ליבת לינוקס היא כמו גשר המאפשר תקשורת מחשוב בין יישומים וחומרה ומנהל את משאבי המערכת. Linus Torvalds פיתח את ליבת לינוקס עם C ו-Assembly וכך, הוא הצליח ליצור ליבה קלת משקל וניידת ששוחררה לציבור כקוד פתוח.

אתה יכול לראות את ליבת לינוקס במגזרים רבים ושונים כגון חלל, מחשבים, שעונים חכמים, טלפונים ניידים, רובוטיקה ובריאות. אבל האם אי פעם תהיתם כיצד פועל ליבת לינוקס מתחת למכסה המנוע?

שימוש בחומרה בלינוקס

ליבת לינוקס, קודם כל, שולטת איזו חומרה תפעל ובאיזה אופן כשאתה מפעיל את המחשב שלך. בנוסף, שליטה בתוכנות מתקדמת מתאפשרת הודות לממשק התכנות. כדי לתת דוגמה לפקדים אלה, אתה יכול לראות מידע על החומרה המותקנת בחריצים בלוח האם שלך ולהפיק תועלת ממידע מפורט זה.

כמו כן, ממשק תכנות זה מספק שכבת הפשטה. לדוגמה, אם אתה רוצה לנהל שיחת וידאו עם החברים שלך, תצטרך מצלמת אינטרנט. שכבת ההפשטה מאפשרת לתוכנה שבה אתה משתמש להשתמש במצלמת אינטרנט זו ללא קשר ליצרן ולדגם שלה. התוכנה כאן יכולה להשתמש רק בממשק שקיים עבור לינוקס. ליבת לינוקס מתרגמת את קריאות הפונקציה של ממשק זה לפקודות חומרה ממשיות שמצלמת האינטרנט צריכה.

משתמש ב

instagram viewer
/proc ו /sys מערכות קבצים וירטואליות, ליבת לינוקס יכולה ייצא מידע מפורט על החומרה זה מזהה. להלן תוכלו לראות כמה כלים המשמשים לכך ואילו מכשירים וכרטיסים הם מייצאים:

  • lspci: עבור התקני PCI
  • lsusb: עבור התקני USB
  • lspcmcia: עבור כרטיסי PCMCIA

כפי שאתה יכול לראות, הפצת לינוקס בצילום המסך למעלה פועלת על VirtualBox. עם זאת, יש לך הזדמנות לראות מידע רב כגון VGA, בקר USB, גשרים ובקר SATA.

אתה יכול גם להשתמש ב -v פרמטר כדי לקבל מידע הרבה יותר מפורט.

בליבת לינוקס, יישומים בדרך כלל ניגשים להתקנים דרך קבצים מיוחדים שקיימים ב- /dev מַדרִיך. קבצים מיוחדים אלה מייצגים כונני דיסקים והתקנים פיזיים אחרים. קבצים כגון /dev/hda, /dev/sdc, /dev/sdc3, /dev/input/mouse0 ו dev/snd/* הם דוגמאות לקבצים מיוחדים אלה.

ניהול מערכת קבצים של לינוקס

מערכות קבצים הן אחד המרכיבים הבולטים ביותר של ליבת לינוקס. מערכת הקבצים של לינוקס היא אחד היתרונות הגדולים ביותר שלה. כל הקבצים במערכת לינוקס מתאספים לענף אחד. משתמשים יכולים לפיכך להשתמש בהיררכיה זו כדי להגיע למקומות הרצויים להם.

נקודת ההתחלה של היררכיה זו היא ספריית השורש (/). ספריות משנה אחרות נמצאות תחת ספריית השורש. ספריית המשנה הנפוצה ביותר תחת / האם ה /home מַדרִיך. ספריית משנה זו מכילה ספריות משנה אחרות ולכל ספרייה יש קבצים המאחסנים את הנתונים בפועל.

לדוגמה, אתה יכול לחשוב על קובץ טקסט בשולחן העבודה שלך. אם אתה יוצר קובץ טקסט בשם helloworld.txt בשולחן העבודה שלך, אתה יכול להתייחס אליו כאל /home/muo/Desktop/helloworld.txt. הדוגמה של /muo כאן כמובן ישתנה. מכיוון ששם ספריית המשנה הזה תלוי בשם המשתמש הנוכחי שלך. עם מערכת שמות זו, ליבת לינוקס מתרגמת בין אחסון בפועל לפיזי שקיים בדיסק.

כמו כן, ליבת לינוקס יכולה לשלב נתונים ממספר דיסקים. כאן נכנסת לתמונה מערכת ההרכבה. הוא משתמש באחד מהדיסקים במערכת השורש ומעלה את האחרים לספריות קיימות בהיררכיה. לאחר מכן ממוקמים דיסקים אחרים מתחת לנקודות הרכבה. זה מאפשר למשתמשים לאחסן את /home ספרייה בדיסק קשיח שני שמכיל גם ספריות משנה אחרות.

כאשר אתה מעלה דיסק ל- /home ספריה, אתה יכול לגשת לספריות אלה ממיקומים רגילים. לפיכך, שבילים כגון /home/muo/Desktop/helloworld.txt תמשיך לעבוד.

אתה יכול לראות את נקודות ההרכבה בין הקבצים במערכת שלך עם ה findmnt -A פקודה.

עם פורמטים רבים של מערכת קבצים, אתה יכול לאחסן נתונים פיזית על דיסקים. הידועים ביותר בלינוקס הם ext2, ext3, ו ext4 פורמטים של מערכת קבצים. עם זאת, ישנם פורמטים רבים אחרים של מערכת קבצים. בכל מקרה, עליך לפרמט את מערכת הקבצים לפני הטעינה שלה. אתה יכול להשתמש בפקודות כמו mkfs.ext3 (mkfs מייצג make file system ו-ext3 היא מערכת הקבצים) בשביל זה.

