Libri “Linux Internals. Linux Internals Linux Internals Brian Ward

Faqja aktuale: 1 (libri ka gjithsej 30 faqe) [pasazhi i disponueshëm për lexim: 17 faqe]

Brian Ward

Internals Linux

Përkthyes S. Chernikov

Redaktor teknik N. Grinchik

Redaktor letrar O. Andrievich

Artistët A. Bartsevich, V. Shimkevich

Korrektues T. Kuryanovich, E. Pavlovich

Paraqitja A. Bartsevich

Brian Ward

Internals Linux. – Shën Petersburg: Pjetri, 2015.

ISBN 978-5-496-01952-1

Të gjitha të drejtat e rezervuara. Asnjë pjesë e këtij libri nuk mund të riprodhohet në asnjë formë pa lejen me shkrim të mbajtësve të së drejtës së autorit.

Parathënie

E shkrova këtë libër me besimin se për të qenë i suksesshëm dhe efikas, duhet të kuptoni se si funksionon dhe funksionon softueri i kompjuterit tuaj.

Sistemi operativ Linux është i mrekullueshëm për të mësuar, sepse shumica e konfigurimit të sistemit ruhet në skedarë të thjeshtë që janë mjaft të lehtë për t'u lexuar. Thjesht duhet të kuptoni se për çfarë është përgjegjëse secila pjesë dhe më pas të bashkoni gjithçka. Kësaj i kushtohet ky libër.

Interesi në hartimin e sistemit operativ Linux mund të shkaktohet nga arsye të ndryshme. Profesionistët e teknologjisë së informacionit dhe zhvilluesit e softuerit Linux do të gjejnë në këtë libër pothuajse gjithçka që duhet të dinë për të përfituar sa më shumë nga sistemi operativ. Studiuesit dhe studentët, të cilët shpesh duhet ta personalizojnë sistemin për veten e tyre, do të gjejnë këtu shpjegime praktike se pse gjërat funksionojnë ashtu siç bëjnë. Ka edhe "argëtues" - përdorues që duan të kalojnë kohë në kompjuter për argëtim, fitim ose të dyja.

Dëshironi të dini pse disa gjëra funksionojnë dhe të tjerët jo? A po pyesni veten se çfarë do të ndodhë nëse ndryshoni diçka? Atëherë ju jeni një nga "argëtuesit".

Kushtet e nevojshme

Nuk është e nevojshme të jesh programues për të lexuar këtë libër. Do t'ju nevojiten vetëm aftësitë bazë të përdoruesit të kompjuterit: duhet të jeni në gjendje të lundroni në ndërfaqen grafike (kur instaloni dhe konfiguroni ndërfaqen e sistemit), si dhe të kuptoni skedarët dhe drejtoritë (dosjet). Ju gjithashtu duhet të jeni të përgatitur për të kërkuar në sistemin tuaj dhe në internet për dokumentacion shtesë. Siç u përmend më lart, gjëja më e rëndësishme është vullneti dhe dëshira juaj për të eksploruar kompjuterin tuaj.

Kur bëhet fjalë për lëndët teknike, përçimi i të gjitha njohurive të nevojshme nuk është një detyrë e lehtë. Nga njëra anë, lexuesi zhytet në detaje të panevojshme dhe e ka të vështirë të kuptojë thelbin, pasi mendja njerëzore thjesht nuk mund të përpunojë një numër të madh konceptesh të reja në të njëjtën kohë. Nga ana tjetër, mungesa e detajeve çon në faktin se lexuesi merr vetëm një ide të paqartë të temës dhe nuk është i gatshëm të asimilojë materiale të mëtejshme.

Në këtë libër kam thjeshtuar prezantimin dhe strukturuar materialin. Në shumicën e kapitujve, së pari paraqitet informacioni i rëndësishëm që nevojitet për punë të mëtejshme. Ndërsa lexoni kapitullin, do të hasni materiale shtesë në të. A duhet t'i kuptoni menjëherë këto të dhëna? Në shumicën e rasteve mendoj se jo. Nëse sytë tuaj fillojnë të ngërthejnë mbi sasinë e detajeve që lidhen me materialin që sapo mësuat, mos hezitoni të kaloni në kapitullin tjetër ose të bëni një pushim. Gjëra të tjera të rëndësishme ju presin.

Qasje praktike

Për të punuar do t'ju duhet një kompjuter me sistem operativ Linux. Ju mund të preferoni një instalim virtual—Unë përdora VirtualBox për të testuar pjesën më të madhe të materialit në këtë libër. Ju duhet të keni akses në superpërdorues (rrënjë), megjithëse duhet të përdorni një llogari standarde të përdoruesit shumicën e kohës. Ju do të punoni kryesisht në vijën e komandës, dritaren e terminalit ose seancën në distancë. Nëse nuk keni punuar shpesh në këtë mjedis, kjo është në rregull; do të mësoni më shumë rreth tij në Kapitullin 2.

Zakonisht komandat do të duken kështu:

Futni tekstin që është theksuar me shkronja të zeza; Teksti i përgjigjes që do të prodhojë makina shfaqet me font normal. Simboli $ është një kërkesë për një përdorues me një llogari të rregullt. Nëse shihni simbolin # në kërkesë, duhet të përdorni llogarinë e superpërdoruesit (më shumë për këtë në Kapitullin 2).

Si është organizuar ky libër?

Libri fillon me një përmbledhje të sistemit Linux dhe më pas ofron një sërë ushtrimesh praktike me mjetet që ju nevojiten për të filluar me sistemin. Më pas, do të eksploroni çdo pjesë të sistemit në detaje, nga menaxhimi i harduerit deri te konfigurimi i rrjetit, duke ndjekur rendin normal në të cilin fillon sistemi. Më në fund, do të kuptoni disa nga detajet e një sistemi pune, do të mësoni disa aftësi të rëndësishme dhe do të njiheni me mjetet që përdorin programuesit.

Shumica e kapitujve të hershëm (përveç kapitullit 2) fokusohen shumë në kernelin Linux, por ndërsa përparoni nëpër librin do të punoni edhe në hapësirën tuaj të përdoruesit. Nëse nuk e kuptoni se për çfarë po flas tani, mos u shqetësoni, shpjegimet do të jepen në kapitullin 1.

