Introducció a Linux

Linux és una família de sistemes operatius de codi obert similar a Unix al nucli Linux, i el nucli del sistema operatiu es va publicar per primera vegada el 17 de setembre de 1991 per Linus Torvalds . Normalment, Linux s'empaqueta com a distribució Linux, que conté les biblioteques de suport i el programari del sistema i el nucli, molts dels quals són oferts pel Projecte GNU. Diverses distribucions de Linux utilitzen el terme 'Linux' al títol, però la Free Software Foundation utilitza el 'GNU/Linux' títol per centrar-se en la necessitat del programari GNU, causant algunes controvèrsies.

Les distribucions de Linux famoses són Ubuntu, Fedora Linux i Debian, l'última de les quals està composta per diverses modificacions i distribucions diferents, incloses Xubuntu i Lubuntu. Les distribucions comercials són SUSE Linux Enterprise i Red Hat Enterprise Linux. Les distribucions d'escriptori de Linux són sistemes de finestres com Wayland o X11 i entorns d'escriptori com KDE Plasma i GNOME.

• Originalment, Linux es va dissenyar per a ordinadors personals basats en l'arquitectura Intel x86, però des de llavors s'ha traslladat a més entorns que altres sistemes operatius.
• Inclòs Android, Linux té la base instal·lada més gran de tots els sistemes operatius de propòsit general a causa del control de l'Android basat en Linux sobre els telèfons intel·ligents a partir del maig de 2022.
• Tanmateix, Linux s'utilitza per al voltant del 2,6% dels ordinadors d'escriptori a partir del novembre de 2022.
• A més, Linux s'executa en molts sistemes incrustats, és a dir, dispositius el sistema operatiu dels quals normalment està dissenyat al microprogramari i està extremadament personalitzat per al sistema.
• Inclou naus espacials (rover Perseverance, càpsula Dragon Crew i coet Falcon 9), automòbils (Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz, Audi i Tesla), televisors (televisors intel·ligents LG i Samsung), consoles de videojocs, dispositius domèstics intel·ligents, controls d'automatització i encaminadors.

Linux és un dels exemples més destacats de col·laboració de codi obert i programari lliure. El codi font pot ser distribuït, modificat i utilitzat de manera no comercial o comercial per tothom sota les condicions de les seves respectives llicències, com la GNU GPL (General Public License). Per exemple, el nucli de Linux té llicència GPLv2.

