Каким общим именем называется множество windows android linux
Обновлено: 06.07.2024
Виды операционных систем
Есть операционные системы с открытым и закрытым кодом.
- Открытый код операционной системы. В семейство таких систем входит Android и UNIX-совместимые ОС, а также построенные на их базе операционные системы. Ядро системы полностью открыто для разработчиков, так что программисты могут создавать собственные сборки и версии ядра с упором на определенные электронные компоненты или под определенное устройство.
- ОС с закрытым кодом, например, Windows или iOS. Разработчики имеют набор программных средств и набор библиотек для разработки приложений, но само ядро системы не имеют права и возможности модифицировать.
Назначение операционных систем
Операционная система предназначена для обеспечения взаимодействия пользователя и технического обеспечения компьютера или другого устройства и обеспечения цельной работы электронных компонентов устройства. то есть ОС обеспечивает взаимодействие пользователя и прочих электронных компонентов вычислительной станции, игровой станции, тв-приставки, мобильного телефона (смартфона), электронной книги, или бытовой техники.
Особенности операционных систем
Каждая операционная система обладает своими особенностями и свойствами. Например, возможна установка только подписанных приложений, или работа только официального ПО без возможности использования приложений, скачанных из сторонних источников.
Linux операционная система
Операционная система андроид
Операционная система компьютера
Большинство пользователей использует Windows, как основную операционную систему своего компьютера. Windows очень проста в использовании. ОС претерпела множество изменений, начиная с Windows 98, заканчивая свежей Windows 10. Некоторые пользователи используют ОС на базе Linux, как современную альтернативу операционным системам семейства Windows.
Android – это Linux? Казалось бы, это тот вопрос, на который должен существовать прямой ответ – да или нет. Но вместо этого сообщества пользователей Android и Linux годами обсуждают, как обстоят дела на самом деле, и не могут прийти к согласию.
Есть два фактора, которые делают особенно сложным поиск четкого ответа на вопрос, являются ли Android и Linux одним и тем же.
- Люди часто используют слово Linux для обозначения определенного числа связанных между собой, но однозначно разных вещей.
- Нет четкого, однозначного и повсеместно принятого определения, что позволяет считать то или иное ПО Linux.
Задача этого материала – прояснить, почему возникает путаница вокруг различных типов ПО, которое люди могут иметь в виду, используя слово Linux, а затем обговорить все аргументы, которые неизбежно приводятся в любом споре на тему «Android – это Linux или нет».
Так что же такое Linux?
Когда кто-то говорит «Linux», это может относиться к следующим вещам:
В свою очередь, вокруг термина Android нет такой путаницы. Есть, тем не менее, два вида ОС Android.
Первый – это Android Open Source Project (AOSP), проект, в рамках которого Google предоставляет доступ к исходному коду Android. Этот код можно использовать для того, чтобы создать рабочую операционную систему, которую можно установить на смартфон или планшет, но в итоге ей будет не хватать функциональности, которую большая часть пользователей ожидают получить от своего опыта взаимодействия с Android, наиболее характерный пример – это мобильные сервисы Google. Это набор приложений и API от Google, которые для большого числа пользователей являются основной частью опыта работы с Android, аналогично тому, как iTunes и App Store являются основной частью опыта на macOS. AOSP имеет открытый исходный код, но не обеспечивает тех возможностей, которых ожидает типичный конечный пользователь устройства, работающего на ОС Android.
Второй вариант – это ОС Android, на которой работает ваше типичное устройство, будь то смартфон или планшет, по сути, она основана на AOSP, возможно, имеет ряд модификаций, привнесенных производителем устройства, а также в нее добавлено значительное количество проприетарного кода.
Большая часть аргументов за и против того, чтобы расценивать Android как Linux, относится к обоим вариантам Android, но есть ряд пунктов, в которых ответ будет различаться. И это будет зависеть от того, определяем ли мы Android как AOSP или как операционную систему, на которой работает ваш обычный смартфон или планшет.
Почему Android – Linux?