Materiali paraqitet kurdoherë që është e mundur pa iu referuar ndonjë shpërndarjeje të sistemit. Do të ishte e mërzitshme të përshkruaj të gjitha variantet e sistemit, kështu që u përpoqa të flas për dy familjet kryesore të shpërndarjeve: Debian (përfshirë Ubuntu) dhe RHEL/Fedora/CentOS. Theksi është në versionet e serverit dhe të stacionit të punës. Sistemet e integruara si Android dhe OpenWRT janë gjithashtu të përfaqësuara, por mësimi i ndryshimeve midis këtyre platformave ju mbetet juve.

Çfarë ka të re në edicionin e dytë

Edicioni i parë i këtij libri trajtonte kryesisht anën e përdoruesit të punës në një sistem Linux. Fokusi kryesor ishte në dizajnin e pjesëve të tij dhe mënyrën e funksionimit të tyre. Në atë kohë, shumë elementë të sistemit ishin të vështira për t'u instaluar dhe konfiguruar saktë.

Falë punës së palodhur të zhvilluesve të softuerit dhe krijuesve të shpërndarjes Linux, kjo ka ndryshuar. Kam rishikuar materialin e edicionit të parë për përditësime, duke i kushtuar vëmendje të veçantë procesit të nisjes së sistemit dhe mënyrës se si ai menaxhon harduerin, dhe duke hequr materialet e vjetruara (si një shpjegim i detajuar i procesit të printimit) për të zgjeruar diskutimin e rolit të Linux-it kernel në çdo shpërndarje. Ju ndoshta ndërveproni me kernelin më shpesh sesa e kuptoni, dhe unë kam shënuar në mënyrë specifike rastet kur kjo ndodh.

Gjithashtu e kam rirenditur prezantimin e librit për t'iu përshtatur interesave dhe nevojave të lexuesve të sotëm. E vetmja gjë që nuk ka ndryshuar është gjatësia e librit.

Doja t'ju ofroja informacionin që ju nevojitet për të filluar shpejt. Ata do të bëjnë disa përpjekje për t'u zotëruar, por unë nuk kam ndërmend t'ju bëj një "peshëngritës" që të mund ta kapërceni këtë libër. Pasi të kuptoni pikat e rëndësishme të përshkruara këtu, do të jetë e lehtë për ju të gjeni detajet dhe t'i kuptoni ato.

Kam hequr disa detaje historike që ishin në botimin e parë, kryesisht për të përqendruar vëmendjen tuaj. Nëse jeni të interesuar për sistemin Linux dhe lidhjen e tij me historinë e sistemit Unix, shikoni librin nga Peter H. Salus Daemon, Gnu dhe Pinguin(Reed Media Services, 2008) - Ai flet për mënyrën se si ka evoluar softueri që ne përdorim.

Një shënim për terminologjinë

Aktualisht, ka debat për emrat e disa elementeve të sistemeve operative. Madje edhe emri i sistemit Linux është i përfshirë - a duhet të quhet Linux apo GNU/Linux (për të pasqyruar përdorimin e disa elementeve të projektit GNU)? Në libër, u përpoqa të përdor emrat më të zakonshëm dhe më pak të rëndë të mundshëm.

Mirënjohje

Falenderoj të gjithë ata që më ndihmuan të punoj në edicionin e parë. Këta janë James Duncan, Douglas N. Arnold, Bill Fenner, Ken Hornstein, Scott Dickson, Dan Ehrlich, Felix Lee Felix Lee, Scott Schwartz, Gregory P. Smith, Dan Sully, Karol Jurado dhe Gina Steele. Për këtë botim, falënderoj veçanërisht Jordi Gutiérrez Hermoso për vlerësimin e tij të shkëlqyer teknik; sugjerimet dhe sqarimet e tij janë të paçmueshme. Faleminderit gjithashtu Dominique Poulain dhe Donald Karon për reagimin e tyre të shpejtë në fazat e hershme të punës dhe Hsinju Hsieh, i cili me durim punoi me mua për të rishikuar këtë libër.

Gjithashtu do të doja të falënderoja redaktorin tim të zhvillimit, Bill Pollock, dhe redaktorin e prodhimit, Laurel Chun. Serena Yang, Alison Law dhe të gjithë në No Starch Press kanë bërë, si gjithmonë, një punë të mrekullueshme duke prodhuar këtë botim të ri të librit.

Nga botuesi

Ju lutemi dërgoni komentet, sugjerimet dhe pyetjet tuaja me email [email i mbrojtur](Shtëpia botuese Peter, botim kompjuterik).

Do të donim të dëgjonim mendimin tuaj!

Në faqen e internetit të shtëpisë botuese http://www.piter.com do të gjeni informacion të detajuar rreth librave tanë.

1. Pamja e madhe

Në pamje të parë, një sistem operativ modern, siç është Linux, është mjaft kompleks dhe përbëhet nga një numër i madh pjesësh që funksionojnë dhe ndërveprojnë në të njëjtën kohë me njëra-tjetrën. Kështu, një server në internet mund të komunikojë me një server të bazës së të dhënave, i cili nga ana tjetër përdor një bibliotekë të përbashkët që përdoret nga shumë programe të tjera. Si funksionon e gjitha?

Ju mund ta kuptoni në mënyrë më efektive strukturën e sistemit operativ duke përdorur abstraksioneështë një mënyrë e pastër për të thënë se ju injoroni shumicën e detajeve. Për shembull, kur drejtoni një makinë, zakonisht nuk duhet të mendoni për detaje si bulonat e montimit që mbajnë motorin brenda makinës ose njerëzit që shtrojnë rrugën dhe e mirëmbajnë atë. Nëse jeni duke hipur në një makinë si pasagjer, gjithçka që duhet të dini është se çfarë është projektuar për të bërë makina (të çon diku) dhe disa rregulla bazë për përdorimin e saj (si të trajtoni derën dhe rripin e sigurimit).

