Краткая история Linux

28 ноября, 2017 11:51 дп 792 views | Комментариев нет

Обычно под «Linux» подразумевают группу дистрибутивов операционной системы, основанных на ядре Linux. Однако в строгом смысле Linux указывает только на наличие самого ядра. Для создания полноценной операционной системы дистрибутивы Linux часто включают в себя инструменты и библиотеки из проекта GNU и других источников. Сегодня все больше разработчиков использует Linux для создания и запуска мобильных приложений; также Linux играет ключевую роль в разработке доступных по цене устройств. В рамках облачных вычислений и серверных сред Linux является популярным вариантом по некоторым практическим причинам:

Эти дистрибутивы остаются актуальными и поддерживаются сообществами разработчиков.

Linux может работать на разном оборудовании и может устанавливаться рядом с уже существующими системами (полезная черта в локальных средах разработки).
Linux поддерживает централизованную установку программного обеспечения из репозиториев.
Linux портебляет мало ресурсов.
Linux часто учитывают при создании экосистем приложений и инструментов для серверов, что приводит к высокому уровню совместимости.
Linux поддерживает необходимые изменения поведения операционной системы.

Linux происходит из свободного программного обеспечения с открытым исходным кодом, и, как следствие, некоторые разработчики выбирают его из этических и практических соображений:

Некоторым разработчикам использование Linux помогает выразить их приверженность доступности и свободе.
Сообщество Linux также привлекает внимание некоторых разработчиков: если появляются ошибки или вопросы, они могут консультироваться с ресурсами таких сообществ или напрямую обратиться к одному из многих активных участников.

Чтобы понять роль Linux в сообществе разработчиков и за его пределами, предлагаем ознакомиться с краткой историей Linux и Unix и обсудить самые популярные дистрибутивы Linux.

Истоки Unix

Linux происходит из Unix и Multics, проектов, целью которых является разработка надежной многопользовательской операционной системы.

Появление Unix

Система Unix разработана на основе проекта Multics в Bell Laboratories. Разработчики, работающие над Multics в Bell Labs и в других исследовательских центрах, были заинтересованы в создании многопользовательской операционной системы с одноуровневым хранилищем, динамической компоновкой (в которой запущенный процесс может запросить добавление другого сегмента в его адресное пространство, что позволяет ему выполнять код этого сегмента) и иерархической файловой системой.

Bell Labs прекратила финансирование проекта Multics в 1969 году, но группа исследователей, включая Кена Томпсона и Денниса Ритчи, продолжила работу над основными принципами проекта. В 1972-1973 годах они приняли решение переписать систему на C, что сделало Unix уникальной и переносимой: в отличие от других современных операционных систем, она могла пережить свое аппаратное обеспечение.

Исследования и разработки в Bell Labs (позднее AT&T) продолжались, а компания Unix System Laboratories разрабатывала версии Unix в партнерстве с Sun Microsystems, которые могли бы широко распространяться коммерческими вендорами Unix. Между тем исследования продолжались в академических кругах, в первую очередь в Исследовательской группе компьютерных систем при Калифорнийском университете в Беркли. Эта группа выпустила Berkeley Software Distribution (BSD), что вдохновило целый ряд операционных систем, многие из которых используются до сих пор. Два важнейших дистрибутива BSD – это NeXTStep (операционная система от NeXT, которая среди других продуктов стала основой для macOS) и MINIX (образовательная операционная система, которая сформировала сравнительную основу для Линуса Торвальдса, когда он разработал Linux).

Ключевые правила Unix

Unix ориентирована на принципы ясности, мобильности и одновременности.

Ясность лучше заумности. Модульная конструкция Unix позволяет функциям работать ограниченным и определенным образом. Файловая система унифицирована и иерархична, что упрощает управление данными. В отличие от некоторых предшественников, Unix реализует сотни (а не тысячи) системных вызовов, и цель каждого из них проста и понятна.
Мобильность: создавая Unix в C, группа Bell Labs позиционировала Unix как систему для широкого использования. C был разработан с низким уровнем доступа к памяти, минимальной поддержкой выполнения и эффективной связью между языковыми и машинными инструкциями. Поскольку в основе системы лежит C, Unix легко адаптируется и запускается на различных аппаратных средствах.
Одновременность: Целью ядра Unix (совместно с проектом Multics) является поддержка нескольких пользователей и рабочих процессов. Пространство ядра отделяется от пользовательского пространства в Unix, что позволяет одновременно запускать несколько приложений.

Эволюция Linux

Система Unix подняла важные вопросы для разработчиков, но самые ранние версии оставались патентованными. Следующая глава ее истории – это рассказ о том, как разработчики работали в системе и против нее, чтобы создать бесплатные альтернативы с открытым исходным кодом.

Эксперименты с открытым исходным кодом

Ричард Столлман был центральной фигурой среди разработчиков, которые были вдохновлены на создание непатентованных альтернатив Unix. В Лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института он начал работу над проектом GNU («GNU’s Un Unix!»). Оставив лабораторию в 1984 году, он получил возможность распространять компоненты GNU в качестве бесплатного программного обеспечения. Ядро GNU, известное как GNU HURD, стало фокусом Free Software Foundation (FSF), основанного в 1985 году и в настоящее время возглавляемого Столлманом.

Тем временем над бесплатной альтернативой Unix работал другой разработчик, финский студент Линус Торвальдс. Разочаровавшись в лицензии MINIX, 25 августа 1991 года Торвальдс объявил группе пользователей MINIX, что он разрабатывает свою собственную MINIX–подобную операционную систему. Хотя изначально ядро Linux разрабатывалось в MINIX с использованием С-компилятора GNU, оно быстро стало уникальным проектом команды разработчиков, вместе с Торвальдсом выпустившей в 1994 году версию ядра 1.0.

Торвальдс использовал код GNU, включая C-компилятор GNU, с разработанным им ядром. Многие дистрибутивы Linux и по сей день используют компоненты GNU. Столлман лоббировал расширение термина «Linux» до «GNU/Linux». Как он утверждал, новый термин учитывает как роль проекта GNU в разработке Linux, так и основные принципы, которые способствовали реализации проекта GNU и ядра Linux. Сегодня «Linux» часто используется для обозначения присутствия в системе ядра Linux и элементов GNU. Встроенные системы на многих портативных устройствах и смартфонах часто используют ядро Linux с небольшим количеством компонентов GNU.

Ключевые принципы Linux

Ядро Linux унаследовало многие цели и свойства от Unix, однако оно отличается от предыдущей системы:

Его основным компонентом является ядро, которое разрабатывается независимо от других компонентов операционной системы. Это означает, что Linux заимствует элементы из разных источников (например, GNU), чтобы создать полноценную операционную систему.
Linux является свободной системой с открытым исходным кодом. Ядро лицензируется под GNU General Public License (ответвление FSF в проекте GNU), его можно скачивать и изменять. Лицензия GPL предусматривает, что производная версия ядра должна поддерживать условия лицензирования исходного программного обеспечения.
Linux имеет монолитное ядро, похожее на Unix, но может динамически загружать и выгружать код ядра по требованию.
Linux поддерживает симметричную мультипроцессорность (SMP), в отличие от традиционных реализаций Unix. Это означает, что одна операционная система может иметь доступ к нескольким процессорам, которые имеют общую память и доступ ко всем устройствам ввода/вывода.
Планировщик Linux может принудительно переключить контекст на драйвер или другую часть ядра во время его выполнения.
Ядро Linux не различает потоки и обычные процессы.
Linux включает интерфейс командной строки (CLI) и может также включать графический интерфейс пользователя (GUI).