هسته لینوکس یکی از بزرگ ترین پروژه های منبع باز است که قدمتی طولانی دارد. همان طور که می دانید، توزیع های مختلف لینوکسی، خود لینوکس نیستند و لینوکس تنها به هسته این سیستم عامل می گویند که 13 میلیون خط کد دارد. هسته سیستم عامل پایین ترین سطح نرم افزاری است که با سخت افزار کامپیوتر در ارتباط است. لینوکس مسوول تمام نرم افزارهایی است که در حالت کاربری (user mode) اجرا می شوند. همچنین پروسه های مختلف از جمله سرورها را اجرا می کند و اطلاعات لازم از پروسه ها را در اختیار دیگر پروسه ها قرار می دهد.
انواع هسته ها
برای تولید یک هسته دغدغه های مختلفی وجود دارد. به طور کلی، بیشتر هسته ها به سه نوع یکپارچه، میکروهسته و ترکیبی تقسیم می شوند. لینوکس یک هسته یکپارچه است، در صورتی که os x (مکینتاش) و ویندوز7 از هسته های ترکیبی استفاده می کنند. بهتر است به هر 3 نظری داشته باشیم:
میکروهسته
میکروهسته تنها کارهای مشخصی را انجام می دهد: مدیریت پردازنده، حافظه و ipc. بقیه کارهای کامپیوتر، جانبی تلقی شده و در حالت کاربر اجرا می شوند. میکروهسته ها قابلیت پرتابل بودن دارند چون سیستم عامل نیازی ندارد که نوع ویدئوکارت متصل به سیستم را بداند. میکروهسته ها ردپای کوچکی دارند (هزینه انجام کار) و حافظه و فضای مصرفی آنها بسیار پایین است. از طرفی امن تر از هسته های دیگر هستند، چرا که تنها پروسه های مشخصی در حالت کاربر اجرا می شوند که نیازی به اجرا در حالت ناظر (supervisor mode) ندارند.
میکروهسته ها، ویژگی های خوبی دارند که پرتابل بودن، حجم کم، حافظه مصرفی کم و امنیت از جمله آنهاست. البته سخت افزارهای پشتیبانی شده توسط این هسته کمتر است و به دلیل اجرای درایورهای سخت افزاری در حالت کاربری، سخت افزارها کندتر هستند. ضمن آن که پروسه ها برای دریافت اطلاعات باید در صف منتظر بمانند. همچنین پروسه ها نمی توانند به دیگر پروسه ها دسترسی پیدا کنند.
هسته یکپارچه
هسته های یکپارچه درست نقطه مقابل میکروهسته ها هستند و نه تنها پردازنده، حافظه و ipc، بلکه چیزهای دیگری از جمله درایورهای دستگاه ها، مدیریت سیستم فایل و فراخوان های سیستمی را مدیریت می کنند. هسته های یکپارچه در دسترسی سخت افزاری و چندوظیفگی بهتر عمل می کنند زیرا برنامه ای که در حال اجرا، انتظار یا توقف است می تواند به صورت مستقیم اطلاعات دیگر پروسه ها را دریافت کند و در هیچ صفی برای این عمل منتظر نمی ماند. البته این موضوع می تواند مشکل ساز هم باشد چون بیشتر پروسه ها درحالت ناظر اجرا می شوند و اگر درست رفتار نکنند، می توانند سیستم را از کار بیندازند.
از ویژگی های این هسته می توان به دسترسی بهتر به سخت افزارها و برنامه ها، ارتباط ساد ه تر پروسه ها با یکدیگر و عدم نیاز به نصب درایور سخت افزار برای سخت افزارهای شناخته شده در سیستم و در نهایت عکس العمل سریع تر پروسه ها به دلیل عدم وجود صف انتظار برای آنهاست.
از مشکلات این هسته، بزرگ بودن آن، مصرف حافظه بالا و امنیت پایین تر به دلیل اجرای همه چیز در حالت ناظر است.