Существует всего лишь один реальный аргумент в пользу того, чтобы расценивать Android как Linux, но это серьезный аргумент. Каждый смартфон или планшет на Android содержит ядро Linux. Вы даже можете увидеть, какая версия ядра установлена на вашем устройстве. Для этого надо зайти в Настройки – Об устройстве – Версия ядра.
Тем не менее, Android – это не только ядро Linux. Это полнофункциональная операционная система, в которой имеются множество дополнительных библиотек, графический интерфейс, приложения и многое другое. Поэтому когда мы задаем вопрос «Android – это Linux?», мы на самом деле спрашиваем «Является ли Android дистрибутивом Linux?»
Поскольку даже оценить реальное количество дистрибутивов Linux не представляется возможным, тем более сложно написать список правил, позволяющих определить, что делает операционную систему дистрибутивом Linux.
Помимо обязательного условия наличия ядра Linux, определение дистрибутива Linux допускает достаточно свободную интерпретацию. Поэтому оставшаяся часть материала будет посвящена аргументам, которые люди чаще всего приводят против того, чтобы расценивать Android как дистрибутив Linux.
Почему Android – не Linux?
Он не использует стандартное ядро Linux
Для того, чтобы создать операционную систему, которая отвечает уникальным потребностям мобильных устройств, команда разработчиков Android внесла в ядро Linux рад изменений, включая добавление специализированных библиотек, API и инструментов, которые по большей частью взяты из BSD или написаны с нуля специально для Android.
Поскольку основной аргумент в пользу того, чтобы расценивать Android как дистрибутив Linux, базируется на том факте, что Android использует ядро Linux, может показаться, что тут и всяким спорам конец, все и так вполне очевидно. Однако для дистрибутива Linux не является обычным делом внесение изменений в ядро.
Ядро Linux подпадает под действие Универсальной общественной лицензии GNU, каждый волен как хочет изменять его исходный код, что и делается во многих дистрибутивах Linux. Если говорить о том, насколько значительным изменениям подвергла команда разработчиков Android ядро Linux, в Embedded Linux wiki приходят к заключению, что количество изменений, внесенных командой Android, «не особенно велико и не выходит за рамки того, что обычно делают с ядром Linux разработчики ОС на его базе».
Android не включает в себя ПО GNU и библиотеки
Если вы согласны с тем, что наличие ПО GNU является определяющей характеристикой для дистрибутива Linux вплоть до того, что мы должны расценивать дистрибутивы Linux как GNU/Linux, тогда Android ни в коем случае не может быть дистрибутивом Linux. Android включает в себя лишь некоторые системные библиотеки GNU. Из самого заметного – команда разработчиков Android разработала кастомизированную C-библиотеку под названием Bionic вместо того, чтобы использовать C-библиотеку GNU.
И даже если вы не согласны с тем, что дистрибутив Linux должен включать в себя ПО GNU, трудно отрицать, что отсутствие GNU делает Android очень отличным от большей части представителей сообщества дистрибутивов Linux.
Вы не можете запускать приложения Linux на Android – и наоборот
Если вы возьмете несколько выбранных случайным образом дистрибутивов Linux, есть шанс, что единственным общим программным компонентом у них у всех будет ядро Linux. В реальности у Android так мало общего ПО с другими дистрибутивами Linux, что запускать обычные приложения Linux на Android невозможно.
Верно и обратное утверждение. Приложения для Android требуют специальных библиотек Android, среды выполнения и ряда других программ, которые есть только в ОС Android, так что по умолчанию вы не можете запускать приложения для Android на какой-то другой платформе, кроме Android.
Android – это продукт Google
Google может сделать основной исходный код Android общедоступным через AOSP, но следующий релиз AOSP готовить в закрытую. На самом деле, на сайте AOSP ясно утверждается, что «Google оставляет за собой ответственность за стратегическое направление развития Android как платформы и как продукта».
Вдобавок к этому, не задействованные в Google разработчики могут участвовать в AOSP на различных ролях, но сайт AOSP совершенно четко говорит, что руководят проектом обычно сотрудники Google. И еще один маленький факт: Google принадлежат права на имя и логотип Android, так что если вы создаете операционную систему, основанную на коде AOSP, вам потребуется связаться с Google, если вы хотите выпустить свою работу под именем Android.