Història del sistema operatiu Linux

Precursors
El sistema operatiu basat en Unix es va implementar i concebre el 1969 a Campana d'AT&T laboratoris de Joe Ossanna, Douglas Mcllroy, Dennis Ritchie i Ken Thompson als Estats Units. Publicat per primera vegada el 1971, Unix va ser escrit completament en llenguatge assemblador, com era la pràctica bàsica de l'època. Va ser actualitzat en llenguatge C per Dennis Ritchie d'una manera pionera clau l'any 1973. La disponibilitat d'una implementació de llenguatge Unix d'alt nivell va fer que la seva portabilitat a diferents plataformes informàtiques fos convenient.Creació
Torvalds es va registrar en un curs Unix mentre visitava la Universitat d'Hèlsinki a la tardor dels anys noranta. El curs va utilitzar un miniordinador MicroVAX que executava Ultrix, i un dels textos necessaris era Sistemes operatius: Disseny i implementació d'Andrews S. Tanenbaum. El llibre de text contenia una còpia del sistema operatiu MINIX de Tanenbaum. Va ser juntament amb aquest curs que Torvalds es va obrir inicialment a Unix. Es va interessar pels sistemes operatius l'any 1991. Frustrat per la llicència MINIX, que la limitava només a un ús educatiu en aquell moment, va començar a treballar en el seu nucli de sistema operatiu, que finalment es va convertir en el nucli de Linux.
Torvalds va iniciar el desenvolupament del nucli de Linux a MINIX, i també es va utilitzar programari escrit per a MINIX a Linux. Més tard, es va conrear Linux, i després va aparèixer el desenvolupament del nucli Linux als sistemes Linux. A més, les aplicacions GNU van substituir tots els components MINIX perquè era beneficiós utilitzar el codi lliure a través del Projecte GNU amb el nou sistema operatiu; el codi amb llicència GNU GPL es pot tornar a aplicar en altres funcions de l'ordinador sempre que també es publiquin sota una llicència compatible o la mateixa.
Torvalds va iniciar un canvi de la seva llicència real, que prohibia la distribució comercial, a la GNU GPL. Els desenvolupadors van treballar per desenvolupar elements GNU amb el nucli Linux, fent un sistema operatiu gratuït i totalment funcional.Desenvolupament actual
El responsable principal del manteniment del nucli de Linux és Greg Kroah-Hartman qui guia el seu desenvolupament. El director executiu electrònic de la Free Software Foundation és William John Sullivan , que al seu torn donava suport als components GNU. Les corporacions i els individus finalment desenvolupen components de tercers no GNU.
Els components de tercers es componen d'un ampli cos de treball i poden contenir tant biblioteques i aplicacions d'usuari, com mòduls del nucli. La comunitat i els venedors de Linux distribueixen i combinen el nucli, els components no GNU i els components GNU amb programari de gestió de paquets addicionals a la manera de les distribucions de Linux.Adopció popular i comercial
En entorns de producció, l'adopció de Linux va començar a enlairar-se inicialment a mitjans dels anys noranta a la comunitat de supercomputació en lloc de ser utilitzada només per aficionats, on organitzacions com la NASA van començar a substituir cada cop més les seves màquines cares per clústers d'ordinadors de productes bàsics de baix cost que executaven Linux. L'ús comercial va començar quan IBM i Dell, perseguits per Hewlett-Packard, van començar a oferir suport Linux per escapar del monopoli de Microsoft al mercat del sistema operatiu d'escriptori.
Els sistemes Linux s'utilitzen completament en la informàtica avui dia, des dels sistemes incrustats fins a tots els superordinadors virtualment, i s'han assegurat una posició en instal·lacions de servidors com la famosa pila d'aplicacions LAMP. S'ha anat desenvolupant l'ús de distribucions de Linux en ordinadors de sobretaula empresarials i domèstics.
A més, les distribucions de Linux s'han fet famoses al mercat dels netbooks, amb diversos dispositius que es mouen amb distribucions de Linux personalitzades instal·lades i Google publica el seu ChromeOS desenvolupat per a netbooks.

Disseny del sistema operatiu Linux

Diversos desenvolupadors de codi obert admeten que el nucli Linux no es va desenvolupar sinó que va evolucionar a partir de la selecció natural. Un sistema basat en Linux és un sistema operatiu compatible semblant a Unix, que va derivar gran part del seu disseny comú dels principis fets a Unix durant les dècades de 1970 i 1980. Aquest sistema aplica el nucli Linux, un nucli monolític que gestiona sistemes de fitxers, accés perifèric, xarxes i control de processos. Els controladors de dispositiu s'integren directament amb el nucli o s'inclouen com a mòduls carregats mentre el dispositiu està actiu.

Els components del sistema Linux instal·lats inclouen els següents:

