ליבת לינוקס: מהי ליבת לינוקס ומה תפקידה?

סביר להניח ששמעתם על ליבת לינוקס פעמים רבות , אך ייתכן שאתם לא באמת יודעים למה נועד כלי התוכנה הזה או מה ההבדל בין הליבה למערכת ההפעלה עצמה. אם אתם רוצים להתחיל עם מערכת הפעלה בקוד פתוח זו, תצטרכו להבין בדיוק מהו הליבה.

במאמר זה, נראה לכם למה משמש אלמנט זה ואיזה מידע הוא מכיל בתוך מערכת ההפעלה. תלמדו גם על המאפיינים החשובים ביותר של ליבת לינוקס, כולל הארכיטקטורה שלה, שפת המידע ותכונות אחרות. בנוסף, תגלו את כל הגרסאות הקיימות של ליבת לינוקס.

בלי עיכובים נוספים, בואו נתחיל. אנחנו בטוחים שתיהנו מכל המידע שאנו מציעים בפוסט הזה.

מהו הליבה של מערכת הלינוקס שלי ומה מטרתה?

ליבת לינוקס היא ליבת מערכת ההפעלה, שבלעדיה לא ניתן לבצע שום משימה או פונקציה . הסיבה לכך היא שהיא מתאם ומנהלת את התוכנה והחומרה של המחשב. במילים אחרות, הודות לליבה של מערכת ההפעלה לינוקס, הרכיבים השונים של המחשב פועלים זה בזה בצורה נכונה.

זה מאפשר ל- RAM לתאם תהליכים ותוכניות רצים . זה גם מבטיח שלמעבד יש כמות סבירה של זמן להריץ תהליכי תוכנה ומתאם את השימוש בתוכנה ובציוד היקפי.

איזה סוג מידע נמצא בליבת מערכת ההפעלה הזו?

ליבת לינוקס היא מונוליטית , כלומר היא מכילה פונקציות ברמת הליבה, לא פונקציות ברמת המשתמש . פונקציות אלו מספקות גישה לכל מבני הנתונים הדרושים הן לתוכנה והן לחומרה, ומאפשרות אינטראקציה בין תוכנות שונות, או בין רכיבי תוכנה וחומרה וציוד היקפי. לכן, המידע שנמצא בליבת הגרעין קשור לפונקציונליות אלו.

מהן התכונות החשובות ביותר של ליבת לינוקס?

בשלב זה של הפוסט , כנראה כבר הבנתם שלינוקס היא לא רק מערכת הפעלה שיכולה לרוץ על מחשב שולחני; היא גם נחשבת לאחת ממערכות ההפעלה הטובות ביותר הקיימות עבור שרתים וציוד מחשוב מורכב יותר. יתר על כן, היא אידיאלית לפיתוח תוכנה.

זה נובע בעיקר ממאפייני הליבה, אותם נזכיר להלן:

ארכיטקטורה

ארכיטקטורת ליבת לינוקס מתוכננת כך שהליבה עצמה מטפלת בכל הפונקציות המבוצעות על ידי מערכת ההפעלה , כגון ניהול זיכרון וציוד היקפי. אם יש צורך לשנות אחת מהפונקציות הללו, יש לקמפל מחדש את הליבה כדי ליישם את השינוי, מכיוון שכל שגיאה תתפשט בכל מערכת ההפעלה.

פעולתו מאופיינת בהשארת תוכניות עזר בזיכרון לצורך טעינה וניפוי באגים לפי קריטריונים מסוימים. לפיכך, בתיקייה "/boot" תמצאו קבצים המשמשים כזיכרון RAM , אחרים המיועדים לשמש כזיכרון לפני טעינת מערכת ההפעלה כולה במלואה , ואלו המציינים אילו מודולים ואפשרויות טעינה יש לבצע בעת האתחול.

לפיכך, ניתן לטעון ולפרוק קבצים או מודולים בזמן ריצה, ובכך לשנות את מאפייני הליבה במקום . לכן, מודולי הטעינה של הליבה חיוניים לשמירה על תפקוד תקין של מערכת ההפעלה עם חומרת המחשב, ומונעים מהמערכת לצרוך את כל הזיכרון הזמין. זה גם מייצר תכונה נוספת של הליבה: וירטואליזציה. זה מאפשר להחליף את הליבה מבלי להפעיל מחדש את המחשב, אך נדון בכך בהמשך.

ארכיטקטורת מכונה וירטואלית

הארכיטקטורה הווירטואלית מדמה את ליבת לינוקס ומריץ מודולים כאילו היה מחשב פיזי . בדרך זו, התהליכים הקשורים למשאבים ולהפשטות שנוצרים מוגבלים על ידי מבנה וירטואלי זה. לכן, קיבולת ה-RAM, שטח הכונן הקשיח, המעבד ורכיבים אחרים מצטמצמת כאשר הם פועלים בצורה זו.

