HomeLinux > Cơ bảnTìm hiểu về cấu trúc hệ điều hành Linux
Kiến trúc tổng quan hệ thống Linux:
Hệ điều hành là một phần mềm máy tính phức tạp để giúp người sử dụng có thể tương tác và điều khiển những phần cứng máy tính và các phần mềm chạy trên đó. Những hệ điều hành được xây dựng trên Linux Kernel được gọi là các distro [bản phân phối] của Linux. Sau đây ta cùng tìm hiểu về cấu trúc của các distro Linux nhé. Thông thường, nó được chia làm 3 thành phần chính, đó là: Kernel, Shell, Applications.
| Cấu trúc của Linux. |
1] KERNEL [NHÂN]:
Đây là thành phần quan trọng của mọi hệ điều hành, và được ví như trái tim của HĐH, kernel sẽ chứa các module hay các thư viện để quản lý và giao tiếp giữa phần cứng máy tính và các ứng dụng.
Chính bản thân Kali linux cũng được phát triển trên nhân Linux, phiên bản Linux đầu tiên do Linus Torvalds viết vào năm 1991, lúc ông còn là một sinh viên của Đại học Helsinki tại Phần Lan. Sau 3 năm, phiên bản
Linux 1.0 được ra đời vào năm 1994, nó được xây dựng trên cơ sở cải tiến một phiên bản UNIX có tên Minix do Giáo Andrew S. Tanenbaum xây dựng và phổ biến.
Vì được phát hành với bản quyền GNU - General Public License. Do đó mà bất cứ ai cũng có thể tải và xem mã nguồn của Linux, thậm chí việc chỉnh sửa và phát triển một distro riêng cho mình. Và tính tới thời điểm bài viết này, đã có hơn 300 distro được xuất bản.
Mọi thông tin khác về kernel như phiên bản, thông tin cập nhật,... bạn có
thể xem tại trang www.kernel.org.
2] SHELL LÀ GÌ?
Nằm trên Kernel đó chính là Shell. Đây là một chương trình có chức năng thực thi các lệnh [command] từ người dùng hoặc từ các ứng dụng yêu cầu, chuyển đến cho Kernel xử lý. Có thể hiểu Shell chính là trung gian nằm giữa Kernel và Application, có nhiệm vụ "phiên dịch" các lệnh từ Application gửi đến Kernel để thực thi.
Các loại shell như sau:
- sh [the Bourne Shell]: đây là shell nguyên thủy của UNIX được viết bởi Stephen Bourne vào năm 1974. Đến nay shell sh vẫn sử dụng rộng rãi.
- bash[Bourne-again shell]: đây là shell mặc định trên linux.
- csh [C shell]: shell được viết bằng ngôn ngữ lập trình C, được viết bởi Bill Joy vào năm 1978.
- Ngoài ra còn có các loại shell khác như: ash [Almquist shell], tsh [TENEX C shell], zsh [Z shell].
Có thể bạn không để ý, nhưng dấu nhắc Shell thay đổi tùy thuộc vào tài khoản user
đang làm việc. Ví dụ, khi làm việc với tài khoản user root, dấu nhắc shell có dạng:
[[mcode]][root@localhost root]#[[ecode]]
Còn khi làm việc với tài khoản user thường, dấu nhắc shell có dạng:
[[mcode]][linux@localhost linux]$[[ecode]]
3] APPLICATION [ỨNG DỤNG]:
Application chính là các ứng dụng, phần mềm, và tiện ích mà người dùng cài đặt trên máy và sử dụng nó hằng này. Ta không còn xa lạ gì nữa. Trên Kali, các công cụ chính là các Application, trình duyệt cũng là Application, hay chính giao diện GNOME của bạn đang sử dụng cũng là Application.
Linux là gì? Cấu trúc của hệ điều hành Linux
Linux là một hệ điều hành mã nguồn mở giống như các hệ điều hành khác như Microsoft Windows, Apple Mac OS, iOS, Google android,…
Linux được ứng dụng ở đâu?
Linux có mặt xung quanh chúng ta từ giữa những thập niên 90. Nó có thể được sử dụng từ đồng hồ đeo tay đến siêu máy tính. Nó có ở khắp mọi nơi trong điện thoại, laptop, máy tính để bàn, ô tô và thậm chí trong tủ lạnh của chúng ta. Nó rất nổi tiếng giữa các nhà phát triển và người dùng máy tính bình thường.
Các hệ điều hành Linux được phát triển bởi Linus Torvalds trong năm 1991, trong đó mọc lên như một ý tưởng để cải thiện hệ điều hành UNIX. Anh ấy đề nghị cải tiến nhưng bị các nhà thiết kế UNIX từ chối. Do đó, ông nghĩ đến việc tung ra một hệ điều hành, được thiết kế theo cách mà người dùng có thể sửa đổi.
Ngày nay, Linux là hệ điều hành phát triển nhanh nhất. Nó được sử dụng từ điện thoại đến siêu máy tính bởi hầu hết các thiết bị phần cứng lớn.
Cấu trúc của hệ điều hành Linux là gì?