Несмотря на то, что некоторые дистрибутивы Linux тесно связаны с конкретными компаниями (на ум тут же приходят Canonical и Ubuntu), для дистрибутивов Linux нехарактерно разрабатываться в закрытую и полностью одной организацией.
«Открытый» статус Android под вопросом
Несмотря на рекомендацию Фонда свободного программного обеспечения, предписывающую разработчикам убрать все проприетарное программное обеспечение из их дистрибутивов Linux, нет строгого правила, которое бы запрещало дистрибутивам Linux содержать проприетарное ПО. В реальности многие дистрибутивы включают в себя скомпилированные бинарные драйверы, известные также как блобы. Поэтому на самом деле вопрос стоит так: насколько открыт Android в сравнении с вашим типичным дистрибутивом Linux?
Несмотря на то, что многие энтузиасты ПО с открытым кодом единодушны в том, что AOSP далек от идеального open source проекта, его код бесплатно доступен для изменения и распространения другими людьми.
Тем не менее, к моменту, когда AOSP доходит до пользователя Android, к нему добавляется большое количество проприетарного кода, и, в сущности, нет большой разницы между тем, что вы расцениваете как «чистый Android» на устройствах вроде Nexus или Pixel, и тем, что претерпело модификации, сделанные производителем.
Это не обязательно означает, что Android невозможно расценивать как дистрибутив Linux, но нельзя не отметить, что большая часть кода, который пользователи могут видеть и с которым могут взаимодействовать, является проприетарной, таковы мобильные сервисы Google и модификации производителя, как, например, TouchWiz от Samsung.
Несмотря на то, что многие дистрибутивы Linux включают в себя проприетарный код, для многих людей термин Linux четко ассоциируется с программным обеспечением с открытым кодом. И этот проприетарный пользовательский код вызывает ощущение, что Android гораздо более закрыт, чем типичный дистрибутив Linux.
Вы не можете кастомизировать ОС Android – по умолчанию
Если дистрибутив Linux как правило достаточно просто модифицировать на уровне операционной системы, пользователи Android по умолчанию не могут получить доступ к базовой ОС на своем смартфоне или планшете. Чувствительные разделы надежно защищены от их вмешательства. Но эта оговорка «по умолчанию» имеет значение, поскольку вы можете получить доступ к разделам, обычно закрытым на вашем устройстве, используя дыры в безопасности Android – это процесс получения рут-прав.
Итак, несмотря на то, что Android значительно меньше подвержен кастомизации, чем типичный дистрибутив Linux, существуют возможности получить доступ к базовой операционной системе.
Заключение
Итак, возвращаемся к исходному вопросу: является ли Android дистрибутивом Linux? В целом, все сводится к тому, что вы подразумеваете под дистрибутивом Linux. Если вы согласны с тем, что мы должны относить к дистрибутивам Linux GNU/Linux, а не Linux, тогда ответ отрицательный, поскольку Android включает в себя очень малую часть ПО GNU.
Если вы определяете дистрибутив Linux как операционную систему, которая включает в себя ядро Linux и соответствует одному или более дополнительным условиям, тогда ответ вероятнее всего также будет отрицательным. Несмотря на то, что каждый Android-смартфон или планшет включает в себя ядро Linux, Android полностью не соответствует ни одной другой характеристике из тех, что обычно ассоциируются с дистрибутивами Linux. К примеру, Android совершенно очевидно является продуктом одной компании, он несовместим с обычными приложениями для Linux, и даже несмотря на то, что AOSP имеет открытый исходный код, та версия Android, с которой мы имеем дело на коммерческих устройствах, кажется гораздо более закрытой, чем можно было бы ожидать от дистрибутива Linux, благодаря проприетарному пользовательскому коду.