هسته های ترکیبی
هسته های ترکیبی می توانند انتخاب کنند که چه چیزی در حالت کاربر اجرا شود و چه چیزی در حالت ناظر. بیشتر مواقع چیزهایی مثل درایورهای سخت افزاری یا ورودی خروجی ها در حالت کاربر و فراخوان های سیستمی و ارتباط میان پروسه ها در حالت ناظر اجرا می شوند. این یعنی استفاده بهینه از هر دو که مشکل کوچکی ایجاد می کند؛ تولیدکنندگان سخت افزار باید کار بیشتری انجام دهند چون مسوولیت اجرای همه چیز با آنهاست. همچنین این هسته ها از مشکل میکروهسته ها نیز برخوردارند و باز هم مشکل انتظار در صف وجود دارد.
از ویژگی های این نوع هسته ها این است که توسعه دهنده می تواند خود انتخاب کند که چه چیز در حالت کاربر و چه چیز در حالت ناظر اجرا شود. همچنین نصب آن حجم کمتری نسبت به میکروهسته ها می گیرد و از دیگر مدل ها انعطاف پذیرتر است.
اما این مدل معایبی نیز دارد که وجود لگ در اجرای پروسه و مدیریت پروسه ها توسط کاربر بخشی از آنهاست.
فایل های هسته لینوکس کدام ها هستند؟
فایل هسته در اوبونتو، در مسیر boot / قرار دارد و vmlinuz-version نام دارد. نام vmlinuz از دنیای یونیکسی آورده شده که در آن دوران، یعنی دهه 60 میلادی به هسته یونیکس، یونیکس می گفتند و بنابراین لینوکسی ها هم هسته خود را لینوکس نام گذاشتند.
پس از این که حافظه مجازی برای بهتر کردن قابلیت های چندوظیفگی توسعه پیدا کرد، سرنام vm در ابتدای فایل هسته قرار داده شد تا نشان دهد این هسته از حافظه مجازی پشتیبانی می کند. تا مدت های زیادی هسته لینوکس vmlinux نامیده می شد تا این که آنقدر بزرگ شد که حافظه بوت آن فشرده شد و x آخر کلمه به دلیل فشرده شدن هسته با سیستم zlib، به z تغییر پیدا کرد؛ هر چند همیشه این روش فشرده سازی کاربرد ندارد و گاهی از lzma یا bzip2 استفاده می شود. در برخی از هسته های لینوکسی، نام هسته تنها zimage است.
سیستم نگارش بندی آن به صورت چهارگانه a.b.c.d است. a.b احتمالا 6/2 است، c نگارش فعلی هسته است و d نشانگر وصله ها یا نگارش های رفع عیب است.
در فولدر boot / فایل های بسیار مهم دیگری نیز قرار دارند که معمولا initrd.img-version، system.map-version و config-version وجود دارد.
فایل initrd اغلب به عنوان دیسک های رم استفاده می شوند که فایل اصلی هسته را باز و اجرا می کنند.
فایل system.map برای استفاده در مدیریت حافظه به کار می رود تا زمانی که هسته به طور کامل بارگذاری شود.
فایل config به هسته می گوید که چه گزینه ها و ماژول هایی باید بعد از کامپایل در هسته بارگذاری شود.
معماری هسته لینوکس
از آنجا که لینوکس هسته یکپارچه ای دارد، حجم زیادی نسبت به دیگر هسته ها داشته و پیچیدگی آن نیز بیشتر است. این ویژگی طراحی در سال های اخیر مورد نقد قرار گرفته و هنوز هم برخی از دغدغه های امنیتی هسته های یکپارچه را در خود دارد. برای گذر از چنین دغدغه هایی، توسعه دهندگان هسته لینوکس ماژول های هسته را ایجاد کردند که می تواند هنگام اجرا بارگذاری شده یا از حالت بارگذاری خارج شود. به این ترتیب می توان به هسته لینوکس در هنگام اجرا امکاناتی را افزود یا از آن حذف کرد. این کار فقط افزودن قابلیت های سخت افزاری به هسته نیست و می توان حتی کل هسته را بدون نیاز به راه اندازی مجدد کامپیوتر تعویض کرد. فقط تصور کنید اگر می شد سرویس پک ویندوز را نصب کرد و حتی یک بار هم آن را ریستارت نکرد!
