Пингвин Tux, маскот Linux
Linux (Ли́нукс; в части случаев GNU/Linux) — семейство Unix-подобных операционных систем на базе ядра Linux, включающих тот или иной набор утилит и программ проекта GNU, и, возможно, другие компоненты. Как и ядро Linux, системы на его основе как правило создаются и распространяются в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения. Linux-системы распространяются в основном бесплатно в виде различных дистрибутивов — в форме, готовой для установки и удобной для сопровождения и обновлений, — и имеющих свой набор системных и прикладных компонентов, как свободных, так, возможно, и собственнических.
Появившись как решения вокруг созданного в начале 1990-х годов ядра, уже с начала 2000-х годов системы Linux являются основными для суперкомпьютеров и серверов, расширяется применение их для встраиваемых систем и мобильных устройств, некоторое распространение системы получили и для персональных компьютеров.
За счёт использования свободного программного обеспечения и привлечения волонтёров каждая из систем Linux обладает значительными программными возможностями, трудно реализуемыми в прочих моделях разработки: например, в 2008 году расчёты показывали, что для того, чтобы «с нуля» разработать систему, аналогичную Fedora 9, потребовалось бы затратить $10,8 млрд, а совокупная себестоимость только ядра Linux оценивалась в сумму более $1,4 млрд, притом только за 2008 год она увеличилась на $315 млн, совокупный труд оценён в размере 73 тыс. человеко-лет.
Семейство систем, включающих в качестве компонентов основные программы проекта GNU, такие как bash, gcc, glibc, coreutils, GNOME и ряд других, иногда идентифицируется как GNU/Linux. Так как традиционно большинство систем было именно таким, под «Linux» обычно подразумеваются именно они; притом существует спор об именовании GNU/Linux. Существует проект стандартизации внутренней структуры Linux-систем — Linux Standard Base, часть документов которого зарегистрирована в качестве стандартов ISO; но далеко не все системы сертифицируются по нему, и в целом для Linux-систем не существует какой-либо общепризнанной стандартной комплектации или формальных условий включения в семейство. Однако есть ряд систем на базе ядра Linux, но не имеющих в основе зависимости от программ GNU, которые поэтому GNU/Linux не называют, в частности, таковы мобильные системы Android и FirefoxOS.
Содержание
Линус Торвальдс — создатель и основной координатор проекта по разработке ядра Linux
В 1991 году во время обучения в Хельсинкском университете Линус Торвальдс заинтересовался операционными системами и был разочарован лицензией MINIX, которая ограничивала её использование только образовательными целями (что исключало любое коммерческое использование), вследствие чего начал работать над своей собственной операционной системой, которая в итоге стала Linux.
Торвальдс начал разработку ядра Linux на MINIX, и перенёс на него ряд приложений. Позже, когда Linux достиг определённой зрелости, появилась возможность продолжать разработку уже на базе самого Linux. Приложения GNU вскоре заменили приложения MINIX, так как код GNU, находящийся в свободном доступе, был более удобен для применения в молодой операционной системе (исходный код под лицензией GNU GPL может быть использован в других проектах, если они также выпускаются под той же или совместимой лицензией, для того чтобы сделать Linux доступным для коммерческого использования, Торвальдс начал переходить от своей первоначальной лицензии на GNU GPL). Разработчики работали над полной интеграцией компонентов GNU с Linux с целью создания полнофункциональной и свободной операционной системы (Linux).
Из-за постоянной путаницы в произношении названия ядра операционной системы и его собственного имени Линус Торвальдс записал аудиофайл с собственной речью следующего содержания:
— Hello, this is Linus Torvalds, and I pronounce Linux as [ˈlɪnʊks].
Стоит отметить, что сия запись получила громадную популярность благодаря тому, что была использована в качестве тестового звука в alsaconf, воспроизводящегося для проверки звуковой платы.
Linux-системы реализуются на модульных принципах, стандартах и соглашениях, заложенных в Unix в течение 1970-х и 1980-х годов. Такая система использует монолитное ядро, которое управляет процессами, сетевыми функциями, периферией и доступом к файловой системе. Драйверы устройств либо интегрированы непосредственно в ядро, либо добавлены в виде модулей, загружаемых во время работы системы.