Nëse drejtoni një makinë, duhet të dini më shumë. Do t'ju duhet të njiheni me kontrollet (si p.sh. timoni dhe pedali i gazit) dhe çfarë të bëni në rast të një mosfunksionimi.

Le të supozojmë se makina po lëviz me vrull. Ju mund ta zbërtheni abstraksionin e "një makine që lëviz në rrugë" në tre pjesë: makinën, rrugën dhe stilin tuaj të drejtimit. Kjo do të ndihmojë në përcaktimin e shkakut. Nëse rruga është me gunga, nuk duhet të fajësoni makinën apo veten. Në vend të kësaj, mund të përpiqeni të kuptoni pse rruga u përkeqësua, ose, nëse rruga është e re, pse ndërtuesit e saj bënë një punë kaq të tmerrshme.

Zhvilluesit e softuerit përdorin abstraksionin si një mjet kur krijojnë sisteme operative dhe aplikacione. Ka shumë terma për fushat e abstraktuara të softuerit kompjuterik, duke përfshirë nënsistem, modul Dhe qese plastike. Megjithatë, në këtë kapitull do të përdorim termin komponent sepse është e thjeshtë. Kur krijojnë një komponent softuerësh, zhvilluesit zakonisht nuk kujdesen shumë për strukturën e brendshme të komponentëve të tjerë, por ata duhet të mendojnë se cilët komponentë mund t'i përdorin dhe si mund t'i përdorin ato.

Ky kapitull ofron një pasqyrë të përgjithshme të komponentëve që përbëjnë një sistem Linux. Edhe pse secila prej tyre ka një sasi të jashtëzakonshme detajesh teknike që lidhen me strukturën e brendshme, ne nuk do t'u kushtojmë vëmendje atyre dhe do të fokusohemi në atë që bëjnë këta komponentë në lidhje me sistemin në tërësi.

1.1. Nivelet dhe shtresat e abstraksionit në sistemin operativ Linux

Përdorimi i abstraksioneve për të zbërthyer sistemet kompjuterike në komponentë i bën më të lehtë për t'u kuptuar, por nuk bën mirë nëse nuk ka strukturë. Ne do t'i rregullojmë komponentët në shtresa ose nivele. Avokat, ose niveli,është një mënyrë e klasifikimit (ose grupimit) të komponentëve sipas vendndodhjes së tyre ndërmjet përdoruesit dhe harduerit. Shfletuesit, lojërat, etj. janë të vendosura në shtresën e sipërme; në shtresën e poshtme shohim memorien e kompjuterit: zero dhe njëshe. Sistemi operativ zë numrin më të madh të shtresave ndërmjet këtyre të dyjave.

Ekzistojnë tre nivele kryesore në sistemin operativ Linux. Në Fig. Figura 1.1 tregon nivelet, si dhe disa nga komponentët brenda secilit prej tyre. Në bazë janë të vendosura hardware. Ato përfshijnë memorie dhe një ose më shumë njësi përpunimi qendror (CPU) që kryejnë llogaritjet dhe kërkesat për të lexuar dhe shkruar në memorie. Pajisjet si disqet e ngurtë dhe ndërfaqet e rrjetit konsiderohen gjithashtu harduer.

Niveli i mësipërm ndodhet bërthamë, i cili është thelbi i sistemit operativ. Kerneli është një program i vendosur në memorien e kompjuterit dhe i jep udhëzime procesorit qendror. Kerneli menaxhon harduerin dhe vepron kryesisht si një ndërfaqe ndërmjet harduerit dhe çdo programi që funksionon.

Proceset - programet e ekzekutimit të menaxhuara nga kerneli - së bashku përbëjnë nivelin më të lartë të sistemit, të quajtur hapësirën e përdoruesit.

shënim

Një term më i saktë se "proces" është "procesi i përdoruesit", pavarësisht nëse përdoruesi ndërvepron drejtpërdrejt me atë proces. Për shembull, të gjithë serverët e uebit funksionojnë si procese të përdoruesit.

Ekziston një ndryshim i rëndësishëm midis mënyrës se si nisen proceset e kernelit dhe proceset e përdoruesit: kerneli fillon në modaliteti i kernelit, dhe proceset e përdoruesit - në modaliteti i përdoruesit. Kodi që ekzekutohet në modalitetin kernel ka akses të pakufizuar në procesor dhe RAM. Ky është një avantazh i fuqishëm, por mund të jetë i rrezikshëm sepse lejon që proceset e kernelit të prishin lehtësisht të gjithë sistemin. Zona që është e aksesueshme vetëm për kernel quhet hapësirë thelbësore.

Në modalitetin e përdoruesit, për krahasim, disponohet vetëm një sasi e kufizuar (zakonisht e vogël) memorie dhe lejohen vetëm udhëzimet e sigurta të procesorit. Hapësira e përdoruesit janë zona të RAM-it që mund të aksesohen nga proceset e përdoruesit. Nëse një proces dështon, pasojat do të jenë të kufizuara dhe kerneli do të jetë në gjendje ta pastrojë atë. Kjo do të thotë që nëse, për shembull, shfletuesi juaj prishet, llogaritjet shkencore që keni kryer në sfond për disa ditë nuk do të ndërpriten.

Oriz. 1.1. Struktura e përgjithshme e sistemit operativ Linux

Teorikisht, një proces i pakontrolluar i përdoruesit nuk është në gjendje të shkaktojë dëm të konsiderueshëm në sistem. Në të vërtetë varet nga ajo që ju e konsideroni "dëm thelbësor" dhe privilegjet e veçanta të procesit, pasi disa procese lejohen të bëjnë më shumë se të tjerët. Për shembull, a mundet që një përdorues procesi të shkatërrojë plotësisht të dhënat në një hard disk? Nëse i konfiguroni siç duhet lejet, mundet dhe do të jetë jashtëzakonisht e rrezikshme për ju. Ekzistojnë masa mbrojtëse për ta parandaluar këtë dhe shumica e proceseve thjesht nuk do të lejohen të shkaktojnë kërdi në këtë mënyrë.