ماژول های هسته
چه می شد اگر ویندوز تمام درایورهای سخت افزاری را در خود داشت و تنها برای استفاده از یک دستگاه کافی بود آن را روشن کنیم؟ این همان چیزی است که ماژول های هسته لینوکس انجام می دهند. ماژول های هسته که به نام ماژول های قابل بارگذاری هسته (lkm) شناخته می شوند، یکی از روش های استفاده از سخت افزارهای سیستم بدون استفاده از تمام حافظه موجود است.
یک ماژول عموما قابلیت هایی مثل دستگاه ها، سیستم های فایل و فراخوان های سیستمی را به هسته اضافه می کند. ماژول های قابل بارگذاری هسته پسوند ko . دارند و معمولا در دایرکتوری lib/modules/ قرار می گیرند. به دلیل طبیعت ماژولارشان می توان به سادگی هسته را با انتخاب ماژول های قابل بارگذاری یا ممنوع کردن تعدادی از آنها برای بارگذاری سفارشی کرد که هنگام بالا آمدن سیستم از طریق دستور menuconfig یا پس از بالا آمدن سیستم و از طریق فایل boot/config/ می توان این کار را انجام داد. همچنین می توان بدون راه اندازی مجدد سیستم، از طریق دستور modprobe ماژول هایی را به هسته اضافه یا از آن حذف کرد.
در برخی از توزیع های لینوکسی، ماژول های منبع بسته ای وجود دارند که توسط تیم توسعه لینوکس توسعه نیافته اند. مثلا در توزیع اوبونتو، توسعه دهنده های نرم افزاری همچون nvidia و ati به جای ارائه کدمنبع برای قرارگیری در هسته لینوکس، تنها به ارائه فایل های کامپایل شده ko بسنده کرده اند. این ماژول ها البته رایگان هستند و می توان آنها را دریافت کرد ولی قابلیت سفارشی سازی و تغییر ندارند. به همین دلیل در برخی از توزیع های لینوکسی که بسیار به آزادی نرم افزاری معتقد هستند، این نرم افزارها وجود ندارد.
هسته جادو نیست، اما برای هر کامپیوتری لازم است. هسته لینوکس به این دلیل از os x یا ویندوز متفاوت است که درایورهای سخت افزاری در سطح هسته وجود دارد و همه چیز بدون نصب نرم افزار اضافه قابل استفاده است. امیدواریم این مقاله توانسته باشد بخش کوچکی از کاری که هسته لینوکس انجام می دهد را نشان دهد. برای مطالعه بیشتر می توانید به سایت زیر مراجعه کنید:
http://www.kernel.org
محمدرضا قربانی
ساده ترین لینوکس
... همچنین این مقایسه نباید از دیدگاه یک کاربر حرفه ای لینوکس، یا شخصی که در نرم افزار خبره است انجام شود، چرا که امتیاز معیارهای از پیش معرفی شده دستخوش نوسان خواهد شد ... اما برای بسیاری از انواع کاربران از جمله توسعه دهنده ها مناسب نخواهد بود ... البته که به نظر نمی رسد عطشی که برای توسعه لینوکس در سال 2009 وجود داشت و به دلیل وجود نت بوک ها، معرفی سیستم های موبایل بر پایه لینوکس و ... به همین دلیل است که از کنار یک پروژه لینوکس همچون اوبونتو، توزیع دیگری فقط مخصوص دستگاه های صفحه لمسی و نت بوک ها تعریف و عرضه می شود ...