Отдельные программы, взаимодействуя с ядром, обеспечивают функции системы более высокого уровня. Например, пользовательские компоненты GNU являются важной частью большинства Линукс-систем, включающей в себя наиболее распространённые реализации библиотеки языка Си, популярных оболочек операционной системы, и многих других общих инструментов Unix, которые выполняют многие основные задачи операционной системы.
Графический интерфейс пользователя (или GUI) в большинстве систем Linux построен на основе X Window System.
В Linux-системах пользователи работают через интерфейс командной строки (CLI), графический интерфейс пользователя (GUI), или, в случае встраиваемых систем, через элементы управления соответствующих аппаратных средств. Настольные системы, как правило, имеют графический пользовательский интерфейс, в котором командная строка доступна через окно эмулятора терминала или в отдельной виртуальной консоли. Большинство низкоуровневых компонентов Линукс, включая пользовательские компоненты GNU, используют исключительно командную строку. Командная строка особенно хорошо подходит для автоматизации повторяющихся или отложенных задач, а также предоставляет очень простой механизм межпроцессного взаимодействия. Программа графического эмулятора терминала часто используется для доступа к командной строке с рабочего стола Linux.
Дистрибутивы, специально разработанные для серверов, могут использовать командную строку в качестве единственного интерфейса. На настольных системах наибольшей популярностью пользуются пользовательские интерфейсы, основанные на таких средах рабочего стола как KDE Plasma Desktop, GNOME и Xfce, хотя также существует целый ряд других пользовательских интерфейсов. Самые популярные пользовательские интерфейсы основаны на X Window System, которая предоставляет прозрачность сети и позволяет графическим приложениям, работающим на одном компьютере, отображаться на другом компьютере, на котором пользователь может взаимодействовать с ними.
FVWM, Enlightenment и Window Maker — простые менеджеры окон X Window System, которые предоставляют окружение рабочего стола с минимальной функциональностью. Оконный менеджер предоставляет средства для управления размещением и внешним видом отдельных окон приложений, а также взаимодействует с X Window System. Окружение рабочего стола включает в себя оконные менеджеры, как часть стандартной установки: Mutter для GNOME c 2011 года, KWin для KDE c 2000 года, Xfwm для Xfce с 1998 года, хотя пользователь при желании может выбрать другой менеджер окон.
Ядро Linux - это широко переносимое ядро операционной системы, доступное для различных устройств, от мобильных телефонов до суперкомпьютеров; он работает на самых разнообразных компьютерных архитектурах, включая портативный iPAQ на базе ARM и мэйнфреймы IBM System z9 или System z10. Для менее распространенных архитектур существуют специализированные дистрибутивы и вилки ядра; например, форк ядра ELKS может работать на 16-разрядных микропроцессорах Intel 8086 или Intel 80286, а вилка ядра µClinux может работать в системах без модуля управления памятью. Ядро также работает на архитектурах, которые предназначались только для использования операционной системы, созданной производителем, например, компьютеры Macintosh (с процессорами PowerPC и Intel), КПК, игровые консоли, портативные музыкальные плееры и мобильные телефоны.
Существует несколько отраслевых ассоциаций и конференций по оборудованию, посвященных поддержке и улучшению поддержки различного оборудования под Linux, например FreedomHEC. Со временем поддержка различного оборудования в Linux улучшилась, в результате чего у любой готовой покупки есть «хорошие шансы» на совместимость.
В 2014 году была запущена новая инициатива по автоматическому сбору базы данных обо всех протестированных конфигурациях оборудования.
История развития UNIX-систем. Linux является UNIX-совместимой, однако основывается на собственном исходном коде
Linux работает на множестве процессоров различных архитектур, таких как x86, x86-64, PowerPC, ARM, Alpha AXP, SPARC, Motorola 680x0, SuperH, IBM System/390, MIPS, PA-RISC, AXIS CRIS, Renesas M32R, Atmel AVR32, Renesas H8/300, NEC V850, Tensilica Xtensa, «Эльбрус» и многих других.