1.2. Hardware: RAM

Nga i gjithë hardueri i kompjuterit RAMështë ndoshta më e rëndësishmja. Në formën e tij më të papërpunuar, RAM-i është vetëm një depo e madhe vargjesh njësh dhe zero. Çdo zero ose një quhet pak. Këtu ndodhen kerneli dhe proceset e ekzekutimit - ato janë vetëm koleksione të mëdha bitesh. Të gjitha të dhënat hyrëse dhe dalëse nga pajisjet periferike kalojnë nëpër RAM edhe në formën e grupeve të biteve. CPU thjesht operon në memorie: lexon udhëzimet dhe të dhënat prej saj, dhe më pas i shkruan të dhënat përsëri në memorie.

Shpesh do ta hasni këtë term "shteti", i cili do t'i referohet memorjes, proceseve, bërthamës dhe pjesëve të tjera të një sistemi kompjuterik. Në mënyrë të rreptë, një gjendje është çdo rregullim i renditur i bitave. Për shembull, nëse ka katër bit në memorie, atëherë sekuencat 0110, 0001 dhe 1011 përfaqësojnë tre gjendje të ndryshme.

Kur mendoni se një proces mund të përbëhet lehtësisht nga miliona bit memorie, shpesh është më e lehtë të përdoren terma abstraktë kur flasim për gjendjet. Në vend që të përshkruani një gjendje duke përdorur bit, ju flisni për atë që ndodhi ose po ndodh në këtë moment. Për shembull, mund të thoni "ky proces është në pritje të hyrjes" ose "procesi po kryen hapin e dytë të procedurës së fillimit".

SHËNIM

Për shkak se gjendjet zakonisht përshkruhen duke përdorur koncepte abstrakte në vend të biteve aktuale, termi "imazh" përdoret për t'iu referuar çdo rregullimi fizik të biteve.

1.3. Bërthamë

Pothuajse gjithçka që bën kerneli përfshin RAM. Një nga detyrat e kernelit është shpërndarja e memories në disa nënseksione, pas së cilës kerneli duhet të mbajë vazhdimisht informacione për gjendjen e këtyre nënseksioneve në rregull. Çdo proces përdor një zonë memorie të caktuar për të, dhe kerneli duhet të sigurojë që proceset të qëndrojnë në zonat e tyre.

Kerneli është përgjegjës për menaxhimin e detyrave në katër fusha kryesore të sistemit.

Proceset. Kerneli është përgjegjës për të cilat procese lejohet qasja në procesorin qendror.

Kujtesa. Kerneli duhet të mbajë gjurmët e gjendjes së të gjithë memories: çfarë pjese u ndahet aktualisht proceseve të caktuara, çfarë mund të ndahet për ndarje midis proceseve dhe cila pjesë është falas.

Drejtuesit e pajisjes. Kerneli vepron si një ndërfaqe ndërmjet harduerit (siç është një hard disk) dhe proceseve. Në mënyrë tipike, menaxhimi i harduerit kryhet nga kerneli.

Thirrjet e sistemitDhembështetje. Proceset zakonisht përdorin thirrjet e sistemit për të komunikuar me kernelin.

Tani do të shohim shkurtimisht secilën nga këto fusha.

SHËNIM

Për më shumë informacion se si funksionon kerneli, shihni Konceptet e Sistemit Operativ, Botimi i 9-të, nga Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin dhe Greg Gann. Gagne (Wiley, 2012) dhe Modern Operating Systems, botimi i 4-të nga Andrew S. Tanenbaum dhe Herbert Bos (Prentice Hall, 2014).

1.3.1. Menaxhimi i procesit

Menaxhimi i procesit përshkruan fillimin, ndalimin, rifillimin dhe përfundimin e proceseve. Konceptet pas fillimit dhe ndalimit të proceseve janë mjaft të thjeshta. Është pak më e vështirë të përshkruhet se si një proces përdor CPU-në gjatë funksionimit normal.

Në çdo sistem operativ modern, disa procese funksionojnë "njëkohësisht". Për shembull, mund të hapni një shfletues në kompjuterin tuaj dhe të hapni një spreadsheet në të njëjtën kohë. Megjithatë, në realitet, gjërat nuk janë ashtu siç duken: proceset që janë përgjegjëse për këto aplikacione zakonisht nuk fillojnë Vsaktësinë në një moment në kohë.

Konsideroni një sistem me një procesor qendror. Proceset e shumta mund ta përdorin atë, por në çdo kohë të caktuar vetëm një proces mund ta përdorë aktualisht procesorin. Në praktikë, çdo proces përdor CPU-në për një pjesë të vogël të sekondës dhe më pas ndalon; pas kësaj, një proces tjetër përdor procesorin për një pjesë të vogël të sekondës; pastaj vjen radha e procesit të tretë, etj. Veprimi në të cilin një proces transferon kontrollin e procesorit në një proces tjetër quhet ndërrimi i kontekstit.

Çdo periudhë kohore kuantike kohore– i jep procesit kohë të mjaftueshme për të kryer llogaritje të rëndësishme (dhe, natyrisht, procesi shpesh e përfundon detyrën e tij aktuale brenda një kuantike). Meqenëse pjesët kohore janë kaq të vogla, një person nuk i percepton ato dhe i duket se disa procese po funksionojnë njëkohësisht në sistem (kjo mundësi njihet si "shumë detyra").

Kerneli është përgjegjës për ndërrimin e kontekstit. Për të kuptuar se si funksionon kjo, imagjinoni një situatë në të cilën një proces po ekzekutohet në modalitetin e përdoruesit, por pjesa e tij kohore po mbaron. Kjo është ajo që ndodh.

1. Procesori (hardware i vërtetë) ndërpret procesin aktual duke përdorur një kohëmatës të brendshëm, kalon në modalitetin e kernelit dhe i kthen kontrollin.

2. Kerneli regjistron gjendjen aktuale të procesorit dhe memories, të cilat do të nevojiten për të rifilluar procesin e sapondërprerë.

3. Kerneli kryen çdo detyrë që mund të jetë shfaqur gjatë pjesës së mëparshme kohore (për shembull, mbledhja e të dhënave ose operacionet I/O).