פורמטים בינאריים

נעשה שימוש בפורמט קובץ ההפעלה ELF (פורמט הניתן להפעלה וקישור) , מה שמפשט את הספריות המשותפות. עם זאת, לינוקס מאפשרת גם שימוש בפורמטים בינאריים אחרים שניתן לציין על ידי המשתמש.

שפות תכנות

שפת התכנות בה משתמשת לינוקס היא גרסת המהדר הכללית "C" מפרויקט GNU . גרסה זו מכילה שינויים בשפה הסטנדרטית. עם זאת, היא אינה השפה היחידה בה משתמשים בלינוקס; אחרות, כמו פרל ופייתון , משמשות להוראות בסיסיות או בתהליך בניית הליבה.

ניידות

ניידות היא המאפיין המאפשר למערכות הפעלה להסתגל ליישומים שונים למטרות מגוונות . בהתאם לכך, לינוקס מציעה, כאחד מיתרונותיה העיקריים, את היותה מערכת הפעלה ניידת, שכן ניתן להתאים אותה למגוון כמעט אינסופי של מחשבים או פרויקטי תוכנה.

קרני פאניקה

תכונה זו מכוונת בעיקר למפתחי ליבה, שכן מערכת ההפעלה מציגה הודעה כאשר היא מזהה שגיאת מערכת בלתי ניתנת לתיקון. במילים אחרות, "הבעיה בליבת המערכת" מספקת מידע המסייע באיתור שגיאות או קוד אלה. היא גם מטפלת בכשלים פוטנציאליים במשאבי המחשב או בחומרה בזמן שהליבת פועלת.

בטחון

"מודול אבטחה של לינוקס" הוא פילוסופיה של לינוקס ושל מערכת ההפעלה החופשית והפתוח. הודות למודולי האבטחה הנתמכים על ידי הליבה, היא מונעת העדפה של מערכת אבטחה מסוימת ומניעה ממנה להפוך לפתרון היחיד . במילים אחרות, הליבה תומכת במגוון מודלים של אבטחה.

מהן כל הגרסאות הזמינות של ליבת לינוקס ולמה הן משמשות?

ישנן גרסאות שונות של ליבה המשלבות שינויים לשיפור מערכת ההפעלה. אלה מזוהות על ידי קוד בן ארבע ספרות המופרדות על ידי נקודתיים. הקבוצה הראשונה מציינת את גרסת הליבה , השנייה מייצגת את גרסת ליבת לינוקס , השלישית מתייחסת לגרסאות ליבה המבוססות על מנהלי ההתקנים הכלולים, ולבסוף, הקבוצה הרביעית מציינת תיקוני באגים.

בין הקטגוריות העיקריות של גרסאות ליבה פעילות, אנו מוצאים את "Prepatch" או "RC ". זוהי גרסת טרום-הפצה של ליבת לינוקס המיועדת למפתחי ליבה בעלי ידע מתקדם, מכיוון שהיא מכילה תכונות חדשות שיש לבדוק באמצעותן.

זה משוחרר באופן בלעדי על ידי לינוס טורוואלדס . בנוסף, ישנם ה"מיינסטרים ", אשר מתוחזקים ישירות על ידי טורוואלדס . תכונות חדשות שנבדקו ב-Prepatch מוכנסות ישירות לזרמים אלה. זרמים אלה משוחררים כל חודשיים-שלושה, בהתאם לצרכים.

לאחר הבדיקה, מופיעה קטגוריית ליבה חדשה, הנקראת "יציב ". קטגוריה זו מוקדשת לתיקון באגים בשורת ליבה ראשית כך שתישאר זמינה ויציבה. מהדורות מבוססות על צורך, אך יכולות להתרחש כל 7 ימים.

לבסוף, יש את קטגוריית ליבת לינוקס "לטווח ארוך" . קטגוריה זו מתמקדת בעיקר בתחזוקה ותיקוני באגים עבור ליבות ישנות יותר ועיקריות. תפקידה הוא להציג תיקונים ספציפיים לשגיאות הנחשבות קריטיות. מהדורות הן נדירות . אין לבלבל זאת עם התחזוקה המבוצעת בהפצות לינוקס בודדות, מכיוון שמפתחי ליבות אינם יכולים לספק תמיכה להפצות אלו.

הגרסאות הנוכחיות של ליבת לינוקס כוללות:

• 4שתאריך היציאה שלו היה 24 בנובמבר 2019.
• 19יצא לאור ב-22 באוקטובר 2018.
• הגרסה 4.14החל מ-12 בנובמבר 2017.
• ליבה גרסה 4.9תאריך יציאה: 11 בדצמבר, 2016.
• 4החל מ-10 בינואר 2016.
• 16הגרסה העתיקה ביותר, החל מ-3 באוגוסט 2014.