Un sistema UNIX è composto da più parti o livelli come vorrei chiamarli.
Per avviare un sistema, un programma chiamato boot loader risiede nel primo settore di una partizione del disco rigido. Viene avviato dal sistema e, a sua volta, individua il kernel del sistema operativo e lo carica.
stratificazione
Il kernel. Questo è il programma centrale che viene avviato dal boot loader. Esegue l'interazione hardware di base per il sistema (disco, memoria, video, audio) e offre un ambiente virtuale in cui è possibile avviare i programmi. Il kernel fornisce anche tutti i driver che gestiscono tutte le piccole differenze tra i dispositivi hardware. Al mondo esterno (i livelli superiori), ogni classe di dispositivi sembra comportarsi esattamente nello stesso modo coerente - su cui, a loro volta, i programmi possono basarsi.
Sottosistemi di sfondo. Ci sono solo programmi regolari, che ti impediscono. Gestiscono cose come l'accesso remoto, forniscono un bus messaggi centrale e fanno azioni basate su eventi hardware / di rete. Ad esempio, rilevamento bluetooth, gestione wifi, ecc. Anche tutti i servizi di rete (file server, server di stampa, web server) vivono a questo livello. Nei sistemi UNIX, questi sono tutti programmi normali.
Gli strumenti della riga di comando. Questi sono tutti piccoli programmi che possono essere avviati per eseguire operazioni di modifica del testo, download di file o amministrazione del sistema. A questo punto, un sistema UNIX è completamente utilizzabile per gli amministratori di sistema. In Windows, questo livello non esiste più.
L'interfaccia utente grafica. Questi sono anche solo programmi, l'unica differenza è che disegnano finestre sullo schermo invece di scrivere del testo. Questo rende il sistema più facile da usare per gli utenti normali.
Qualsiasi servizio o evento andrà dal basso verso l'alto.
Librerie: la piattaforma comune
I programmi fanno molte cose comuni come visualizzare una finestra, disegnare oggetti sullo schermo o scaricare un file. Queste cose sono le stesse per più programmi, quindi quel codice viene messo in file "librerie" separati ( .sofile - che significa oggetto condiviso). La libreria può essere condivisa tra tutti i programmi.
Per ogni cosa immaginabile, c'è una biblioteca. Ce n'è uno per leggere / scrivere file PNG. Ce n'è uno per i file JPEG, per la lettura di XML, per la crittografia, per la riproduzione di video e così via.
Su Linux, le librerie comuni per gli sviluppatori di applicazioni sono Qt e Gtk. Queste librerie utilizzano internamente librerie di livello inferiore per le loro esigenze specifiche, esponendo al contempo le loro funzionalità in modo piacevole e conciso per consentire agli sviluppatori di applicazioni di creare applicazioni ancora più velocemente.
Le librerie forniscono la piattaforma applicativa su cui i programmatori possono creare applicazioni per l'utente finale per un sistema operativo. Più librerie di alta qualità forniscono un sistema, minore è il codice che un programmatore deve scrivere per creare un bellissimo programma.
Alcune librerie possono essere utilizzate su diversi sistemi operativi (ad esempio, Qt lo è), altre sono realmente collegate in modo specifico a un sistema operativo. Ciò limiterà il tuo programma per poter essere eseguito solo su quella piattaforma.
Comunicazione tra processi
Un terzo angolo di un sistema operativo è il modo in cui i programmi possono comunicare tra loro. Questi sono machanismi di Inter Process Communication (IPC). Esistono in diversi modi, ad esempio un pezzo di memoria condivisa o un piccolo canale è impostato tra due programmi per scambiare dati. C'è anche un bus di messaggi centrale su cui ogni programma può inviare un messaggio e ricevere una risposta. Questo è usato per la comunicazione globale, dove non è noto quale programma possa rispondere.
