ما هو نواة لينكس وماذا تفعل؟

مع أكثر من 13 مليون خط من التعليمات البرمجية، نواة لينكس هي واحدة من أكبر المشاريع مفتوحة المصدر في العالم، ولكن ما هو نواة وماذا تستخدم ل؟

فما هي النواة؟

نواة هو أدنى مستوى من البرمجيات القابلة للاستبدال بسهولة أن يتفاعل مع الأجهزة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك.وهي مسؤولة عن التواصل بين جميع التطبيقات التي تعمل في "وضع المستخدم" وصولا إلى الأجهزة المادية، والسماح العمليات، والمعروفة باسم خوادم، للحصول على معلومات من بعضها البعض باستخدام الاتصالات بين العمليات( إيبك).

أنواع مختلفة من حبات

هناك، بطبيعة الحال، طرق مختلفة لبناء نواة والاعتبارات المعمارية عند بناء واحد من الصفر.بشكل عام، معظم حبات تقع في واحدة من ثلاثة أنواع: متجانسة، نواة، والهجين.لينكس هو نواة متجانسة بينما أوس X( شنو) ويندوز 7 استخدام حبات الهجين.دعونا نلقي جولة سريعة من الفئات الثلاث حتى نتمكن من الدخول في مزيد من التفاصيل في وقت لاحق.

صورة بواسطة أوبتون الفشار

ميكروكرنيل
نواة يأخذ نهج إدارة فقط ما لديه ل: وحدة المعالجة المركزية والذاكرة، و إيبك.يمكن أن ينظر إلى كل شيء آخر في الكمبيوتر على أنه ملحق ويمكن التعامل معها في وضع المستخدم.تتميز ميكروكرنيلز بميزة قابلية النقل لأنها لا داعي للقلق إذا قمت بتغيير بطاقة الفيديو أو حتى نظام التشغيل الخاص بك طالما أن نظام التشغيل لا يزال يحاول الوصول إلى الأجهزة بنفس الطريقة.كما أن ميكروكرنيلز لها بصمة صغيرة جدا، لكل من الذاكرة وتثبيت الفضاء، وأنها تميل إلى أن تكون أكثر أمنا لأن عمليات محددة فقط تعمل في وضع المستخدم الذي لا يملك أذونات عالية ك وضع المشرف.

الإيجابيات

• قابلية
• تثبيت صغير البصمة
• بصمة الذاكرة الصغيرة
• الأمان

سلبيات

• الأجهزة أكثر استخلاصها من خلال برامج التشغيل
• قد تتفاعل الأجهزة أبطأ لأن برامج التشغيل في وضع المستخدم
• يجب أن تنتظر العمليات في قائمة انتظار للحصول على معلومات
• العمليات لا يمكنالحصول على عمليات أخرى دون انتظار

نواة متجانسة
حبات متجانسة هي عكس النوى لأنها تشمل ليس فقط وحدة المعالجة المركزية والذاكرة، و إيبك، ولكنها تشمل أيضا أشياء مثل برامج تشغيل الأجهزة وإدارة نظام الملفات والمكالمات خادم النظام.حبات متجانسة تميل إلى أن تكون أفضل في الوصول إلى الأجهزة وتعدد المهام لأنه إذا كان البرنامج يحتاج إلى الحصول على معلومات من الذاكرة أو عملية أخرى تشغيله لديه خط أكثر مباشرة للوصول إليه وليس من الضروري الانتظار في طابور لإنجاز الأمور.ولكن هذا يمكن أن يسبب مشاكل لأن المزيد من الأشياء التي تعمل في وضع المشرف، والمزيد من الأشياء التي يمكن أن تسقط النظام الخاص بك إذا كان أحد لا يتصرف بشكل صحيح.

المميزات

• مزيد من الوصول المباشر إلى الأجهزة لبرامج
• أسهل للعمليات للاتصال بين بعضها البعض
• إذا كان جهازك مدعوما، يجب أن تعمل مع أي عمليات تثبيت إضافية
• العمليات تتفاعل بشكل أسرع لأنه لا يوجد طابور لوقت المعالج

سلبيات

• كبيرتثبيت البصمة
• بصمة ذاكرة كبيرة
• أقل أمانا لأن كل شيء يعمل في وضع المشرف

صورة عبر ششوششي على فليكر

نواة هجين
نواة هجين لها القدرة على اختيار واختيار ما تريد تشغيله في وضع المستخدم وما تريد تشغيله في المشرفالوضع.في كثير من الأحيان أشياء مثل برامج تشغيل الأجهزة ونظام الملفات سيتم تشغيل I / O في وضع المستخدم في حين إبك والمكالمات المكالمات سيتم الاحتفاظ بها في وضع المشرف.هذا يعطي أفضل من كلا العالمين ولكن في كثير من الأحيان سوف تتطلب المزيد من العمل من الشركة المصنعة للجهاز لأن كل من مسؤولية السائق متروك لهم.كما يمكن أن يكون بعض المشاكل الكمون التي هي متأصلة مع النوى الصغيرة.

إيجابيات

• يمكن للمطور اختيار واختيار ما يعمل في وضع المستخدم وما يعمل في وضع المشرف
• أصغر تثبيت البصمة من نواة متجانسة
• أكثر مرونة من نماذج أخرى

سلبيات

• يمكن أن تعاني من نفس عملية تأخر كما نواة
• برامج تشغيل الأجهزة تحتاج إلى أن تدار من قبل المستخدم( عادة)

أين هي ملفات نواة لينكس؟

يتم تخزين ملف النواة، في أوبونتو، في المجلد الخاص بك / التمهيد ويسمى الإصدار vmlinuz- .اسم فملينوز يأتي من عالم يونكس حيث كانوا يستدعون حباتهم ببساطة "أونيكس" مرة أخرى في 60 حتى لينكس بدأت تدعو نواة "لينكس" عندما تم تطويره لأول مرة في 90.