В отличие от коммерческих систем, таких как Windows или macOS, Linux не имеет географического центра разработки. Нет и организации, которая владела бы этой системой. Linux — результат работы тысяч проектов. Некоторые из этих проектов централизованы, некоторые сосредоточены в фирмах. Многие проекты объединяют хакеров со всего света, которые знакомы только по переписке. Создать свой проект или присоединиться к уже существующему может любой и, в случае успеха, результаты работы станут известны миллионам пользователей. Пользователи принимают участие в тестировании свободных программ, общаются с разработчиками напрямую, что позволяет быстро находить и исправлять ошибки и реализовывать новые возможности.
С другой стороны, открытый код значительно снижает себестоимость разработки закрытых систем для Linux и позволяет снизить цену решения для пользователя, в результате Linux стала платформой, часто рекомендуемой для таких продуктов, как Oracle Database, DB2, Informix, Adaptive Server Enterprise, SAP R/3, Domino.
GNU Compiler Collection (GCC) является стандартным семейством компиляторов для большинства Linux-систем. Кроме того, GCC обеспечивает front-end для C, C++, Java. Большинство дистрибутивов включают в себя установленные интерпретаторы Bash, Perl, Python и других сценарных языков.
Существует ряд сред для разработки (IDE): KDevelop, Eclipse, NetBeans, Lazarus, IntelliJ IDEA, Code::Blocks и другие; также доступны и традиционные текстовые редакторы, как Emacs и Vim.
Двумя распространёнными библиотеками визуальных элементов для создания графических интерфейсов пользователя являются Qt и GTK+.
В апреле 2011 года семейство операционных систем на базе ядра Linux — четвёртое по популярности в мире среди клиентов Всемирной паутины (включая мобильные телефоны). По разным данным, их популярность составляет от 1,5 до 5%. На рынке веб-серверов доля Linux порядка 32% (64,1% указаны как доля Unix). Linux используется во всех входящих в список Top500 суперкомпьютерах планеты.
По состоянию на середину 2010-х годов системы Linux лидируют на рынках серверов (60%), являются превалирующими в дата-центрах предприятий и организаций (согласно Linux Foundation), занимают половину рынка встраиваемых систем, имеют значительную долю рынка нетбуков (32% на 2009 год). На рынке персональных компьютеров Linux стабильно занимает 3-е место (по разным данным, от 1 до 5%). Согласно исследованию Goldman Sachs, в целом, рыночная доля Linux среди электронных устройств составляет около 42%.
Облачные сервисы наподобие DigitalOcean предоставляют выделенные сервера разных видов Linux: Ubuntu, Debian, FreeBSD, centOS.
Дистрибутивы Linux уже давно используются в качестве серверных операционных систем и заняли значительную долю этого рынка; по данным компании Netcraft на февраль 2014 года, семь из десяти самых надёжных интернет-компаний, предоставляющих хостинг, используют Linux на своих веб-серверах.
Linux является ключевым компонентом комплекса серверного комплекта программного обеспечения LAMP (Linux, Apache, MariaDB/MySQL, Perl/PHP/Python), который приобрёл популярность среди веб-разработчиков и стал одной из наиболее распространённых платформ для хостинга веб-сайтов.
Linux становится всё более популярными на мейнфреймах, как благодаря удобству переноса программного обеспечения, так отчасти из-за цены, с конца 2009 года IBM (основной производитель мейнфреймов) добавила к линейке мейнфреймов ряд систем, поддерживающих только z/Linux.
Также дистрибутивы Linux широко используются в качестве операционной системы суперкомпьютеров: по данным на ноябрь 2015, 98,8 % компьютеров из списка 500 самых мощных работали под управлением различных вариантов Linux. Операционной системой самого мощного современного суперкомпьютера — Summit — является Red Hat Enterprise Linux.
9 января 2013 года компания Valve объявила, что разрабатываемая студией ПК-консоль Steam Machine будет работать под управлением SteamOS, базирующейся на Linux. Также существует возможность установки дистрибутивов Linux на некоторые игровые приставки (например, Sony PlayStation 2, Sony PlayStation 3, Sony PlayStation 4, XBOX 360).