Однако если вы определяете дистрибутив Linux как операционную систему, которая основана на ядре Linux, тогда Android является дистрибутивом Linux. Возможно, это необычный, высокоспециализированный дистрибутив, но это такой же дистрибутив, как Ubuntu, Fedora, Debian и любая другая операционная система, основанная на ядре Linux.
А каково ваше мнение? Является ли Android дистрибутивом Linux просто по причине наличия в нем ядра Linux? Или операционная система должна соответствовать ряду дополнительных критериев, чтобы можно было считать ее дистрибутивом Linux?
Что такое Linux?
Ядро Linux. Небольшая, но существенная часть операционной системы, которая отвечает за взаимодействие с аппаратным обеспечением устройства, обслуживание остальной части системы и выполнение таких задач, как управление процессором и памятью устройства. Ядро Linux, как и любое другое ядро, может функционировать только как часть более обширной операционной системы. Невозможно иметь операционную систему, состоящую исключительно из ядра. Поскольку Android является полноценной операционной системой, то в этом контексте мы сразу можем сделать вывод, что Android не является Linux.
Что такое Android?
Android — это проект, созданный для удовлетворения потребности в мобильной операционной системе с открытым исходным кодом. Изначально разработка велась компанией Android, Inc. Впоследствии проект перекупила корпорация Google. Поскольку Android является операционной системой, то в её состав входит ядро, драйверы и программное обеспечение пользовательского пространства.
AOSP с добавлением значительного количества проприетарного кода от производителя смартфона или планшета (например, GMS от Google или TouchWiz от Samsung). Операционная система Android, которая присутствует на вашем смартфоне или планшете, по своей сути является данной разновидностью Android.
Android и ядро Linux
Почему Android не является Linux?
Android не использует стандартное ядро Linux
Чтобы создать операционную систему, отвечающую уникальным потребностям мобильных устройств, команда Android внесла ряд изменений в ядро Linux, включая добавление специализированных библиотек, API и утилит, которые по большей части являются производными от операционных систем семейства BSD или написаны с нуля, специально для Android.
Android не содержит ПО и библиотек GNU
Даже если вы не согласны с тем, что дистрибутив Linux должен включать программное обеспечение GNU, все равно нельзя отрицать тот факт, что отсутствие GNU сильно отличает Android от большинства дистрибутивов Linux.
Вы не можете запускать приложения Linux на Android и наоборот
Если бы вы наугад выбрали несколько разных дистрибутивов Linux, то, скорее всего, единственным общим программным компонентом у них было бы ядро Linux. По факту, Android имеет так мало общего с другими дистрибутивами Linux, что на нем невозможно запускать обычные приложения Linux.
Верно и обратное: для приложений Android требуются библиотеки Android, специализированное окружение, а также ряд других программ, которые доступны только в Android, поэтому по умолчанию вы не можете запускать приложения Android на платформе, отличной от Android.
Операционные системы на базе Android для запуска приложений используют специальную виртуальную машину, известную как Dalvik. Приложения для Android пишутся на языке программирования Java (или другом, поддерживаемом платформой Android) и компилируются в специальный промежуточный байт-код, предназначенный для выполнения в Dalvik. Сама же виртуальная машина Dalvik оптимизирована для максимально эффективной работы на мобильных устройствах, которые, обычно, оснащены медленными процессорами.
В отличие от Android, Linux не содержит виртуальной машины Dalvik, и поэтому не может запускать приложения для Android. Виртуальную машину Dalvik и всё другое программное обеспечение Android нельзя просто перенести на настольную машину Linux — вам придется проделать большую работу, чтобы приложения Android выводились в окно на стандартном рабочем столе Linux.
Примечание: BlueStacks и другие эмуляторы приложений для Android пытаются сделать это для Windows и macOS. Они запускают Android на виртуальной машине, что позволяет им запускать приложения для Android (со снижением производительности) на рабочем столе. Однако эти решения оказались не очень популярными.
Android — это продукт Google
В то время как некоторые дистрибутивы Linux действительно имеют тесные связи с определенной компанией (например, Canonical и Ubuntu или Red Hat и Fedora), для большинства дистрибутивов Linux необычно, чтобы разработка велась в частном порядке только одной организацией.