פקודות אלה מקבלות את נתיב קובץ ההתקן שברצונך לעצב כפרמטר. זוהי פעולה הרסנית וכדאי להשתמש בה בזהירות אם אינך רוצה למחוק או לאפס מערכת קבצים.

מלבד אלה, יש גם מערכות קבצים ברשת כגון NFS שגרעין לינוקס משתמש בו. NFS היא מערכת קבצים ברשת שבה הנתונים אינם מאוחסנים בדיסק מקומי. עם NFS, הנתונים עוברים דרך הרשת לשרת המאחסן את הנתונים. מכיוון שהנתונים יהיו בשרת, המשתמשים לא צריכים להתמודד איתו כל הזמן. הם יכולים גם להשתמש במערכת הקבצים ההיררכית המסורתית של לינוקס כרגיל.

פעולות פונקציה משותפת

לכל התוכנות במערכת לינוקס יש פונקציות נפוצות. זו הסיבה שהפונקציות הללו מרכזיות בליבת לינוקס. לדוגמה, בעת פתיחת קובץ, ניתן לפתוח אותו רק עם שם הקובץ, מבלי לדעת היכן הקובץ מאוחסן פיזית, ובאילו פונקציות ופעולות הוא ישתמש. כל הפונקציות הללו כבר קיימות בקרנל.

אתה יכול לאחסן את הקובץ שלך בדיסק הקשיח, לפצל אותו בין מספר דיסקים קשיחים, או אפילו לשמור אותו בשרת מרוחק. פונקציות תקשורת קבצים משותפות חשובות במקרים כאלה. יישומים מחליפים נתונים ללא קשר לאופן העברת הנתונים. פונקציות תקשורת משותפות קיימות כדי לבצע חילופי נתונים אלה. מהלך זה יכול להיות על גבי רשתות אלחוטיות או אפילו קו טלפון קבוע.

ניהול תהליכים בלינוקס

מופע פעיל של תוכנית הפועלת על נתונים או מידע בזיכרון ידוע כתהליך. המשימה של ליבת לינוקס היא ליצור ולעקוב אחר אזורי זיכרון אלה. הקרנל מקצה זיכרון עבור תוכנית פועלת וטוען את קוד ההפעלה לזיכרון ממערכת הקבצים. מיד לאחר מכן, הקרנל מריץ את הקוד.

ליבת לינוקס תומכת בריבוי משימות. הוא מסוגל להריץ מספר תהליכים בו זמנית. עם זאת, יש רק עסקה אחת בכל מסגרת זמן נתונה. עם זאת, ליבת לינוקס מפצלת את הזמן לנתחים קטנים וכתוצאה מכך, כל הליך מתרחש ברצף.

מכיוון שקטעי הזמן הקטנים הללו נמצאים במרווחים של אלפיות שנייה, הם פעילים רק בזמנים ספציפיים ונשארים במצב לא פעיל בשאר הזמן. תפקידו של ליבת לינוקס כאן הוא למקסם את הביצועים על ידי הפעלת מספר תהליכים בו-זמנית.

אם משבצות הזמן ארוכות מדי, ייתכן שהאפליקציה הפועלת לא תהיה מגיבה כפי שהיית רוצה. אם מסגרות הזמן קצרות מדי, עשויות להיות בעיות בשינויי המשימות. בהתאם לעדיפות התהליך, מרווח מסגרת הזמן הנדרש כאן ישתנה. אולי שמעתם בעבר על תהליכים בעלי עדיפות גבוהה ותהליכים בעלי עדיפות נמוכה. זו אחת הפונקציות שבהן שולט ליבת לינוקס.

ההסבר הזה לא תמיד נכון. המגבלה האמיתית היא שיכול להיות רק תהליך עבודה אחד לכל ליבת מעבד בכל פעם. מערכות ריבוי מעבדים מאפשרות לרוץ מספר תהליכים במקביל. למערכת בסיסית יש כמעט תמיד עשרות תהליכים רצים.

זכויות גישה בלינוקס

כמו במערכות הפעלה אחרות, אתה יכול ליצור משתמשים רבים במערכת לינוקס. במקרים כאלה קיימת מערכת לניהול זכויות התומכת במשתמשים ובקבוצות בודדים. זה איפה הרשאות קובץ והרשאות משתמש נכנסים למשחק.

ליבת לינוקס מנהלת את הנתונים ובודקת את ההרשאות הדרושות לכל תהליך. לדוגמה, אם אתה מנסה לפתוח קובץ, על הקרנל לבדוק את מזהה התהליך מול הרשאות גישה. אם הקרנל בודק ורואה שיש לך הרשאות, הוא יפתח את הקובץ.

ליבת לינוקס שולטת בהכל

כפי שאתה יכול לראות, ליבת לינוקס מפקחת על הכל, מאבטחת הקבצים שלך ועד ליצירת משתמשים והורדת קבצים מהאינטרנט. הכל בסדר מסוים. לכל משתמש יש זכויות. ליבת לינוקס מנהלת תהליכים ומשבצות זמן לביצועי שיא.

יתרה מכך, מערכת הקבצים, שהיא אחת התכונות הגדולות ביותר שמבדילות את ליבת לינוקס ממערכות הפעלה אחרות, חשובה מאוד. לינוקס היא לא קופסה נסתרת. להיפך, כל הקבצים וקודי המקור נגישים. כדי להבין טוב יותר את האופי המעשי והעוצמתי של ליבת לינוקס, אתה יכול לבחון את היררכיית מערכת ספריות לינוקס.