• A carregador d'arrencada , per exemple, systemd-boot, SYSLINUX, LILO i GNU GRUB. És un programa que pot carregar el nucli de Linux a la memòria principal de l'ordinador mitjançant l'execució de l'ordinador després que s'hagi iniciat l'inici de sessió del microprogramari i quan estigui encès.
• An entrar al programa , com el sysvinit tradicional i els nous Upstart, OpenRC i systemd. És el primer procés anunciat pel nucli de Linux i l'arrel de l'arbre de processos. En altres paraules, cada procés s'obre des d'init. Inicia processos com les sol·licituds d'inici de sessió i els serveis del sistema (ja sigui en mode terminal o gràfic).
Biblioteques de programari , que inclouen codi que es pot aplicar executant processos. L'enllaç dinàmic que gestiona l'ús de biblioteques dinàmiques s'anomena Id-linux.so en sistemes Linux amb fitxers executables en format ELF. A més, s'afegiran fitxers de capçalera per definir la interfície de les biblioteques instal·lades si el sistema està configurat perquè l'usuari reuneix programari. A més, la biblioteca de programari més utilitzada és la GNU C Library (glibc) en sistemes Linux. Hi ha diversos altres passius com Mesa i SDL.
• La biblioteca estàndard C és necessària per executar programes C en un sistema que utilitza la biblioteca C GNU com a estàndard. S'han desenvolupat alternatives com uClibc (desenvolupat per a uClinux), EGLIBC (fork glibc utilitzat per Debian una vegada) i musl. Ara bé, els dos primers no es mantenen. Android utilitza la seva biblioteca C, que es coneix com Biònic .
Interfície d'usuari
A més, la interfície d'usuari s'anomena shell. És una GUI (interfície gràfica d'usuari), una CLI (interfície de línia d'ordres) o controls connectats al maquinari relacionat, cosa que és normal per als sistemes integrats. La interfície d'usuari predeterminada és gràfica per als sistemes d'escriptori. Tanmateix, la CLI està disponible per finestres d'emulador de terminal o en una consola virtual aïllada.
Les interfícies de línia d'ordres són interfícies d'usuari basades en text, que utilitzen text tant per a la sortida com per a l'entrada. El shell dominant és el bash (Bourne-Again Shell) utilitzat a Linux, dissenyat originalment per al projecte GNU. Gairebé tots els components de baix nivell de Linux, incloses diverses parts d'usuari, utilitzen exclusivament la CLI. En particular, la CLI és compatible amb l'automatització de tasques retardades o repetitives i ofereix una comunicació entre processos molt fàcil.
• Les interfícies d'usuari GUI són les interfícies d'usuari més famoses dels sistemes d'escriptori, empaquetades amb amplis entorns d'escriptori com Xfce, Pantheon, LXDE, Cinnamon, MATE, GNOME i KDE Plasma, tot i que hi ha disponibles diverses interfícies d'usuari.
• Les interfícies d'usuari més famoses estan treballant amb el concepte del sistema X Window, conegut com 'X' .
• Ofereix transparència de xarxa i permet mostrar una aplicació gràfica activa en un sistema en un altre en el qual un usuari pot col·laborar amb l'aplicació.
• Tot i que, algunes extensions del sistema X Window no poden funcionar a la xarxa.
• Molts servidors de pantalla X estan disponibles amb el servidor X.Org, la implementació de referència és la més famosa.
Infraestructura d'entrada de vídeo
Actualment, Linux té dues API d'espai d'usuari del nucli per gestionar dispositius d'entrada de vídeo: API DVB per a recepció de televisió i API V4L2 per a fluxos de ràdio i vídeo.
Aquesta infraestructura requereix evolucionar per adaptar-se millor a altres dispositius a causa de la diversitat i complexitat dels diferents dispositius i pel gran nombre d'estàndards i formats gestionats per aquestes API. Una millor biblioteca de dispositius d'espai d'usuari també és la clau de l'èxit per tenir aplicacions d'espai d'usuari que puguin funcionar amb tots els formats compatibles amb els dispositius.

Usos del sistema operatiu Linux

Diversos estudis quantitatius de programari lliure/de codi obert se centren en temes, com ara la fiabilitat i la quota de mercat, amb molts estudis que examinen Linux específicament. El mercat de Linux s'està desenvolupant, i la mida del mercat del sistema operatiu Linux se suposa que experimentarà un desenvolupament del 19,2% el 2027, arribant als 15.640 milions de dòlars, enfront dels 3.890 milions del 2019. Els defensors i analistes atribueixen l'èxit associatiu de Linux a la seva llibertat i baix cost. , fiabilitat i seguretat del bloqueig del proveïdor.

