Понимание операционной системы (часть 2)

Добро пожаловать обратно в наши статьи «Понимание операционной системы», в последней статье мы рассказали об основном обзоре и функциях операционной системы. Сегодня мы углубимся в операционные системы и дадим краткое введение в компьютерные системы.

Система Linux

Linux — одна из самых известных Unix-подобных операционных систем на планете Земля, потому что она очень легкая, бесплатная и с открытым исходным кодом. Linux был изобретен Линусом Торвальдсом 17 сентября 1991 года как ядро операционной системы с открытым исходным кодом. Linux обычно упаковывался как дистрибутив Linux (дистрибутив), дистрибутив Linux в основном имеет ядро и программное обеспечение, утилиты и библиотеки, предоставленные проектом GNU. Вот как устроена система Linux:

На самом деле не существует точного разделения на слои, как на приведенной выше иллюстрации, но чтобы дать нашим читателям простое объяснение, мы разместили слои с правой стороны.

Слой-5

Самый нижний уровень компьютерной системы состоит из компьютерного оборудования, такого как материнская плата, процессор, оперативная память, графический процессор и хранилище. Уровень-5 — это единственный физический уровень в компьютерной системе, но в данном случае в системе Linux.

Слой-4

Это самый важный уровень в системе Linux, поскольку именно здесь операционная система взаимодействует с оборудованием. Layer-4 также имеет базовые фундаментальные инструменты и протоколы, такие как управление памятью, SCI, драйверы и модули и т. д. Ядро Linux также отвечает за выполнение задач ввода-вывода (ввода/вывода) в хранилище.

Слой-3

Этот уровень состоит из библиотеки GNU C и других необходимых библиотек для обеспечения работы вашей операционной системы.

Слой-2

Layer-2 — это первый уровень, с которым вы можете легко взаимодействовать, он имеет GCC (коллекции компиляторов GNU). основные утилиты GNU и Bash. GCC — это компилятор языка программирования C и других языков его семейства. GNU coreutils — это набор важных пакетов для вашей операционной системы, включая команды терминала, такие как cat, man, ls, cd и т. д. Bash — это оболочка и язык сценариев для каждой системы Unix. Bash позволяет вам использовать терминал и выполнять автоматизацию с помощью сценариев Bash.

Слой-1

Этот уровень находится поверх системы Linux, но он не обязательно должен быть в операционной системе Linux, поскольку уровень 1 в основном состоит из дополнительного программного обеспечения. Существует три основных категории, которые составляют уровень 1: GUI, LAMP и NET. GUI (графический пользовательский интерфейс) — это место, где вы можете визуально использовать свой компьютер, щелкая значки и используя мышь. Графический интерфейс пользователя включается в системе Linux программным обеспечением с графическим интерфейсом, таким как Gnome, KDE и XFCE. Программное обеспечение с графическим интерфейсом обычно имеет свои собственные приложения, такие как калькулятор, средство просмотра фотографий и календарь.

LAMP означает Linux, Apache, MySQL и PHP. LAMP используется для размещения веб-серверов и в настоящее время является одной из самых известных систем для веб-серверов. NET — это категория для набора сетевых программ, включая sshd и inetd. Sshd помогает пользователям получать доступ к таким службам, как ssh и Inetd, предоставляя пользователям доступ к службам Pop3, FTP и Telnet по сети.

Наконец, в операционной системе есть диспетчер пакетов, который позволяет пользователям управлять, устанавливать, удалять и обновлять программное обеспечение. Основные различия между дистрибутивами Linux — это имя и диспетчер пакетов. Менеджеры пакетов отличаются от дистрибутива к дистрибутиву. Диспетчер пакетов RPM (RPM Package Manager) используется RHEL, Fedora и OpenSuse. APT (Advanced Package Tool) используется дистрибутивами на основе Debian, такими как Debian, Ubuntu и Kali. Другие двоичные форматы включают TGZ, PACMAN для Arch Linux и исходные форматы, такие как ebuild, LFS (Linux From Scratch) и т. д. Современные системы Windows используют диспетчер пакетов winget для работы с пакетами.

Файловые системы

Файловые системы (FS) — это расположение данных на устройстве хранения, обеспечивающее надежное и эффективное извлечение данных. Файловые системы помогают пользователю легко исследовать, создавать, удалять или обновлять файлы и каталоги (папки). Файловая система также имеет функции абстракции и арбитража.

Абстракция дискового пространства

Абстракция дискового пространства отвечает за запросы к файлам, а также за открытие и закрытие файлов. Абстракция не только дает файлам удобочитаемые имена вместо случайных чисел и букв, понятных компьютеру, но также организует файлы в каталоги (папки).

Арбитр дискового пространства

Арбитраж дискового пространства обеспечивает права доступа к файлам и защищает конфиденциальность от доступа других пользователей к вашим файлам. Арбитраж также гарантирует, что один пользователь не займет все дисковое пространство на компьютере с несколькими пользователями (например, семейный компьютер с 1+ пользователями).

Метаданные

Файловая система хранит различную информацию о файлах, хранящихся на накопителях, в следующем порядке:

Имя файла
Размер файла
Владелец
Разрешения
Временные метки (ctime, mtime, atime на Unix-подобных ОС. Подробнее о временных метках читайте здесь: https://www.geeksforgeeks.org/file-timestamps-mtime-ctime-and-atime-in-linux/)

Метаданные также записывают внутреннюю информацию. Это помогает указателям проходить через фактические данные в хранилище и создает счетчик ссылок для количества жестких ссылок на файл.

Форматирование

Размещение структуры файловой системы на разделе диска называется форматированием раздела.

Форматирование обычно разрушает структуру любых файловых систем, ранее установленных на разделе. Если диск или раздел отформатирован, трудно восстановить содержимое (файлы) с помощью стандартных инструментов, но если раздел не стерт надежно, содержимое все еще можно восстановить с помощью инструментов криминалистики.

На этом книга "Понимание операционной системы" (Часть 2) заканчивается. Спасибо, что обратили внимание и дочитали до конца! Ждите часть 3!

Читайте Часть-1 здесь: https://medium.com/codex/understanding-operating-systems-part-1-d1f8d5c7dce8