Отсутствие возможности кастомизации Android
Краткий экскурс в операционные системы
Операционные системы позволяют взаимодействовать пользователю с аппаратной частью компьютера с помощью прикладного программного обеспечения.
Основные функции типичной современной операционной системы:
Управление памятью и контроль её использования приложениями.
Управление использованием вычислительной мощности приложениями.
Управление файловыми системами и жесткими дисками (HDD и SSD).
Предоставление интерфейса для создания драйверов устройств (чтобы иметь возможность добавлять в систему новое оборудование).
Предоставление графического пользовательского интерфейса для взаимодействия с программным обеспечением.
Для выполнения вышеуказанных функций в операционной системе, обычно, выделяют следующие основные части:
Ядро — состоит из планировщика, менеджера ресурсов и предварительно загруженных драйверов оборудования.
Утилиты, библиотеки и фреймворки, которые совместно используются всеми службами и приложениями.
Службы и приложения конечных пользователей.
Вышеперечисленные части можно условно разделить на 2 области, в которых они работают:
Пространство ядра — область оперативной памяти с повышенными привилегиями, в которой размещены драйверы ядра и аппаратных устройств. Обычным программам и приложениям доступ к данной области памяти запрещен.
Примечание: Графический интерфейс пользователя, в зависимости от архитектуры операционной системы, может принадлежать либо пользовательскому пространству (как в Linux), либо пространству ядра (как в Windows).
Различия между Android и Linux
Рассмотрим общие различия между Android и Linux:
А теперь рассмотрим технические различия между Android и Linux:
Заключение
Однако, если для вас дистрибутив Linux — это операционная система, основанная на ядре Linux, то Android является дистрибутивом Linux. Это может быть необычный, узкоспециализированный дистрибутив, но это такой же дистрибутив, как Ubuntu, Fedora, Debian и любая другая операционная система, основанная на ядре Linux.
С системной точки зрения структура ОС обеспечивает распределение ресурсов, управляет совместно дисками, сетями, процессорами, обеспечивая общие сервисы, необходимые многим различным программам для обслуживания файлов, управления процессами, доступа к принтеру и защиты отдельных программ от вирусов.
Принцип работы системы
Большинство структур ОС используют подход разбиения на слои каждой задачи, включая файловые системы. Каждый уровень отвечает за определенные действия.
Когда прикладная программа запрашивает файл, первый запрос направляется в логическую файловую систему. Она содержит метаданные структур файлов и каталогов. Если прикладная программа не имеет необходимых прав доступа к файлу, то этот слой выдает ошибку.
Логические файловые системы также проверяют путь к файлу. Как правило, они делятся на различные логические блоки, хранятся на жестком диске и извлекаются с жесткого диска. Последний разделен на различные дорожки и сектора. Поэтому, чтобы хранить и извлекать файлы, логические блоки структуры ОС должны быть сопоставлены с физическими блоками. Это сопоставление выполняется модулем организации файлов. Он также отвечает за управление свободным пространством.
После того как модуль организации файлов решил, какой физический блок требуется прикладной программе, он передает эту информацию в базовую файловую систему. Эта основная система отвечает за выдачу команд управлению вводом-выводом для извлечения этих блоков. Элементы управления ввода и вывода содержат коды, при помощи которых она может обращаться к жесткому диску. Эти коды известны как драйверы устройств. Элементы управления вводом-выводом также отвечают за обработку прерываний.
Существующая ОС и структура систем позволяет прикладным программам пользователя взаимодействовать с системным оборудованием. Поскольку операционная система является сложной структурой, ее следует создавать с максимальной осторожностью, чтобы можно было легко использовать и модифицировать. Простой способ сделать это - создать ее по частям. Каждая из этих частей должна быть четко определена с уточненными входами, выходами и функциями.
Существует множество операционных систем, которые имеют довольно простую структуру. Они начинались как небольшие системы и быстро расширялись намного дальше их первоначальных замыслов. Общим примером этого является MS-DOS.
