Linux

Linux
Рабочий стол GNOME
Разработчик	Линус Торвальдс
Основана на	ядро Linux
Первый выпуск	17 сентября 1991[1]
Поддерживаемые платформы	x86, x86-64, ARM, RISC-V, MIPS и PowerPC
Медиафайлы на Викискладе

Linux (^{о файле}/ˈlɪnəks/ [ˈlɪnəks]^[2][3] или [ˈlɪnʊks]^[4][5], 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 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 и проприетарных.

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^{[6][7][8][9][10][11][12][13][14]}. Распространение среди пользователей настольных компьютеров не столь значительное, но в 2020-е годы неуклонно растёт, достигая к 2024 году доли 4,5 %.

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 $^[15], 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^[16].

Семейство систем, включающих в качестве компонентов основные программы проекта GNU, такие как bash, gcc, glibc, coreutils 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 бывают и не зависящие от программ GNU операционные системы на базе ядра Linux: в частности, таковыми являются мобильные ОС Android, KaiOS и FirefoxOS.

Официальным логотипом и талисманом Linux является пингвин Tux, созданный в 1996 году Ларри Юингом^[17]. Торговая марка «Linux» принадлежит создателю и основному разработчику ядра Линусу Торвальдсу. При этом проект Linux в широком смысле не принадлежит какой-либо организации или частному лицу, вклад в его развитие и распространение осуществляют тысячи независимых разработчиков и компаний, одним из инструментов взаимодействия которых являются группы пользователей Linux. Существует ряд некоммерческих объединений, ставящих основной целью развитие и продвижение Linux, наиболее крупное и влиятельное из них — основанный в 2007 году The Linux Foundation. Существует значительный рынок коммерческой технической поддержки Linux-систем, на котором с долей свыше 70 % (2017) доминирует корпорация Red Hat (поглощена IBM в 2019 году).

Ранняя история

В 1991 году во время обучения в Хельсинкском университете Линус Торвальдс заинтересовался операционными системами^[18] 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^[19]. 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)^[20]. Разработчики работали над полной интеграцией компонентов GNU в Linux с целью создания полнофункциональной и свободной операционной системы (Linux).

Модель

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, реже на основе более современного Wayland.

Реализация

Linux работает на множестве процессоров различных архитектур, таких как x86, x86-64, PowerPC, ARM, RISC-V, 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^[27][28], некоторые сосредоточены в фирмах. Многие проекты объединяют хакеров^[29] 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.

Программирование в Linux

GNU Compiler Collection (GCC) является стандартным семейством компиляторов для большинства Linux-систем. Кроме того, GCC обеспечивает front-end для C, C++, Java. Большинство дистрибутивов включает 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, Visual Studio Code и другие; также доступны и традиционные текстовые редакторы, такие как Emacs и Vim.

Двумя распространёнными библиотеками визуальных элементов для создания графических интерфейсов пользователя являются Qt и GTK.

Применение

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 %^[30][31]. На рынке веб-серверов доля Linux порядка 32 % (64,1 % указаны как доля Unix)^[32]. Linux используется во всех входящих в список Top500 суперкомпьютерах планеты^[33].

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^[34], имеют значительную долю рынка нетбуков (32 % на 2009 год^[35]). 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 %^[36].

Облачные сервисы наподобие DigitalOcean предоставляют выделенные серверы разных видов Linux: Ubuntu, Debian, centOS.

Дистрибутивы 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)^[64]: 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.

Для многих упомянутых дистрибутивов характерна форма выпуска LiveCD, когда ОС запускается без установки с оптического диска или флеш-накопителя. Из этого состояния можно поставить систему стационарно либо работать таким образом до выключения компьютера — для этих целей существуют обособленные «мобильные» дистрибутивы, наиболее популярен из которых Knoppix. Дистрибутив Puppy Linux предназначен специально для устаревших и маломощных компьютеров.

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 (закрыт в 2011 году), НауЛинукс, Calculate Linux, Runtu, Rosinka, РЕД ОС, Astra Linux. В ФРГ существовал государственный региональный дистрибутив LiMux — «Мюнхенский Линукс».

Критическая кампания

Microsoft пыталась критиковать Linux, развернув обширную маркетинговую кампанию «Get the Facts»^[65], утверждая о большей надёжности и защищённости своего семейства операционных систем. Корпорация опубликовала различные исследования-кейсы, однако их достоверность ставится под сомнение различными авторами, заявляющими о фальсификации этих сравнений со стороны Microsoft^[66].

В частности, сравнивая количество уязвимостей, Microsoft предоставила данные об уязвимостях в различном программном обеспечении, в том числе пользовательского уровня, поставляемом в составе некоторых дистрибутивов Linux, сравнив это количество с уязвимостями только самой операционной системы Windows, который сам по себе не имеет такого количества применений и, конечно же, никогда не используется в таком «голом» виде.

При сравнении стоимости владения Microsoft ссылается на цены на поддержку серверных решений от Red Hat Linux, приводя в пример самую дорогую подписку (Премиум-подписка, круглосуточная поддержка по телефону или через Интернет). Кроме того, при сравнении используется разное оборудование — дешёвое для Windows и дорогое для Linux.

Эта и подобная критика кампании «Get the Facts» заставила Microsoft официально свернуть^[67] её и перейти к скрытым формам агитации.

Примечания

Литература

• Уорд Б. Внутреннее устройство Linux. — СПб.: Питер, 2016. — 384 с. — ISBN 978-5-496-01952-1.
• Роберт Лав. Ядро Linux: описание процесса разработки = Linux Kernel Development. — 3-е изд. — М.: Вильямс, 2012. — 496 с. — ISBN 978-5-8459-1779-9.
• Дмитрий Кетов. Linux. Внутреннее устройство / Анна Кузьмина. — СПб.: БХВ, 2017. — 320 с. — ISBN 978-5-9775-3580-9.
• Костромин В. А. Свободная система для свободных людей (обзор истории операционной системы Linux)  (рус.). rus-linux.net (10 мая 2005). Дата обращения: 10 января 2017.
• Нейл Ботвик, Энди Ченнел. Many happy return()s! Долгих лет тебе, Linux! (рус.) // Linux Format : журнал. — СПб., 2006. — Декабрь (№ 12 (86)). — С. 22-33.

Ссылки

• IBM developerWorks. Раздел по Linux. Статьи, обзоры, учебные пособия
• Linux Tutorial: C++ Software Development (англ.)
• Путеводитель по дистрибутивам Linux (англ.)