Servidors web
W3Cook publica estadístiques que utilitzen els 1.000.000 principals dominis d'Alexa, que estimen que el 96,55% dels servidors web utilitzen Linux, l'1,73% utilitza Windows i l'1,72% utilitza FreeBSD al maig de 2015.Portàtils i ordinadors de sobretaula
Al maig de 2022, la quota de mercat estimada de Linux és d'uns 2,5% als ordinadors d'escriptori, segons les estadístiques del servidor web. Microsoft Windows inclou una quota de mercat d'aproximadament el 75,5%, mentre que macOS té al voltant del 14,9%.Dispositius mòbils
Android s'ha convertit en el sistema operatiu líder per a telèfons intel·ligents basat en el nucli de Linux. El juliol de 2022, el 71,9% dels telèfons intel·ligents a tot el món que utilitzaven Internet utilitzaven Android. A més, Android és un sistema operatiu famós per a tauletes, i és responsable de més del 60% de les vendes de taules a partir del 2013.Producció cinematogràfica
Linux ha estat la plataforma preferida de la indústria cinematogràfica durant anys. La primera gran pel·lícula estrenada en un servidor Linux va ser Titanic de 1997. Des de llavors, grans estudis, com Industrial Light & Magic, Weta Digital, Pixar i DreamWorks Animation, s'han traslladat a Linux.Ús governamental
Les distribucions de Linux també han guanyat popularitat a diversos governs nacionals i locals. Kerala ha arribat a la mesura obligatòria que totes les escoles secundàries estatals utilitzen Linux als seus sistemes. La Xina utilitza Linux exclusivament com a sistema operatiu per a la seva família de processadors Loongson per aconseguir la independència tecnològica.
Algunes regions han integrat la seva distribució Linux a Espanya, que s'utilitza àmpliament en institucions oficials i educatives. A més, Alemanya i França han pres mesures cap a l'adopció de Linux. El sistema operatiu Red Star de Corea del Nord es basa en una versió Fedora Linux desenvolupada des del 2002.

Linux OS funcionant

El sistema operatiu Linux segueix un disseny estàndard que és la clau de les seves diverses distribucions i variacions. Cada distribució de Linux es basa en el nucli de Linux, però pot diferir en funció de factors com:

Versió del nucli:Les distribucions es poden configurar amb versions més recents per afegir nous aspectes o amb versions anteriors per ser més equilibrades.Mòduls del nucli:És un programari que es pot descarregar i carregar al nucli per desenvolupar la funcionalitat sense reiniciar. Sovint, els mòduls del nucli s'utilitzen per donar suport a:
• Controladors de dispositiu, que utilitzen codi que gestiona el funcionament dels dispositius enllaçats.
• Controladors del sistema de fitxers, que utilitzen codi que gestiona com funciona el nucli amb diferents sistemes de fitxers.
• Les trucades al sistema, que utilitzen codi que gestiona com els programes reclamen serveis a través del nucli.
Opcions de configuració:Els nuclis unificats amb opcions de configuració configurades per afegir només el sistema de fitxers o els controladors de dispositiu s'utilitzen per a algunes distribucions especialitzades; per exemple, compilar el nucli per a qualsevol dispositiu sense fil sense controladors de dispositiu de xarxa amb cable.
El nucli és l'única cosa que tots els sistemes tenen en comú amb Linux. Linux funciona per:
• Arrencada i càrrega del nucli de Linux.
• El nucli gestiona totes les sortides i entrades del sistema un cop arrencada. El sistema s'inicia i els processos es poden inicialitzar.
• El sistema es pot utilitzar per a processos que contenen ordres introduïdes de manera interactiva per la línia d'ordres, funcions del servidor de xarxa, aplicacions d'escriptori o qualsevol programa o aplicació a mesura que s'inicien els processos del sistema.

L'experiència de l'usuari pot variar àmpliament, depenent de com s'utilitza el sistema Linux, mentre que el nucli pot ser gairebé idèntic amb algunes diferències de compilació i divergències per a la configuració. Per exemple, alguns casos d'ús de Linux amb experiències d'usuari diferents són:

Productivitat de l'escriptori sistemes, com els que utilitzen els desenvolupadors de programari o diversos altres professionals. Les estacions de treball de desenvolupament de programari es poden millorar per al rendiment, mentre que els escriptoris es poden millorar per a la utilització d'eines de productivitat d'escriptori per a professionals de l'administració. Servidors de xarxa potser ni tan sols afegir una finestra de línia d'ordres per a l'accés directe. De manera remota, aquests servidors sense cap són gestionats per sessions de Windows o terminals de xarxa. Els servidors poden ser utilitzats per diversos, però només han d'accedir directament als administradors del sistema autoritzats. Clients prims permet als usuaris utilitzar un entorn d'escriptori ric amb un dispositiu lleuger. Inclou sistemes de targeta única de Google Chromebook i Raspberry Pi.