4. Kerneli tani është gati për të filluar një proces tjetër. Ai analizon listën e proceseve të gatshme për t'u ekzekutuar dhe zgjedh një prej tyre.

5. Kerneli përgatit memorien për procesin e ri dhe më pas përgatit procesorin.

6. Kerneli i tregon procesorit se sa do të zgjasë pjesa kohore për procesin e ri.

7. Kerneli e vendos procesorin në modalitetin e përdoruesit dhe transferon kontrollin tek procesori.

Ndërrimi i kontekstit i përgjigjet një pyetjeje të rëndësishme: Kur a po funksionon kerneli? Përgjigja është: kerneli po funksionon ndërmjet feta kohore të alokuara për proceset kur ndodh një ndërrim konteksti.

Në një sistem me shumë procesorë, gjërat janë pak më të komplikuara, pasi kerneli nuk ka nevojë të ndalojë së kontrolluari procesorin aktual për të lejuar që një proces të ekzekutohet në një procesor tjetër. E megjithatë, për të përfituar sa më shumë nga të gjithë procesorët e disponueshëm, kerneli ende e bën këtë (dhe mund të përdorë truke të caktuara për të fituar kohë shtesë të procesorit).

1.3.2. Menaxhimi i memories

Për shkak se kerneli duhet të menaxhojë memorien gjatë ndërrimit të kontekstit, ai është i pajisur me këtë funksion kompleks. Funksionimi i kernelit është kompleks sepse duhet të merren parasysh kushtet e mëposhtme:

Kerneli duhet të ketë zonën e tij të memories që nuk mund të aksesohet nga proceset e përdoruesit;

Çdo proces përdoruesi ka nevojë për zonën e tij të memories;

Çdo proces përdoruesi nuk duhet të ketë akses në memorien e alokuar në një proces tjetër;

Proceset e përdoruesit mund të ndajnë memorie;

Disa memorie për proceset e përdoruesit mund të jenë vetëm për lexim;

Sistemi mund të përdorë më shumë memorie sesa disponohet duke përdorur hapësirën në disk si pajisje ndihmëse.

Bërthama ka një ndihmës. Përpunuesit modern përmbajnë moduli i menaxhimit të kujtesës(MMU), i cili aktivizon një qark aksesi memorie të quajtur "kujtesë virtuale". Kur përdorni memorie virtuale, një proces nuk i qaset memorjes drejtpërdrejt nga vendndodhja e saj fizike në harduer. Në vend të kësaj, kerneli konfiguron çdo proces sikur të kishte kontroll mbi të gjithë makinën. Kur një proces i qaset memorjes, MMU përgjon kërkesën dhe përdor një hartë të adresave të memories për të përkthyer vendndodhjen e kujtesës të mësuar nga procesi në një vendndodhje memorie fizike në kompjuter. Megjithatë, kerneli duhet të inicializojë, mirëmbajë dhe modifikojë vazhdimisht këtë hartë adresash. Për shembull, gjatë një ndërrimi të kontekstit, kerneli duhet të ndryshojë hartën pas procesit të nisjes dhe ta përgatisë atë për atë të ardhshëm.

shënim

Zbatimi i hartës së adresave të kujtesës quhet tabelë faqesh.

Do të mësoni se si të monitoroni performancën e kujtesës në Kapitullin 8.

1.3.3. Drejtuesit dhe menaxhimi i pajisjes

Puna e kernelit në lidhje me pajisjet është mjaft e thjeshtë. Në mënyrë tipike, pajisjet janë të aksesueshme vetëm në modalitetin e kernelit, pasi qasja e gabuar (për shembull, kur një proces përdoruesi përpiqet të fikë energjinë) mund të shkaktojë prishjen e kompjuterit. Një problem tjetër është se pajisje të ndryshme rrallë kanë të njëjtën ndërfaqe softuerike, edhe nëse kryejnë të njëjtën detyrë: për shembull, dy karta të ndryshme rrjeti. Për këtë arsye, drejtuesit e pajisjes janë tradicionalisht pjesë e kernelit dhe përpiqen të ofrojnë një ndërfaqe të unifikuar për proceset e përdoruesit për të lehtësuar punën e zhvilluesve të softuerit.

1.3.4. Thirrjet dhe mbështetja e sistemit

Ekzistojnë lloje të tjera të funksioneve të kernelit në dispozicion të proceseve të përdoruesit. Për shembull, thirrjet e sistemit kryejnë detyra të veçanta që një proces përdoruesi nuk mund t'i kryejë mirë ose fare vetë. Kështu, të gjitha veprimet që lidhen me hapjen, leximin dhe shkrimin e skedarëve përfshijnë thirrjet e sistemit.

Dy thirrje të sistemit, fork() dhe exec(), janë të rëndësishme për të kuptuar se si nisen proceset:

Fork(). Kur një proces thërret fork(), kerneli krijon një kopje pothuajse identike të procesit;

Exec (). Kur një proces thërret exec( program), kerneli drejton programin program, i cili zëvendëson procesin aktual.

Me përjashtim të procesit të fillimit (Kapitulli 6), Të gjitha proceset e përdoruesve në një sistem Linux fillojnë si rezultat i një thirrjeje fork() dhe në shumicën e rasteve bëhet një thirrje exec() për të nisur një program të ri dhe jo një kopje të një procesi ekzistues. Një shembull i thjeshtë është çdo program që ekzekutoni nga linja e komandës, siç është komanda ls që shfaq përmbajtjen e një drejtorie. Kur futni komandën ls në një dritare terminali, guaska që funksionon brenda dritares së terminalit thërret fork() për të krijuar një kopje të shell-it dhe më pas ajo kopje e re e shell thërret exec(ls) për të ekzekutuar komandën ls. Në Fig. Figura 1.2 tregon sekuencën e proceseve dhe thirrjeve të sistemit për të ekzekutuar programe të tilla si ls.

