Wprowadzenie do jądra Linux — serce systemu operacyjnego Linux

Jądro Linuksa nie jest systemem operacyjnym, ale jądrem lub sercem systemu operacyjnego, który umożliwia działanie aplikacjom, które umożliwiają działanie prawdziwego systemu operacyjnego. Takie aplikacje obejmują różne powłoki, kompilator, oprogramowanie okienkowe, narzędzia itp., które są potrzebne przed uruchomieniem komputera. Tak więc jądro Linux nie jest tym samym, co system operacyjny Linux, który powinien być poprawnie nazwany GNU/Linux OS.

Jądro Linuksa jest używane przez uniksopodobne systemy operacyjne należące do rodziny Linux. Został wydany pod Powszechna Licencja Publiczna GNU, co oznacza, że ​​każdy może go swobodnie używać i rozpowszechniać. Jest to rozwój autorstwa Linus Torvalds, fiński student informatyki, który lubił bawić się komputerami i tym, co je napędza, i który w 1991 roku wymyślił nowy system operacyjny, zaprojektowany wokół frameworka lub jądra, które nazwał Linux.

Ponieważ został wydany jako oprogramowanie typu open source, szybko urósł do działającego systemu operacyjnego, ponieważ dosłownie tysiące programistów i programistów wniosło swój wkład w jego rozwój. Wolny Projekt GNU powstał w 1983 roku w celu stworzenia wolnego systemu operacyjnego i chociaż opracowano wiele komponentów, zawiódł, ponieważ jego jądro nigdy nie zostało ukończone. Linux przyciągnął wielu ludzi, którzy się do tego przyczynili.

Jądra i moduły monolityczne

Wersja 0.11 została wydana w grudniu 1991 roku i od tego czasu jądro Linuksa i oparty na nim system operacyjny gwałtownie rosły. Czym więc jest jądro Linuksa i dlaczego jest tak wyjątkowe i skuteczne? Jest to tzw. jądro monolityczne, które zostało skompilowane jako modułowe. Oznacza to zasadniczo, że moduły mogą być ładowane i rozładowywane podczas działania systemu, ale moduły i usługi systemowe działają w tej samej przestrzeni, co podstawowa funkcjonalność.

Ożywiona debata w tamtych czasach dotyczyła odpowiednich korzyści monolitycznego jądra Unixa i architektury mikrojądra zastosowanej w MINIX Andrew Tanenbauma. W tym ostatnim podstawowe usługi działają poza jądrem, w przestrzeni użytkownika. Termin „usługi” obejmuje sterowniki urządzeń, pamięć systemową, harmonogram, zarządzanie pamięcią, system plików i wirtualny system plików (VFS).

W systemie Linux moduły mogą być dynamicznie ładowane i rozładowywane w przestrzeni jądra w czasie wykonywania, aby zmniejszyć do minimum ilość kodu uruchomionego w jądrze. Jedną z zalet jądra monolitycznego, takiego jak to, jest to, że jeśli główny system plików zostanie przerwany, usługa jest łatwa do ponownego uruchomienia, ponieważ jądro nadal działa.

Przenośność Linuksa

Z biegiem czasu, głównie dzięki wkładowi programistów, jądro Linuksa stało się niezwykle stabilne i wydajne w wykorzystaniu procesora i pamięci. Jednak jednym wyraźnym i nieoczekiwanym rezultatem tych wkładów jest jego przenośność. Linux nie został pierwotnie opracowany jako przenośny, ale teraz został przeniesiony na wiele urządzeń przenośnych, takich jak iPhone i iPod, a zmodyfikowane jądro jest używane w systemie operacyjnym dla urządzeń Google Android i Nokia Maemo.

Może to być teraz zagrożone przez przewidywane przyjęcie przez Microsoft UEFI (United Extensible Firmware Interface), które zastąpiłoby istniejący BIOS w zbudowanych z nim maszynach. Istnieje wyraźna możliwość, że specyfikacja UEFI sprawi, że systemy operacyjne typu open source działające z jądrem Linux będą „nieautoryzowane”. Oznacza to, że Linux nie uruchomiłby się na takich komputerach, palmtopach czy urządzeniach przenośnych. Jest jednak kilka problemów, których społeczność open source nie była w stanie rozwiązać i prawdopodobnie z czasem zostanie to rozwiązane.

KVM i jądro Linux

Jądro Linuksa zostało niedawno zmodyfikowane, aby mogło działać jako hipernadzorca: to znaczy działać jako system operacyjny dla innych systemów operacyjnych. Znana jako maszyna wirtualna oparta na jądrze (KVM), ta modyfikacja jest modułem jądra, który po załadowaniu umożliwia korzystanie z innego systemu operacyjnego w przestrzeni użytkownika, powyżej KVM. Możesz uruchomić inne jądro Linuksa lub inny system operacyjny, taki jak Microsoft Windows, w przestrzeni użytkownika. Jedyną kwalifikacją jest to, że potrzebujesz sprzętu dostosowanego do KVM: Twój procesor musi obsługiwać wirtualizację.

To są podstawowe fakty dotyczące jądra Linuksa. Głównym czynnikiem jest to, że jądro nie jest samym systemem operacyjnym, ale sercem systemu operacyjnego Linux. Pozwala systemowi operacyjnemu działać tak, jak on, a ponieważ jest to oprogramowanie typu open source, jest nie tylko bezpłatne, ale podlega ciągłemu rozwojowi i doskonaleniu.