Современные системы должны иметь модульную структуру и функции ОС, в отличие от MS-DOS. Это приводит к большему контролю над компьютерной системой и ее приложениями. Модульная структура также позволит программистам скрыть информацию по мере необходимости и реализовать внутренние процедуры так, как они считают нужным, без изменения внешних спецификаций. Одним из способов достижения модульности в операционной системе является многоуровневый подход или создание слоистой структуры.
В нижнем слое находится аппаратное обеспечение, а самый верхний слой - пользовательский интерфейс. Слои могут скрывать некоторые структуры и операции от их верхних слоев. Одна проблема с многоуровневой структурой состоит в том, что каждый слой необходимо тщательно определить, потому что верхние слои могут использовать только функциональные возможности нижних.
Дизайн архитектуры ОС
Дизайн традиционно следует принципу разделения интересов. Этот принцип предполагает структурирование ОС в относительно независимые части, которые обеспечивают простые индивидуальные функции, тем самым сохраняя сложность конструкции управляемой. Помимо управления сложностью ОС, он может влиять на ключевые функции, такие как надежность или эффективность.
Операционная система имеет различные привилегии, которые позволяют ей обращаться к другим защищенным ресурсам, таким как физические устройства или память приложения. Когда эти привилегии предоставляются отдельным частям, которые их требуют, а не в целом, потенциал для злоупотребления как случайными, так и вредоносными программами снижается.
Нарушение работы системы может отрицательно сказаться на эффективности из-за накладных расходов, связанных с обменом данными между отдельными частями. Эти накладные расходы могут усугубляться в сочетании с аппаратными механизмами, используемыми для предоставления привилегий.
Современные монолитные конструкции
Монолитный дизайн архитектуры не создает особых условий для природы ОС. Хотя он участвует в разделении проблем при работе, он не ограничивает привилегии, предоставляемые отдельным частям системы, которые выполняются с максимальными привилегиями. Накладные расходы на связь внутри монолитной системы такие же, как служебные данные внутри любого другого программного обеспечения.
CP/M и DOS являются простыми примерами монолитных операционных систем. Это системы, которые совместно используют приложения с одним адресным пространством. В CP/M 16-разрядное адресное пространство начинается с системных переменных и области приложения и заканчивается тремя частями:
- CCP - консольный командный процессор;
- BDOS - базовая ОС;
- BIOS - базовый ввод/вывод System.
В DOS 20-разрядное адресное пространство начинается с массива векторов прерываний и системных переменных, за которыми следует резидентная часть и область приложений, а заканчивается блоком памяти, используемым видеокартой и BIOS. Большинство современных систем, включая Linux и структуру ОС Windows, также считаются монолитными, хотя они, безусловно, значительно отличаются от простых примеров CP/M и DOS.
Многослойные системы
Многоуровневый дизайн архитектуры операционной системы пытается добиться надежности, структурируя архитектуру в слои с разными привилегиями. Самый привилегированный уровень будет содержать код, связанный с обработкой прерываний и переключением контекста, уровни выше, которые будут следовать за драйверами устройств, управлением памятью, файловыми системами, пользовательским интерфейсом, и, наконец, наименее привилегированный уровень содержит приложения.
MULTICS является ярким примером многоуровневой системы, разработанной с 8 слоями, образованными в защитные кольца, границы которых могут быть пересечены только при помощи специализированных инструкций. Однако современные системы не используют слоистую конструкцию, поскольку она считается ограниченной и требует специальной аппаратной поддержки.
Конструкция микроядра
Микроядерный дизайн архитектуры системы обеспечивает надежность. Привилегии, предоставляемые отдельным ее частям, ограничиваются как можно больше, а связь между ними зависит от специализированных механизмов, которые при необходимости обеспечивают соблюдение привилегий. Накладные расходы на связь внутри системы с микроядрами могут быть выше, чем накладные расходы на связь внутри другого программного обеспечения. Исследования показали, что эти накладные расходы являются управляемыми.