Oriz. 1.2. Fillimi i një procesi të ri

SHËNIM

Thirrjet e sistemit zakonisht shënohen duke përdorur kllapa. Në shembullin e treguar në Fig. 1.2, një proces që kërkon nga kerneli të krijojë një proces tjetër duhet të lëshojë thirrjen e sistemit fork(). Ky emërtim vjen nga mënyra se si shkruhen thirrjet në gjuhën e programimit C. Ju nuk keni nevojë të dini C për të kuptuar këtë libër. Vetëm mbani mend se një thirrje sistemi është një ndërveprim midis një procesi dhe kernelit. Për më tepër, ky libër thjeshton disa grupe thirrjesh të sistemit. Për shembull, thirrja exec() tregon një familje të tërë thirrjesh sistemi që kryejnë një detyrë të ngjashme, por ndryshojnë në zbatimin e tyre të softuerit.

Kerneli gjithashtu mbështet proceset e përdoruesit, funksionet e të cilave ndryshojnë nga thirrjet tradicionale të sistemit. Më të famshmit prej tyre janë pseudo pajisje. Nga pikëpamja e proceseve të përdoruesit, pseudo-pajisjet duken si pajisje të rregullta, por ato zbatohen tërësisht në softuer. Në fakt, ato nuk duhet të jenë formalisht në kernel, por ato janë ende të pranishme në të për arsye praktike. Për shembull, një pajisje që gjeneron numra të rastësishëm (/dev/random) do të ishte e vështirë të zbatohej me shkallën e kërkuar të sigurisë duke përdorur një proces përdoruesi.

shënim

Teknikisht, një proces përdoruesi që akseson një pseudo-pajisje është ende i detyruar të bëjë një thirrje sistemi për të hapur atë pajisje. Kështu, proceset nuk mund të shmangin plotësisht thirrjet e sistemit.

1.4. Hapësira e përdoruesit

Zona e RAM-it që cakton kerneli për proceset e përdoruesit quhet hapësirën e përdoruesit. Meqenëse një proces është vetëm një gjendje (ose imazh) në memorie, hapësira e përdoruesit gjithashtu akseson memorien e të gjithë koleksionit të proceseve të ekzekutuara. Ju gjithashtu mund të hasni termin "toka e përdoruesit", e cila përdoret në vend të hapësirës së përdoruesit.

Shumica e veprimeve reale të një sistemi Linux ndodh në hapësirën e përdoruesit. Megjithëse të gjitha proceset janë të njëjta nga pikëpamja e kernelit, ato kryejnë detyra të ndryshme për përdoruesit. Komponentët e sistemit që përfaqësojnë proceset e përdoruesit janë të organizuar në një strukturë elementare - një shtresë (ose shtresë) shërbimi. Në Fig. Figura 1.3 tregon një grup të përafërt komponentësh të ndërlidhur dhe që ndërveprojnë me sistemin Linux. Shërbimet e thjeshta janë të vendosura në nivelin e poshtëm (më afër kernelit), programet e shërbimeve janë në mes dhe aplikacionet me të cilat punon përdoruesi janë të vendosura në krye. Figura 1.3 është një diagram jashtëzakonisht i thjeshtuar pasi janë paraqitur vetëm gjashtë komponentë, por mund të vëreni se komponentët e sipërm janë më afër përdoruesit (ndërfaqja e përdoruesit dhe shfletuesi); komponentët e nivelit të mesëm kanë një server mail që përdor një shfletues; Ka disa komponentë të vegjël të pranishëm në fund.

Niveli i ulët zakonisht përbëhet nga komponentë të vegjël që kryejnë detyra të thjeshta. Niveli i mesëm përmban komponentë më të mëdhenj si shërbimi i postës, serveri i printimit dhe baza e të dhënave. Komponentët e nivelit të lartë kryejnë detyra komplekse që shpesh kontrollohen drejtpërdrejt nga përdoruesi. Nëse një komponent dëshiron të përdorë një tjetër, atëherë ai komponent i dytë është ose në të njëjtin nivel shërbimi ose më i ulët.

Figura 1.3 tregon vetëm përafërsisht paraqitjen e hapësirës së përdoruesit. Në realitet, nuk ka rregulla në hapësirën e përdoruesit. Për shembull, shumica e aplikacioneve dhe shërbimeve regjistrojnë mesazhe diagnostikuese të thirrura revista. Shumica e programeve përdorin shërbimin standard të syslog për të regjistruar mesazhet, por disa zgjedhin ta bëjnë vetë regjistrimin.

Oriz. 1.3. Llojet e proceseve dhe ndërveprimeve

Për më tepër, disa komponentë të hapësirës së përdoruesit mund të jenë të vështira për t'u kategorizuar. Komponentët nga ana e serverit, si një server në internet ose një server i bazës së të dhënave, mund të konsiderohen aplikacione të nivelit shumë të lartë sepse kryejnë detyra mjaft komplekse. Aplikime të tilla mund të vendosen në krye të figurës. 1.3. Në të njëjtën kohë, aplikacionet e përdoruesve mund të varen nga aplikacionet e serverit për të kryer detyra që ata nuk mund t'i trajtojnë vetë. Në këtë rast, komponentët e serverit duhet të vendosen në nivelin e mesëm.

1.5. Përdoruesit

Kerneli Linux mbështet konceptin tradicional të një përdoruesi të sistemit Unix. Përdoruesiështë një ent që mund të ekzekutojë procese dhe të zotërojë skedarë. Lidhur me përdoruesin Emri i përdoruesit. Për shembull, sistemi mund të ketë një përdorues të quajtur billyjoe. Megjithatë, kerneli nuk funksionon me emrat e përdoruesve, në vend të kësaj ai identifikon përdoruesin duke përdorur një numerikë të thjeshtë ID e përdoruesit(Kapitulli 7 flet për mënyrën se si ID-të lidhen me emrat e përdoruesve).

Brian Ward

Internals Linux

Përkthyes S. Chernikov

Redaktor teknik N. Grinchik

Redaktor letrar O. Andrievich

Artistët A. Bartsevich, V. Shimkevich

Korrektues T. Kuryanovich, E. Pavlovich

Paraqitja A. Bartsevich

Brian Ward

Internals Linux. - Shën Petersburg: Pjetri, 2015.