Встраиваемые системыБлагодаря открытому исходному коду Linux портируется на многие аппаратные архитектуры непосредственно разработчиками оборудования или разработчиками программного обеспечения для такого оборудования, что превращает Linux Embedded в мощную платформу для встраиваемых приложений на бездисковых микропроцессорных платформах с ограниченными ресурсами памяти, которые находят применение в системах автоматики, модулях сетевого оборудования, оснащённых процессорами бытовых приборах, в том числе устройств, интегрируемых в рамках концепции «интернет вещей» и «умный дом».
Из-за ограниченных ресурсов целевой платформы встроенного Linux установка средств разработки приложений на конечной платформы как правило исключена. Поэтому применяется кросс-разработка приложений Linux, при которой средства разработки встроенного приложения Linux устанавливаются на десктопном компьютере, обычно с операционной системой Ubuntu или Debian. С помощью инструментов кросс-разработки производится кросс-компиляция кода приложения и удалённая отладка приложения, при которой скомпилированное приложение запускается на целевой платформе, а анализ кода производится с помощью программы разработки, установленной на десктопном компьютере.
Развитие дистрибутивов Linux
Большинство пользователей для установки Linux используют дистрибутивы, включающие не только набор программ, но и решающие ряд задач по обслуживанию, объединённых едиными системами установки, управления и обновления пакетов, настройки и поддержки.
Самые распространённые в мире дистрибутивы (2017): Linux Mint, Ubuntu, Debian, Mageia, Fedora, OpenSUSE, ArchLinux, CentOS, PCLinuxOS, Slackware, Gentoo. Многие из дистрибутивов связаны друг с другом и в той или иной степени совместимы, в частности, Ubuntu основан на Debian, а дистрибутивы Mint основаны как на Ubuntu, так и Debian (LMDE) и полностью с ними совместимы, но при этом включают дополнительно поддержку по умолчанию Java, Adobe Flash и некоторых других проприетарных компонентов, а CentOS основан на исходных текстах коммерческого дистрибутива Red Hat Enterprise Linux (доступного в бинарной сборке только платным подписчикам) и при этом полностью бинарно совместимый с ним.
Кроме того, существует множество дистрибутивов в форме LiveCD, построенных на основе Linux, например, Knoppix, которые позволяют запускать Linux без установки.
Отдельный класс дистрибутивов — предполагающие самостоятельную сборку всех или части компонентов из исходных кодов, предназначенные для пользователей, заинтересованных в изучении устройства Linux, среди таковых — LFS, Gentoo, CRUX.
Существуют также дистрибутивы с региональной спецификой, например, в России создаются нацеленные в основном на внутренний рынок дистрибутивы ROSA, ALT Linux, ASPLinux, НауЛинукс, Calculate Linux, Runtu, Rosinka, Astra Linux.
Linux ранее критиковалась за неудобство использования в настольных компьютерах, в частности, из-за ощутимой нехватки полноценных версий популярных программ (особенно офисных пакетов) и проблем с поддержкой оборудования, что представляло серьёзную проблему для пользователей ноутбуков, так как они обычно используют множество проприетарных комплектующих. Также проблемой являлась сложность изучения в Linux того, что выходит за рамки повседневного использования, и трудности в настройке оборудования. Более того, Linux обвиняли в «неидеальности» для многих опытных пользователей.
Новые дистрибутивы Linux целенаправленно сконцентрировались на этом вопросе и значительно улучшили положение Linux среди настольных операционных систем.
Рабочее окружение дистрибутивов Linux не сложнее, чем Microsoft Windows и mac OS. Современные десктоп-ориентированные дистрибутивы имеют графический инсталлятор, предоставляющий возможность автоматической разметки диска, устанавливающий готовую к эксплуатации операционную систему, снабжённую интернет-браузером, музыкальным и видео проигрывателями, офисным пакетом, просмотрщиком документов различных форматов и т. д; также присутствует механизм (программа), облегчающий установку проприетарных драйверов оборудования. На данный момент можно совсем обходиться без терминала, что и делают многие пользователи, а для остальных пользователей «использование терминала» в большинстве случаев сводится к копированию команды из готовой пошаговой инструкции при помощи мышки, а не изучению множества команд. Степень поддержки оборудования очень высока, зачастую выше, чем у последних версий Microsoft Windows, страдающих от отсутствия драйверов для оборудования, снятого с производства до выхода Windows 7, однако имеются проблемы со свежим железом.