ایران اولین گام جدی را برای مهاجرت از ویندوز به لینوکس برداشت
... معاون گسترش it شرکت فناوری اطلاعات وابسته به وزارت ict از ایجاد مرکز توسعه پشتیبانی نرم افزارهای آزاد (متن باز) خبر داد و گفت: این مرکز با 4 هدف پی گیری تدوین و پی گیری مصوبات حوزه نرم افزارهای متن باز، حمایت از مهاجرت سازمان ها از ویندوز به نرم افزارهای آزاد و ارائه مشاوره های فنی، کمک به گسترش تشکل ها و محصولات این حوزه و ارزیابی و نگهداری نرم افزارهای متن باز ایجاد می شود ... بدین ترتیب هزینه توسعه و بازاریابی نرم افزار به حداقل می رسد ضمن آن که کسانی که تمایل دارند از خدمات پشتیبانی این نرم افزارها استفاده کنند می توانند با شرکتی که این نرم افزار را عرضه می کند قرارداد ببندند و این نوع خدمات را دریافت کنند ... وی اضافه می کند: باتوجه به این که لینوکس قابلیت پشتیبانی از زبان فارسی را نداشت از زمانی که طرح تکفا اجرا شد براساس بودجه های این طرح پروژه ای تحت عنوان فارسی سازی لینوکس تعریف شد و یک سری ابزارهای اصلی لینوکس و حلقه اساسی آن فارسی شد ... در حال حاضر ما در شرکت فناوری اطلاعات در حال بررسی فعالیت هایی هستیم که تاکنون در زمینه نرم افزارهای متن باز در کشور انجام شده است ضمن آن که در سند جامع فناوری اطلاعات که به تصویب هیئت دولت نیز رسیده، ایجاد مرکز توسعه نرم افزارهای متن باز در نظر گرفته شده است ولی این که این مرکز به طور دقیق چه وظایفی را برعهده بگیرد و چه فعالیتی را انجام دهد، بستگی به این دارد که نقش دولت در این بین چگونه باشد ...
نگاهی به روند رو به رشد سیستم عامل لینوکس
... امروزه برای کامپیوترها انواع سیستم عامل ها تعریف شده است که از جمله آنها می توان به مواردی همچون داس، یونیکس، لینوکس، اپل و ... لینوکس نسخه 01/0 در اواسط سپتامبر 91 منتشر شد و روی اینترنت قرار گرفت و شور و اشتیاقی فراوان حول آن به وجود آمد و به نوعی کدهای آن دانلود و آزمایش شدند و پس از بهینه سازی به توروالدز بازگردانده شدند و بعد از آن در 5 اکتبر لینوکس نخسه 02/0 آماده شد و بعد از مدتی نسخه سه نیز تهیه شد اما با این حال هنوز لینوکس فقط چیزی کمی بیشتر از یک فرم اسکلت بود ... »توروالدز بعدا پذیرفت که این بدترین نکته در توسعه لینوکس بوده است ... ولی وی در مورد لینوکس اشتباه می کرد ... تاننباوم همچنین گفته بود؛ «لینوکس منسوخ شده است ... » اکنون نوبت حرکت نسل جدید لینوکس بود ... با پشتیبانی قوی از طرف اجتماع لینوکس، توروالدز یک پاسخ مناسب برای تاننباوم فرستاد؛ «شغل شما استاد دانشگاه و محقق بودن است و این بهانه خوبی برای برخی مغزخرابکنی های minix است ... به زودی صدها نفر به اردوگاه لینوکس پیوستند ... لینوکس دیگر اسباب بازی هکرها نبود ... با پشتیبانی نرم افزارهای پروژه gnu، لینوکس آماده یک نمایش واقعی بود ... لینوکس تحت مجوز gpl قرار داده شد ... با این مجوز همه می توانستند کدهای منبع لینوکس را به رایگان داشته باشند، روی آنها مطالعه کرده و آنها را تغییر دهند به همین علت دانشجویان و برنامه نویسان به سوی آن جذب شدند و خیلی زود تولیدکنندگان تجاری نیز وارد میدان شدند ...