Опыт разработки микроядра предполагает, что только очень немногие отдельные части системы должны иметь больше привилегий, чем обычные приложения. Таким образом, конструкция микроядра ведет к небольшому системному ядру, сопровождаемому дополнительными приложениями, которые обеспечивают большую часть функций системы.
MACH является ярким примером микроядра, который использовался в современных системах, включая системы NextStep и OpenStep и, в частности, OS X. Большинство исследовательских систем также квалифицируются как ОС с микроядрами.
Виртуальные гипервизоры
Попытки упростить обслуживание и улучшить использование систем с несколькими независимыми приложениями привели к идее запуска нескольких машин с управлением на одном компьютере. Подобно тому, как ядро обеспечивает изолированную среду для каждого размещенного приложения, виртуализированные системы создают гипервизор, который обеспечивает изолированную среду для каждой размещенной системы. Гипервизоры могут быть внедрены в архитектуру системы по-разному.
Родной гипервизор работает на голом железе, с размещенными системами, находящимися выше в структуре системы. Это позволяет реализовать эффективную аппаратную схему, платя цену за поддержание конкретной аппаратной реализации.
Принимающий гипервизор частично обходит необходимость в аппаратной конкретной реализации, запустив поверх другой системы. Структура системы начинается с хоста снизу вверх, включает в себя гипервизор, а затем гостевые ОС, размещенные над гипервизором.
Также возможна комбинация родных и размещенных подходов. Гипервизор может реализовать некоторые свои функции на голом оборудовании и обратиться к размещенным системам для реализации других его функций. Общим примером такого подхода является внедрение поддержки виртуализации процессоров на голом оборудовании и использование выделенной ОС для доступа к устройствам, которые гипервизор виртуализирует для других размещенных систем.
Гибридные операционные системы
Большинство ОС сегодня не строго придерживаются одной архитектуры, а являются гибридами нескольких.
Архитектура Max OSX опирается на микроядро Mach для базовых служб управления системой и ядро BSD для дополнительных сервисов. Остальные функциональные возможности ОС предоставляют сервисы приложений и динамически загружаемые модули (расширения ядра):
- IOS операционная система была разработана Apple для iPhone и IPADS. Она работает с меньшим потреблением памяти и вычислительной мощностью, чем Max OS X, и поддерживает сенсорный интерфейс и графику для небольших экранов.
- Android OS была разработана для Android-смартфонов и планшетов Open Handset Alliance, в первую очередь Google. Android - это ОС с открытым исходным кодом, в отличие от iOS, что привело к ее популярности. Android имеет структуру ОС Linux и виртуальную машину Java, оптимизированные для небольших платформ. Приложения для Android разработаны с использованием специальной среды разработки для Java-for-Android.
Микроядра и модули
Основная идея микроядер заключается в том, чтобы удалить все несущественные сервисы из ядра и вместо этого реализовать их как системные приложения, тем самым делая ядро настолько малым и эффективным, насколько это возможно. Mach был первым и самым известным микроядром, и теперь он является основным компонентом Mac OSX. Windows NT изначально представляла собой микроядро, но она страдала от проблем с производительностью (по сравнению с Windows 95). Усовершенствованная производительность NT 4.0 за счет перемещения большего количества сервисов в ядро возвратила XP к более монолитному. Другим примером микроядра является QNX, ОС реального времени для встроенных систем.
Манипуляции с файловой системой
Файл представляет собой сборник связанной информации. Компьютеры могут хранить файлы на диске (вторичное хранилище) для целей долгосрочного хранения. Примерами носителей информации являются магнитная лента, магнитный диск и дисководы для оптических дисков, такие как CD, DVD. Каждый из этих носителей имеет свои собственные свойства, такие как скорость, емкость, скорость передачи данных и методы доступа к данным. Файловая система обычно организована в каталоги для удобной навигации и использования. Эти каталоги могут содержать файлы и другие направления.
Основные виды деятельности операционной системы в отношении управления файлами:
- Прочитывает или записывает файл.
- Дает разрешение программе на работу с файлом, которое зависит от чтения, записи, отказа.
- Предоставляет пользователю интерфейс для создания/удаления файлов.