Linux funciona molt semblant a qualsevol sistema operatiu basat en GUI quan s'utilitza com a GUI amb un entorn d'escriptori. Les aplicacions i molts altres recursos es poden llançar prement icones, i els fitxers es poden suprimir, copiar o moure amb un trackpad o un ratolí.

distribucions de Linux

Linux ha acceptat les disposicions de copyleft de la Free Software Foundation, que va produir la GNU GPL des del seu desenvolupament inicial. La GPL descriu que qualsevol cosa que es prengui per modificar i sigui gratuïta s'ha de distribuir lliurement.
Hi ha disponibles centenars de versions de Linux, també anomenades distribucions o distribucions. Normalment, les distribucions es diferencien a través del paquet definint un objectiu, mercat objectiu, funció o filosofia específics.

Hi ha moltes distribucions fetes per a funcions d'objectiu concretes, com ara seguretat, jocs, ordinadors de sobretaula, servidors o dispositius incrustats, com ara sistemes Raspberry Pi. Gairebé totes les distribucions modernes estan preparades per utilitzar-les i precompilades, mentre que altres, com Gentoo Linux, estan compostes per codi font que qualsevol usuari pot compilar localment durant l'inici de la instal·lació per utilitzar la configuració del seu sistema.

Pros i contres del sistema operatiu Linux

A continuació s'enumeren i s'expliquen alguns dels avantatges d'utilitzar Linux:

Codi obert:El nucli de Linux es publica sota la llicència de programari de codi obert de GNU GPL. La majoria de distribucions contenen diverses aplicacions amb diverses opcions en gairebé totes les categories. A més, diverses distribucions contenen programari propietari, com ara controladors de dispositius que ofereixen els fabricants, per donar suport al maquinari.Fiabilitat:Linux es tracta com un sistema operatiu fiable i té un bon suport amb diversos pegats de seguretat. A més, Linux es tracta com un sistema operatiu estable, el que significa que es pot executar en gairebé totes les circumstàncies. Linux també pot gestionar errors quan s'executa entrada i programari inesperats.Costos de llicència:Linux no té tarifes de llicència precises, a diferència d'Apple macOS o Microsoft Windows. Tot i que el suport del sistema està disponible per una tarifa de diversos proveïdors de Linux, el propi sistema operatiu és gratuït d'utilitzar i copiar. Algunes organitzacions de TI han millorat els seus estalvis traslladant el seu programari de servidor a Linux des d'un sistema operatiu comercial.Compatibilitat enrere:Linux i molts programes de codi obert solen actualitzar-se amb freqüència per a pedaços funcionals i de seguretat mentre tenen una funcionalitat bàsica. És probable que els scripts i les configuracions de Shell funcionin sense canvis encara que s'utilitzin actualitzacions de programari. En general, Linux i altres aplicacions de codi obert no alteren els seus modes de funcionament amb noves versions, a diferència dels venedors de programari econòmic que munten noves versions dels seus sistemes operatius amb noves formes de treball.Diverses opcions:Entre gairebé totes les opcions infinites, diverses distribucions disponibles i moltes opcions d'aplicacions per configurar, compilar i executar Linux en gairebé totes les plataformes de maquinari, és possible desenvolupar Linux per a gairebé totes les aplicacions.

Alguns inconvenients de Linux són:

Falta d'estàndard:No hi ha cap versió estàndard disponible per a Linux, cosa que pot ser bo per optimitzar Linux per a aplicacions específiques, però menys per desplegar imatges d'escriptori i servidors estandarditzats. L'enorme varietat d'opcions pot implicar el suport com a resultat.Costos de suport:El suport no és gratuït, mentre que una organització pot adquirir lliurement Linux sense comissions de llicència. Gairebé tots els distribuïdors de Linux empresarials, com Red Hat i SUSE, ofereixen contractes de suport. Aquestes tarifes de llicència poden disminuir significativament l'estalvi en funció de la situació.Programari propietari:El programari de productivitat per a PC, com ara Microsoft Office, no es pot utilitzar als ordinadors de sobretaula Linux i és possible que molts programaris propietaris no estiguin disponibles per a plataformes Linux.Corba d'aprenentatge pronunciada:Diversos usuaris lluiten per aprendre a utilitzar aplicacions basades en Linux i escriptoris Linux.Maquinari no compatible:Diversos fabricants de maquinari permeten que els controladors de dispositiu de Linux siguin accessibles per als seus productes, però molts no ho fan.