اوبونتو از mac os x پیشی می گیرد
... صحبت از نرم افزارهای اوپن سورسی مانند لینوکس که هر روز استفاده شان آسان تر می شود یک چیز است و این که توسعه این بهبودها را بخواهی پشتیبانی مالی بکنی، چیز دیگری است ... مارک شاتلورث (نفر اصلی پشتیبانی مالی اوبونتو) به تازگی گفته است که لینوکس به سادگی و زیبایی mac os x در خواهد آمد و حالا وقت صحبت بر سر آن است ... در صفحه معرفی او برای نسخه بعدی اوبونتو، شاتلورث به دیدگاهی از "یک بار شانس برای درخشیدن" اشاره می کند و می گوید: جونو بیکن، مدیر روابط عمومی اوبونتو به دنبال این پیشنهاد مارک، چیز دیگری می گوید و اضافه می کند که چطور کنونیکال (کمپانی ای که پشت اوبونتو است) می تواند دلارهای حمایت مردم از توسعه دهندگانی که می خواهند اوبونتو پیشرفت کند، به سمت شان هدایت می کند ... منبع: cnet news hp لینوکس خودش را می سازد به تازگی سر زبان ها افتاده است که hp تصمیم دارد به جای سرمایه گذاری روی ویندوز ویستا، نسخه دلخواه خودش از لینوکس را پشتیبانی کند ... مدیران اجرایی در hp هر گونه استفاده معنادار از منابع در توسعه لینوکس برای بازار عام رد می کنند، و هدفشان را خلق بر پایه ویستا می دانند ... نرم افزارهای hp بر پایه لینوکس خواهند بود و از سیستم عاملی استفاده می کنند که قبلا به گستردگی در دسترس بوده ولی، هدف ساده تر کردن آن برای کاربران عام است ...
بررسی حقوقی Novell برای فروش نسخه های جدید لینوکس
... فاوانیوز: روز جمعه یکی از اعضای هیات مدیره موسسه نرم افزار آزاد اعلام کرد: این موسسه وضعیت novell را بررسی می کند تا نسخه های جدید نرم افزار سیستم عامل لینوکس را به فروش برساند ... به گزارش فاوانیوز، این موسسه ویژگی های منطقی برحسب قسمت های کلیدی منابع آزاد سیستم عامل لینوکس را کنترل می کند ... براساس این گزارش، این انجمن توسعه لینوکس و دیگر نرم افزارهای آزاد را بر عهده دارد ...
انگیزه ای برای استفاده از لینوکس فارسی وجود ندارد
... محمد خوانساری ، مدیر طرح ملی لینوکس فارسی و عضو موسس مرکز ict پیشرفته شریف ، درگفت و گو با ایلنا، با بیان این مطلب ، اظهار داشت: گسترش و ارائه لینوکس به سازمان ها و نهادهای کشور جزو فعالیت مدیران این طرح نیست، بلکه نهادینه کردن لینوکس باید از سوی شورای عالی اطلاع رسانی دنبال شود ... وی با بیان اینکه دولت برای استفاده از لینوکس فارسی رویکرد خاصی را نداشته است ، تصریح کرد: میزان تخصیص اعتبار به پروژه لینوکس فارسی در سال 85 تنها 550 میلیون تومان در نظر گرفته شده که شاید برای اتمام این پروژه به مبلغی 3 برابر نیاز باشد ... خوانساری ، با اشاره به عمومی کردن لینوکس فارسی در کشور ، یادآور شد: دولت برای توسعه لینوکس فارسی در دستگاه ها باید در این پروژه سیاست های حمایتی به کار بندد ... خوانساری، در خصوص بودجه سال گذشته این طرح ، یادآور شد: اعتبار تخصیص یافته سال 84 طرح ملی لینوکس فارسی 430 میلیون تومان عنوان شد که از این میزان تنها 150میلیون تومان آن در سال 84 پرداخت شد و 280 میلیون تومان دیگر به اعتبارات سال 85 منتقل شده است ... وی، با بیان این که در کشور ما انگیزه ای برای استفاده از لینوکس فارسی وجود ندارد ، تصریح کرد: حرکت به سمت لینوکس در آینده اجباری خواهد شد و بهتر آن است که دستگاه های فعال در کشور از هم اکنون به این سیستم عامل گرایش پیدا کنند ...
خوانساری: انگیزه ای برای استفاده از لینوکس فارسی وجود ندارد!