- Предоставляет интерфейс для создания резервной копии файловой системы.
В случае распределенных систем, которые представляют собой набор процессоров и не используют память, периферийные устройства или часы, операционная система управляет связью между всеми процессами.
Несколько процессов взаимодействуют друг с другом через линии связи в структуре сетевой ОС, обрабатывают стратегии маршрутизации и соединения, а также проблемы конкуренции и безопасности.
Основные виды деятельности ОС в отношении коммуникации:
Функциональная операционная система Linux
Это самая известная и наиболее используемая система с открытым исходным кодом. Многие программисты используют термин Linux для обозначения ядра Linux, а также набора программ, инструментов и сервисов, которые обычно поставляются вместе с ядром Linux. Некоторые пользователи относятся к этой коллекции GNU, поскольку многие инструменты включают компоненты GNU. Хотя и не все установки Linux используют компоненты GNU как часть системы. Android, например, использует структуру ядра ОС Linux и очень мало полагается на инструменты GNU.
Linux отличается от других систем:
- Открытым исходным кодом. ОС является бесплатной и доступна для общественного просмотра, редактирования пользователями, имеющими соответствующие навыки.
- Существует множество дистрибутивов Linux, которые включают в себя различные варианты программного обеспечения.
Unix и Linux во многом похожи, и на самом деле Linux изначально был создан так же, как Unix. Оба имеют аналогичные инструменты для взаимодействия с системами, инструментами программирования, макетами файлов и другими ключевыми компонентами. Однако Unix не является бесплатным.
На протяжении многих лет было создано несколько различных систем, которые пытались быть unix-like или unix-compatible, но Linux был самым успешным, намного превосходящим предшественников в популярности.
Большая часть ядра Linux написана на языке программирования C с небольшим количеством сборок из других языков. Каждый дистрибутив содержит сотни или тысячи программ, которые могут быть распределены вместе с ним и для каждой из этих программ.
Типы файловых систем Linux
Стандартный дистрибутив Linux предоставляет выбор дискового пространства с форматами файловой структуры ОС, каждый из которых имеет особое значение.
Прогрессивная версия Extended Filesystem (ext), которая в первую очередь была разработана для MINIX. Вторая расширенная версия (Ext2) была улучшенной версией. Ext3 добавил улучшение производительности, Ext4 обеспечил еще больше дополнительных возможностей.
Journaled File System (JFS) была разработана IBM для AIX UNIX. JFS является альтернативой Ext4 в настоящее время и применяется там, где требуется стабильная работа при использовании очень немногих ресурсов. JFS подходит для случаев, когда мощность процессора ограничена.
ReiserFS был представлен как альтернатива Ext3 с улучшенной производительностью и расширенными функциями. Было время, когда файл формата SuSE Linux по умолчанию был ReiserFS, но позже "Рейзер" вышел из бизнеса, и у SuSe не было другого варианта, кроме как вернуться к Ext3. ReiserFS динамически поддерживает расширение файлов, что является относительно расширенной функцией, системе не хватало определенной области производительности.
XFS - это высокоскоростная JFS, которая направлена на параллельную обработку ввода-вывода. NASA по-прежнему использует эту файловую структуру ОС на своих 300-терабайтных серверах хранения.
B-Tree File System (Btrfs) фокусируется на отказоустойчивости, управлении развлечениями, ремонте системы, большой конфигурации хранилища и все еще находится в разработке. Btrfs не рекомендуется для производства.
Существует много форматов файлов, недоступных в Linux, но использующихся при работе с другими ОС: VIS, NTFS от Microsoft, HFS от Apple. Тем не менее работу с файловой структурой ОС можно выполнять в Linux при помощи определенных инструментов, таких как ntfs-3g, для монтирования файловой системы NTFS, не привилегированных под Linux.
Процессор. Совместное использование
Процесс совместного использования процессора, когда две или более программ одновременно находятся в памяти, называется мультипрограммированием. Оно предполагает использование единого общего процессора и увеличивает загрузку, организуя задания.
Читайте также: