas in med nyare releaser för att lägga till nya aspekter eller med tidigare releaser för att vara mer balanserade.Kärnmoduler:Det är programvara som kan laddas ur och laddas in i kärnans utvecklingsfunktionalitet utan att starta om. Ofta används kärnmoduler för att stödja:
• Enhetsdrivrutiner, som använder kod som hanterar hur länkade enheter fungerar.
• Filsystemdrivrutiner, som använder kod som hanterar hur kärnan fungerar med distinkta filsystem.
• Systemanrop, som använder kod som hanterar hur program gör anspråk på tjänster genom kärnan.
Konfigurationsalternativ:Kärnor förenade med konfigurationsalternativ konfigurerade för att endast lägga till filsystem eller enhetsdrivrutiner används för ett fåtal specialiserade distributioner; till exempel att kompilera kärnan för vilken trådlös enhet som helst utan enhetsdrivrutiner för trådbundna nätverk.
Kärnan är det enda som alla system har gemensamt med Linux. Linux fungerar av:
• Startar och laddar Linux-kärnan.
• Kärnan hanterar varje systemutgång och inmatning när den väl har startat. Systemet startas och processer kan initieras.
• Systemet kan användas för processer som innehåller kommandon som skrivs in interaktivt av kommandoraden, nätverksserverfunktioner, skrivbordsapplikationer eller vilket program eller program som helst när systemprocesser startas.

Användarupplevelsen kan variera mycket, beroende på hur Linux-systemet används medan kärnan nästan kan vara identisk med vissa kompileringsskillnader och avvikelser för konfiguration. Till exempel är några få användningsfall av Linux med distinkta användarupplevelser:

Skrivbordsproduktivitet system, som de som används av mjukvaruutvecklare eller flera andra proffs. Arbetsstationerna för mjukvaruutveckling kan förbättras för prestanda, medan stationära datorer kan förbättras för användning av skrivbordsproduktivitetsverktyg för administrativa proffs. Nätverksservrar kanske inte ens lägger till ett kommandoradsfönster för direkt åtkomst. På distans hanteras dessa huvudlösa servrar av Windows-sessioner eller nätverksterminaler. Servrar kan användas av flera men bör endast nås direkt av auktoriserade systemadministratörer. Tunna klienter låt användare använda en rik skrivbordsmiljö med en lätt enhet. Det inkluderar Google Chromebooks och Raspberry Pi enkelkortssystem.

Linux fungerar mycket likt vilket GUI-baserat operativsystem som helst när det används som ett GUI med en skrivbordsmiljö. Applikationer och många andra resurser kan startas genom att trycka på ikoner, och filer kan raderas, kopieras eller flyttas med hjälp av en styrplatta eller mus.

Linux-distributioner

Linux har accepterat copyleft-bestämmelserna från Free Software Foundation, som producerade GNU GPL sedan den började utvecklas. GPL beskriver att allt som tas för modifiering och gratis måste distribueras fritt.
Hundratals Linux-versioner, även kallade distros eller distributioner, är tillgängliga. Vanligtvis differentierar distributioner sig genom paketet genom att definiera ett specifikt mål, målmarknad, funktion eller filosofi.

Det finns många distributioner gjorda för särskilda målfunktioner, som säkerhet, spel, stationära datorer, servrar eller inbäddade enheter, som Raspberry Pi-system. Nästan varje modern distribution är redo att använda och förkompilerad, medan andra, såsom Gentoo Linux, är sammansatta av källkod som alla användare kan kompilera lokalt under installationsstart för att använda sin systemkonfiguration.

För- och nackdelar med Linux OS

Några fördelar med att använda Linux listas och förklaras nedan:

Öppen källa:Linux-kärnan publiceras under GNU GPLs mjukvarulicens med öppen källkod. De flesta distributioner innehåller flera applikationer med olika alternativ i nästan alla kategorier. Dessutom innehåller flera distributioner proprietär programvara, som enhetsdrivrutiner som erbjuds av tillverkare, för att stödja hårdvara.Pålitlighet:Linux behandlas som ett pålitligt operativsystem, och det stöds väl med flera säkerhetskorrigeringar. Dessutom behandlas Linux som ett stabilt operativsystem, vilket innebär att det kan köras i nästan alla omständigheter. Linux kan också hantera fel vid körning av oväntad indata och programvara.Licenskostnader:Linux har inga exakta licensavgifter, till skillnad från Apple macOS eller Microsoft Windows. Medan systemstöd finns mot en avgift från flera Linux-leverantörer, är själva operativsystemet gratis att använda och kopiera. Ett fåtal IT-organisationer har ökat sina besparingar genom att flytta sin serverprogramvara till Linux från ett kommersiellt operativsystem.Bakåtkompatibilitet:Linux och många program med öppen källkod tenderar att uppdateras ofta för funktions- och säkerhetskorrigeringar samtidigt som de har kärnfunktionalitet. Skalskript och konfigurationer kommer sannolikt att fungera oförändrade även om programuppdateringar används. Generellt sett ändrar inte Linux och andra applikationer med öppen källkod sina driftlägen med nya versioner, till skillnad från ekonomiska programvaruleverantörer som monterar nya versioner av sina operativsystem med nya arbetsformer.Flera val:Mellan nästan alla oändliga alternativ, flera tillgängliga distros och många applikationsalternativ för att konfigurera, kompilera och köra Linux på nästan alla hårdvaruplattformar, är det möjligt att utveckla Linux för nästan alla applikationer.

Några nackdelar med Linux är:

Brist på standard:Ingen standardversion är tillgänglig för Linux, vilket kan vara bra för att optimera Linux för specifika applikationer, men mindre för att distribuera skrivbordsbilder och standardiserade servrar. Det enorma utbudet av alternativ kan krångla till stöd som ett resultat.Supportkostnader:Support är inte gratis, medan en organisation fritt kan skaffa Linux utan licensavgifter. Nästan alla Linux-distributörer för företag, som Red Hat och SUSE, tillhandahåller supportavtal. Dessa licensavgifter kan avsevärt minska besparingarna beroende på situationen.Proprietär programvara:PC-produktivitetsprogram, som Microsoft Office, kan inte användas på Linux-datorer, och många proprietära programvaror kanske inte är tillgängliga för Linux-plattformar.Brant inlärningskurva:Flera användare kämpar för att lära sig använda Linux-baserade applikationer och Linux-datorer.Hårdvara som inte stöds:Flera hårdvarutillverkare aktiverar enhetsdrivrutiner för Linux tillgängliga för sina produkter, men flera gör det inte.