... دکتر محمد خوانساری ، مدیر طرح ملی لینوکس فارسی و عضو موسس مرکز ict پیشرفته شریف ، درگفت و گو با ایلنا، با بیان این مطلب ، اظهار داشت: گسترش و ارایه لینوکس به سازمان ها و نهادهای کشور جزء فعالیت مدیران این طرح نیست، بلکه نهادینه کردن لینوکس باید از سوی شورای عالی اطلاع رسانی دنبال شود ... وی ، با بیان این که دولت برای استفاده از لینوکس فارسی رویکرد خاصی را نداشته است ، تصریح کرد: میزان تخصیص اعتبار به پروژه لینوکس فارسی در سال 85 تنها 550 میلیون تومان در نظر گرفته شده که شاید برای اتمام این پروژه به مبلغی 3 برابر نیاز باشد ... دکتر خوانساری ، با اشاره به عمومی کردن لینوکس فارسی در کشور ، یادآور شد: دولت برای توسعه لینوکس فارسی در دستگاه ها باید در این پروژه سیاست های حمایتی به کار بندد ... وی ، با بیان این که شوراهای عالی اطلاع رسانی و انفورماتیک با استفاده از اطلاع رسانی می توانند در سیاست گذاری طرح ملی لینوکس موثر واقع شوند ، گفت: دولت باید به هر نحوی برای ترویج این طرح برنامه تدوین کند ... مدیر طرح ملی لینوکس فارسی ، با اشاره به پیشرفت کار پروژه لینوکس ، خاطرنشان کرد: این پروژه در حال حاضر قابل استفاده است و پیشرفت کار به 85 درصد می رسد ... خوانساری، در خصوص بودجه سال گذشته این طرح ، یادآور شد: اعتبار تخصیص یافته سال 84 طرح ملی لینوکس فارسی 430 میلیون تومان عنوان شد که از این میزان تنها 150 میلیون تومان آن در سال 84 پرداخت شد و 280 میلیون تومان دیگر به اعتبارات سال 85 منتقل شده است ...
اعلام موجودیت ائتلاف لینوکس موبایل
... شبکه آنلاین : شرکت palmsource سازنده سیستم عامل PALM OS دیروز اعلام کرد به ائتلاف لینوکس موبایل که به ابتکار سازمان OSDL تشکیل شده است، می پیوندد ... در ائتلاف جدید که ابتکار لینوکس موبایل یا mobile linux initiative نام دارد، علاوه بر palmsource ، شرکت های موتورلا ، Wind river و trolltech نیز حضور دارند ... کنسرسیوم OSDL یک سازمان غیر انتفاعی است که برای توسعه لینوکس جهت استفاده در سازمان ها و شبکه های بزرگ فعالیت می کند ... در حال حاضر بیش از 70 مشتری بزرگ لینوکس در دنیا در این کنسرسیوم عضویت دارند ... ابتکار mli یک گروه کاری جدید در OSDL محسوب می شود که برای شتاب بخشیدن به توسعه لینوکس در عرصه فناوری های موبایل فعالیت خواهد کرد ... ائتلاف جدید برای به حداکثر رساندن فرصت های لینوکس و ابزارهای مبتنی بر آن در بازار موبایل تلاش خواهد کرد ... اعضای mli تلاش خواهند کرد با غلبه بر چالش های بازار، به سمت توسعه نرم افزارهای کاربردی مبتنی بر لینوکس برای ابزارهای موبایل حرکت کنند ... استوارت کوهن، مدیرعامل OSDL گفت: لینوکس یک پلاتفرم نیرومند در اختیار سازندگان ابزارهای موبایل قرار می دهد که از نظر قابلیت Interoperability بی رقیب است(1) و می تواند امکانات جدیدی را به گوشی های تلفن همراه بیافزاید ... به همین ترتیب، گروه کاری carrier grade در OSDL نیز در شتاب بخشیدن به روند پذیرش لینوکس در زیرساخت های مخابراتی نقش مثبت و موثری داشته است ...
لینوکس ملی خوابیده است!
... در مورد سیستم عامل ملی لینوکس یک برنامه کلان سه ساله طراحی شده که به دلیل عدم تخصیص بودجه های لازم، این طرح یک سال و نیم است که به تاخیر افتاده و خوابیده است ... به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطلاعات ایران، از هبرگزاری سلام، دکتر محمدخوانساری مدیر طرح ملی لینوکس فارسی با بیان مطلب فوق افزود: تا کنون در سال جاری، قرار دادی برای توسعه لینوکس منعقد نشده و ادامه فعالیت مرکز شریف هم به دلیل نگاه ملی این مرکز به پروژه لینوکس است ...
|
صفحه 1
|
2 |
|