ISBN 978-5-496-01952-1

Të gjitha të drejtat e rezervuara. Asnjë pjesë e këtij libri nuk mund të riprodhohet në asnjë formë pa lejen me shkrim të mbajtësve të së drejtës së autorit.

Parathënie

E shkrova këtë libër me besimin se për të qenë i suksesshëm dhe efikas, duhet të kuptoni se si funksionon dhe funksionon softueri i kompjuterit tuaj.

Dëshironi të dini pse disa gjëra funksionojnë dhe të tjerët jo? A po pyesni veten se çfarë do të ndodhë nëse ndryshoni diçka? Atëherë ju jeni një nga "argëtuesit".

Kushtet e nevojshme

Qasje praktike

Zakonisht komandat do të duken kështu:

Futni tekstin që është theksuar me shkronja të zeza; Teksti i përgjigjes që do të prodhojë makina shfaqet me font normal. Simboli $ është një kërkesë për një përdorues me një llogari të rregullt. Nëse shihni simbolin # në kërkesë, duhet të identifikoheni si superpërdorues (më shumë për këtë në Kapitullin 2).

Si është organizuar ky libër?

Çfarë ka të re në edicionin e dytë

Gjithashtu e kam rirenditur prezantimin e librit për t'iu përshtatur interesave dhe nevojave të lexuesve të sotëm. E vetmja gjë që nuk ka ndryshuar është gjatësia e librit.

Internals Linux Brian Ward

(Akoma nuk ka vlerësime)

Titulli: Linux Internals

Rreth librit Linux Internals nga Brian Ward

Sistemi operativ Linux është një alternativë e denjë për Windows, disa versione të të cilit nuk janë shumë të përshtatshëm dhe janë shumë "të rëndë" për burimet kompjuterike. Brian Ward ka shkruar një libër të mahnitshëm vetë-ndihme që është i përshtatshëm për këdo që dëshiron të njihet me këtë sistem dhe aftësitë e tij të pasura pothuajse nga e para. Leximi i librit "Linux Internals" rekomandohet për ata që duan të gërmojnë në të gjithë mekanizmat e kernelit Linux, të kuptojnë strukturën dhe filozofinë e tij të brendshme. Kjo punë nuk është e përshtatshme për një studim sipërfaqësor të parimeve të funksionimit dhe transferimin e skemave të modeleve nga një sistem operativ në tjetrin.

Ky libër do të jetë me interes për një gamë të gjerë lexuesish - si për shkencëtarët kompjuterikë ashtu edhe për fillestarët. Ju nuk duhet të jeni një profesionist programimi për të lexuar këtë vepër, vetëm aftësi bazë kompjuterike. Nëse e kuptoni se çfarë është një ndërfaqe grafike e një sistemi operativ dhe dini të punoni me dosje dhe drejtori, libri do të jetë i kuptueshëm për ju.

Puna kompjuterike “Linux Internals” është shumë e detajuar dhe është e ndarë në 17 kapituj. Në katër seksionet e para, autori flet për konceptet e përgjithshme të këtij sistemi dhe parimin e funksionimit të tij: strukturën e kernelit dhe shell-it, komandat bazë dhe strukturën e drejtorive, si dhe funksionalitetin e sistemeve të skedarëve dhe disqeve. Më pas vijnë më shumë informacione për fillimin e këtij sistemi: si të ngarkoni kernelin Linux dhe të filloni hapësirën e përdoruesit. Kapitujt pasues gërmojnë më thellë në rrjedhat e punës Linux dhe përdorimin e burimeve. Për më tepër, Brian Ward preku çështjet e programimit të skripteve të guaskës dhe punës me gjuhën C. Nga materiali i përgjithshëm, autori gradualisht hyn më thellë në detaje që janë me interes për zhvilluesit e softuerit.

Libri nuk është vetëm një pasqyrë e sistemit Linux, por përmban edhe detyra praktike që do t'i lejojnë lexuesit të krijojë hapësirën e tij të përdoruesit dhe të fitojë aftësi për të punuar në këtë guaskë.

Brian Ward e prezantoi materialin në një gjuhë të arritshme me shumë shembuj dhe shpjegime. Libri është i strukturuar mirë dhe mund të përdoret si një libër referimi. Autori konfirmon se guaska Linux është e përshtatshme dhe funksionale, dhe zbulon mundësitë se si mund ta përshtatni atë sipas nevojave tuaja. Për ata që janë të interesuar në strukturën e programeve të caktuara, ky libër do të jetë një gjetje e shkëlqyer, sepse zbulon mekanizmat e proceseve kompjuterike dhe demonstron marrëdhëniet shkak-pasojë midis tyre.

Në faqen tonë të internetit për librat, mund ta shkarkoni faqen falas pa regjistrim ose të lexoni në internet librin "Linux Internals" nga Brian Ward në formatet epub, fb2, txt, rtf, pdf për iPad, iPhone, Android dhe Kindle. Libri do t'ju japë shumë momente të këndshme dhe kënaqësi të vërtetë nga leximi. Versionin e plotë mund ta blini nga partneri ynë. Gjithashtu, këtu do të gjeni të rejat më të fundit nga bota letrare, mësoni biografinë e autorëve tuaj të preferuar. Për shkrimtarët fillestarë, ekziston një seksion i veçantë me këshilla dhe truket e dobishme, artikuj interesantë, falë të cilave ju vetë mund të provoni dorën tuaj në zanatet letrare.

Shkarkoni falas librin “Linux Internals” nga Brian Ward

Në format fb2: Shkarko
Në format rtf: Shkarko
Në format epub: Shkarko
Në format tekst:

Ne po rekrutojmë një grup lëshimi për gjurmuesin tonë .
Pagesa eshte e negociueshme.
Aplikimet pranohen me postë [email protected], e mundur përmes reagimeve
Ju lutemi na tregoni shkurtimisht për veten tuaj, sa kohë mund t'i kushtoni faqes sonë dhe fitimet tuaja të pritshme.

Bandicam ju lejon të regjistroni një zonë specifike në ekranin e kompjuterit ose në një program që përdor teknologjitë grafike DirectX/OpenGL. Bandicam ju ndihmon të regjistroni video shumë të kompresuara....