Dalle librerie ai sistemi operativi
Con le librerie, IPC e il kernel in atto, i programmatori possono creare tutti i tipi di applicazioni per servizi di sistema, amministrazione utenti, configurazione, amministrazione, lavoro d'ufficio, intrattenimento, ecc. Questo costituisce la suite completa che gli utenti inesperti riconoscono come "sistema operativo ".
Nei sistemi UNIX / Linux, tutti i servizi sono solo programmi. Tutti gli strumenti di amministrazione del sistema sono solo programmi. Fanno tutti il loro lavoro e possono essere incatenati insieme. Ho riassunto molti dei principali programmi su http://codingdomain.com/linux/sysadmin/
Parti distinguibili con Windows
UNIX è principalmente un sistema di programmi, file e autorizzazioni limitate. Molte complessità vengono evitate, rendendolo un sistema potente mentre sembra che abbia un lavoro facile farlo.
Nel dettaglio, questi sono principi che possono essere trovati nei sistemi UNIX / Linux:
Esistono modi uniformi per accedere alle informazioni. ("Tutto è solo un file"). È possibile aprire un file, un socket di rete, un canale IPC, i parametri del kernel e il dispositivo di blocco come file. Da qui la comparsa dei filesystem virtuali in / dev, / sys e / proc. L'unica API di cui hai mai bisogno è open, reade close.
Il sistema sottostante è trasparente. Ogni programma funziona con le stesse regole. A differenza di Windows, non esiste alcuna differenza artificiale tra un "programma console", un "programma gui" o un "servizio in background". Sono tutti solo programmi, che capita di fare cose diverse. Possono anche essere tutti osservati, analizzati e sottoposti a debug allo stesso modo.
Le impostazioni sono leggibili, modificabili e possono essere annotate con commenti. In genere hanno un formato in stile INI, ma possono utilizzare un formato personalizzato per le esigenze di tale applicazione. Poiché sono solo file, possono essere copiati su altri sistemi, archiviati o sottoposti a backup con strumenti standard.
Non ci sono grandi applicazioni "fai tutto in una volta". Il mantra è "fai una cosa, fallo bene". Gli strumenti della riga di comando possono essere concatenati e insieme essere potenti. Servizi separati (ad es. SMTP, IMAP e POP e login) sono sottoprogrammi separati, evitando complessi codici intrecciati e problemi di sicurezza. Ambienti desktop complessi delegano il duro lavoro ai singoli programmi.
fork(). I nuovi programmi vengono avviati da un programma esistente stesso clonato. Il clone imposta tutto (ad es. Handle di file) e facoltativamente si sostituisce con il nuovo codice del programma. Ciò rende davvero semplice applicare le stesse impostazioni di sicurezza e le stesse restrizioni ai nuovi programmi, condividere la memoria o configurare un meccanismo IPC. Anche il costo di avvio di un processo è molto basso.
Il file system è un albero in cui è possibile montare altre partizioni del disco e condivisioni di rete. C'è di nuovo un modo universale di accedere ai dati. Posizioni di sistema comuni (ad es. /usrPossono essere facilmente montate come condivisione di rete.
Il sistema è costruito per i privilegi dell'utente basso. Dopo l'accesso, ogni utente (tranne root) viene limitato alle proprie risorse, eseguendo solo applicazioni e file. I servizi di rete riducono i loro privilegi il più presto possibile. Esiste un unico modo chiaro per ottenere più privilegi o chiedere a qualcuno di eseguire un lavoro privilegiato per loro conto. Ogni altra chiamata è limitata dalle restrizioni e dai limiti del programma.
Ogni programma memorizza le impostazioni in un file / cartella nascosto della home directory dell'utente. Nessun programma tenta mai di scrivere un file di impostazione globale.
Un favore a meccanismi di comunicazione descritti apertamente rispetto a meccanismi segreti o specifici meccanismi 1 a 1. Altri fornitori e sviluppatori di software sono incoraggiati a seguire le stesse specifiche, in modo che le cose possano essere facilmente collegate, scambiate e tuttavia rimanere vagamente accoppiate.