عندما تم تطوير الذاكرة الظاهرية لتسهيل تعدد المهام، تم وضع "فم" في الجزء الأمامي من الملف لإظهار أن النواة تدعم الذاكرة الظاهرية.لفترة من الوقت كان يسمى نواة لينكس فملينو، ولكن نواة كبيرة جدا لتناسب في الذاكرة التمهيد المتاحة حتى تم ضغط صورة النواة وتم تغيير النهاية س إلى ض لإظهار أنها ضغطت مع ضغط زليب.لا يستخدم هذا الضغط نفسه دائما، وغالبا ما تحل محلها لزما أو BZIP2، وبعض الحبوب تسمى ببساطة زيماج.

سيكون ترقيم الإصدارات بالتنسيق A.B.C.D حيث يكون A.B على الأرجح 2.6، C سيكون الإصدار الخاص بك، و D يشير إلى التصحيحات أو الإصلاحات.

في المجلد / التمهيد سيكون هناك أيضا ملفات مهمة جدا تسمى initrd.img-فيرسيون، system.map-فيرسيون، و كونفيغ-فيرسيون.يتم استخدام ملف إينترد كقرص رام صغير يقوم باستخراج وتنفيذ ملف كيرنيل الفعلي.يتم استخدام ملف SYSTEM.map لإدارة الذاكرة قبل تحميل النواة بشكل كامل، ويخبر ملف التكوين النواة ما الخيارات والوحدات لتحميلها في صورة النواة عندما يتم تجميعها.

بنية نواة لينكس

نظرا لأن نواة لينكس متجانسة، فإن لها أكبر البصمة والأكثر تعقيدا على الأنواع الأخرى من الحبوب.وكانت هذه ميزة التصميم الذي كان تحت قدر كبير من النقاش في الأيام الأولى من لينكس ولا يزال يحمل بعض من عيوب التصميم نفسه أن حبات متجانسة هي الملازمة لها.

كان الشيء الوحيد الذي قام به مطورو مطوري لينكس للتغلب على هذه العيوب هو جعل وحدات النواة التي يمكن تحميلها وتفريغها في وقت التشغيل، مما يعني أنه يمكنك إضافة أو إزالة ميزات نواة الخاص بك على الطاير.هذا يمكن أن يتجاوز مجرد إضافة وظائف الأجهزة إلى النواة، من خلال تضمين الوحدات النمطية التي تقوم بتشغيل عمليات الملقم، مثل مستوى منخفض الافتراضية، ولكن يمكن أيضا السماح للنواة بأكملها لتحل محلها دون الحاجة إلى إعادة تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك في بعض الحالات.

تخيل إذا كنت تستطيع الترقية إلى حزمة خدمة ويندوز دون الحاجة إلى إعادة تشغيل. ..

كيرنيل مودولز

ماذا لو كان ويندوز كل برنامج تشغيل متاح بالفعل مثبت وكنت فقط لتشغيل برامج التشغيل التي تحتاج إليها؟هذا هو أساسا ما وحدات النواة تفعل لينكس.وحدات النواة، والمعروف أيضا باسم وحدة نواة قابلة للتحميل( لكم)، ضرورية للحفاظ على النواة تعمل مع جميع الأجهزة الخاصة بك دون استهلاك جميع الذاكرة المتوفرة لديك.

تقوم الوحدة النمطية عادة بإضافة وظائف إلى النواة الأساسية لأشياء مثل الأجهزة وأنظمة الملفات ومكالمات النظام.لكمس يكون ملحق الملف. ko وعادة ما يتم تخزينها في الدليل وحدات /lib/.بسبب طبيعتها وحدات يمكنك بسهولة تخصيص نواة الخاص بك عن طريق وضع وحدات للتحميل، أو عدم تحميل، أثناء بدء التشغيل مع الأمر مينوكونفيغ أو عن طريق تحرير ملف التكوين /boot/ الخاص بك، أو يمكنك تحميل وتفريغ وحدات على الطاير مع الأمر مودبروب.

تتوفر وحدات خارجية ومصدر مغلق في بعض التوزيعات، مثل أوبونتو، وقد لا يتم تركيبها بشكل افتراضي لأن التعليمات البرمجية المصدر للوحدات غير متوفرة.المطور من البرنامج( أي نفيديا، آتي، من بين أمور أخرى) لا توفر شفرة المصدر ولكن بدلا من بناء وحدات خاصة بهم وتجميع ملفات. ko اللازمة للتوزيع.في حين أن هذه الوحدات هي حرة كما في البيرة، فهي ليست حرة كما في الكلام، وبالتالي لا يتم تضمينها من قبل بعض التوزيعات لأن المشرفين يشعرون أنه "يصبغ" النواة من خلال توفير البرمجيات غير حرة.

نواة ليست سحرية، ولكن من الضروري تماما لأي جهاز كمبيوتر يعمل بشكل صحيح.نواة لينكس مختلفة عن أوس X و ويندوز لأنها تشمل السائقين على مستوى النواة ويجعل العديد من الأشياء المدعومة "من خارج منطقة الجزاء".نأمل أن تعرف أكثر قليلا حول كيفية عمل البرامج والأجهزة الخاصة بك معا، وما هي الملفات التي تحتاج إلى التمهيد جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

Kernel.org
صورة بواسطة إنغريدتايلار