Përshkrimi:Wondershare Filmora është një redaktues i përshtatshëm videosh që përmban të gjitha mjetet e nevojshme për redaktimin e videos. Ju mund të krijoni filma me cilësi të lartë me tituj, ...

Profesionist i redaktorit- një version profesional i një redaktuesi të fuqishëm teksti për programuesit, zhvilluesit e uebit dhe përdoruesit e zakonshëm me theksim sintaksor dhe mbështetje Unicode. Redaktori ka...

Driver Reviverështë një aplikacion që do të skanojë sistemin tuaj për drejtues të vjetëruar dhe do të ofrojë përditësimin e tyre. Skanimi kryhet kundër një prej bazave të të dhënave më të mëdha të drejtuesve, i cili garanton....

Skype- një program falas për komunikim me tekst, zë dhe video me miqtë në mbarë botën. Rrjeti Skype përdor teknologjinë P2P për t'u lidhur me përdoruesit e tjerë dhe është i cilësisë së lartë....

Bandizipështë një program i shpejtë dhe i besueshëm që mbështet punën me formatet WinZip, 7-Zip dhe WinRAR dhe arkiva të tjera të ngjashme. Përdor një algoritëm shumë të shpejtë për kompresim dhe dekompresim....

Operaështë një shfletues i ri Chromium nga Opera Software. Opera ka braktisur shfletuesin e saj klasik dhe tani po zhvillon një shfletues të ri bazuar në projektin Chromium të Google.

Përshkrimi: Një program për të punuar me dokumente PDF që ofron një koleksion mjetesh dhe mjetesh për modifikimin dhe optimizimin e skedarëve PDF dhe përmbajtjes së tyre. Falë...

Snappy Driver Installer (SDI) është një program portativ për instalimin dhe përditësimin e drejtuesve që nuk kërkon lidhje interneti. Është një ripërpunim i programit origjinal SDIO nga Glenn Delahoy....

Mirillis Action! - programi ju lejon të regjistroni imazhe të ekranit në kohë reale në skedarë video të formateve të ndryshme. Mund të regjistroni video të luajtësit në ueb, lojëra, të futni komente të drejtpërdrejta audio....

Libri i Brian Ward, i cili tashmë është bërë bestseller në Perëndim. Ai përshkruan të gjitha ndërlikimet e punës me Linux OS, administrimin e sistemit dhe mekanizmat e thellë që ofrojnë funksionalitet Linux të nivelit të ulët. Në faqet e manualit, do të merrni njohuri bazë për punën me kernelin Linux dhe parimet e funksionimit të duhur të rrjeteve kompjuterike, jo vetëm bazuar në zgjidhjet me burim të hapur. Libri prek gjithashtu çështjet e programimit të skripteve dhe trajtimit të gjuhës C, mbulon tema të sigurisë së informacionit, virtualizimit dhe gjëra të tjera të pazëvendësueshme.
Kush duhet ta lexojë librin:
Interesi në hartimin e sistemit operativ Linux mund të shkaktohet nga arsye të ndryshme. Profesionistët e teknologjisë së informacionit dhe zhvilluesit e softuerit Linux do të gjejnë në këtë libër pothuajse gjithçka që duhet të dinë për të përfituar sa më shumë nga sistemi operativ. Studiuesit dhe studentët, të cilët shpesh duhet ta personalizojnë sistemin për veten e tyre, do të gjejnë këtu shpjegime praktike se pse gjërat funksionojnë ashtu siç bëjnë. Ka edhe "argëtues" - përdorues që duan të kalojnë kohë në kompjuter për argëtim, fitim ose të dyja. Dëshironi të dini pse disa gjëra funksionojnë dhe të tjerët jo? A po pyesni veten se çfarë do të ndodhë nëse ndryshoni diçka? Atëherë ju jeni një nga "argëtuesit".
Kushtet e nevojshme:
Ju nuk keni nevojë të jeni programues për të lexuar këtë libër. Kërkohen vetëm aftësitë bazë të përdoruesit të kompjuterit: duhet të lundroni në ndërfaqen grafike (kur instaloni dhe konfiguroni ndërfaqen e sistemit), si dhe të kuptoni skedarët dhe drejtoritë (dosjet). Ju gjithashtu duhet të jeni të përgatitur të kërkoni në internet për dokumentacion shtesë. Gjëja kryesore është vullneti dhe dëshira juaj për të eksploruar kompjuterin tuaj.

Titulli: Linux Internals
Autori: Brian Ward
Botuesi: Peter
Viti: 2016
Formati: PDF, FB2, EPUB
Gjuha ruse
Faqe: 384
Madhësia: 12.9 MB

Linux Internals / Brian Ward / 2016. Shkarkoni falas pa regjistrim

2016-07-24T17:16:55+00:00 adminAdministrata Udhëzues për letërsinë Linux, Administrimi, Siguria, Brian Ward, Libra, Literatura, Manualet, Administrimi i Sistemit, Skriptet, Referencat e Komandës

[email i mbrojtur] Administrator LINUX Tutorial

Libri “Linux Internals. Linux Internals Linux Internals Brian Ward

Rreth librit Linux Internals nga Brian Ward

Shkarkoni falas librin “Linux Internals” nga Brian Ward

Linux Internals / Brian Ward / 2016. Shkarkoni falas pa regjistrim

Instalimi i bibliotekave në Arduino IDE Skedarët e kërkuar në bibliotekë

Bateria e telefonit tim është fryrë - çfarë duhet të bëj?

Konfigurimi i RDP (protokolli i desktopit në distancë) Shkarkimi dhe instalimi i RDCMan

Instalimi i WhatsApp në iPad Pse whatsapp nuk funksionon në iPad

Ngarkimi i skedarëve duke përdorur FlashGot për Mozilla Firefox Karakteristikat kryesore të FlashGot

Libri “Linux Internals. Linux Internals Linux Internals Brian Ward

Rreth librit Linux Internals nga Brian Ward

Shkarkoni falas librin “Linux Internals” nga Brian Ward

Linux Internals / Brian Ward / 2016. Shkarkoni falas pa regjistrim

Artikuj të ngjashëm