Hệ điều hành Linux có các thành phần sau:
Nhân [Kernel]
Nhân Linux là phần cốt lõi của hệ điều hành. Nó thiết lập giao tiếp giữa các thiết bị và phần mềm. Hơn nữa, nó quản lý tài nguyên hệ thống. Nhân Linux có 4 chức năng:
- Quản lý thiết bị: Một hệ thống có nhiều thiết bị được kết nối với nó như CPU, thiết bị nhớ, card âm thanh, card đồ họa, v.v. Một nhân lưu trữ tất cả dữ liệu liên quan đến tất cả các thiết bị trong trình điều khiển thiết bị [nếu không có nhân này sẽ không thể để điều khiển các thiết bị]. Do đó kernel biết thiết bị có thể làm gì và thao tác như thế nào để mang lại hiệu suất tốt nhất. Nó cũng quản lý giao tiếp giữa tất cả các thiết bị. Kernel có một số quy tắc nhất định mà tất cả các thiết bị phải tuân theo.
- Quản lý bộ nhớ: Một chức năng khác mà kernel phải quản lý là quản lý bộ nhớ. Kernel theo dõi bộ nhớ đã sử dụng và chưa sử dụng và đảm bảo rằng các tiến trình không được thao tác dữ liệu của nhau bằng địa chỉ bộ nhớ ảo.
- Quản lý quy trình: Trong quy trình, nhân quản lý chỉ định đủ thời gian và ưu tiên cho các quy trình trước khi xử lý CPU cho các quy trình khác. Nó cũng xử lý thông tin bảo mật và quyền sở hữu.
- Xử lý lệnh gọi hệ thống: Xử lý lệnh gọi hệ thống có nghĩa là một lập trình viên có thể viết một truy vấn hoặc yêu cầu hạt nhân thực hiện một tác vụ.
Thư viện hệ thống [System Libraries]
Thư viện hệ thống là các chương trình đặc biệt giúp truy cập các tính năng của hạt nhân. Một hạt nhân phải được kích hoạt để thực hiện một tác vụ và việc kích hoạt này được thực hiện bởi các ứng dụng. Nhưng các ứng dụng phải biết cách đặt lệnh gọi hệ thống vì mỗi hạt nhân có một nhóm lệnh gọi hệ thống khác nhau.
Các lập trình viên đã phát triển một thư viện tiêu chuẩn của các thủ tục để giao tiếp với hạt nhân. Mỗi hệ điều hành hỗ trợ các tiêu chuẩn này, và sau đó các tiêu chuẩn này được chuyển sang các lệnh gọi hệ thống cho hệ điều hành đó.
Thư viện hệ thống nổi tiếng nhất dành cho Linux là Glibc [thư viện GNU C].
Công cụ hệ thống [System Tools]
Hệ điều hành Linux có một tập hợp các công cụ tiện ích, thường là các lệnh đơn giản. Nó là một phần mềm mà dự án GNU đã viết và xuất bản theo giấy phép nguồn mở của họ để phần mềm được cung cấp miễn phí cho tất cả mọi người.
Với sự trợ giúp của các lệnh, bạn có thể truy cập tệp của mình, chỉnh sửa và thao tác dữ liệu trong thư mục hoặc tệp của bạn, thay đổi vị trí của tệp hoặc bất cứ thứ gì.
Công cụ phát triển [Development Tools]
Với ba thành phần trên, hệ điều hành của bạn đang chạy và hoạt động. Nhưng để cập nhật hệ thống của bạn, bạn có các công cụ và thư viện bổ sung. Các công cụ và thư viện bổ sung này được viết bởi các lập trình viên và được gọi là chuỗi công cụ. Chuỗi công cụ là một công cụ phát triển quan trọng được các nhà phát triển sử dụng để tạo ra một ứng dụng hoạt động.
Công cụ người dùng cuối [End User Tools]
Các công cụ cuối này tạo nên một hệ thống duy nhất cho người dùng. Công cụ cuối không bắt buộc đối với hệ điều hành nhưng cần thiết cho người dùng.
Một số ví dụ về công cụ cuối là công cụ thiết kế đồ họa, bộ văn phòng, trình duyệt, trình phát đa phương tiện, v.v.
Ưu điểm của Linux là gì?
Vì sao chúng ta lại sử dụng một hệ điều hành khác và phức tạp như Linux, trong khi chúng ta có một hệ điều hành đơn giản như Windows? Vì vậy, có nhiều tính năng khác nhau của hệ thống Linux làm cho nó hoàn toàn khác biệt và là một trong những hệ điều hành được sử dụng nhiều nhất. Linux là một hệ điều hành hoàn hảo nếu bạn muốn loại bỏ vi rút, phần mềm độc hại, chạy chậm, treo máy, sửa chữa tốn kém và nhiều hơn nữa. Hơn nữa, nó cung cấp nhiều lợi thế so với các hệ điều hành khác và chúng ta không phải trả tiền cho nó. Chúng ta hãy xem xét một số tính năng đặc biệt của nó sẽ thu hút bạn chuyển đổi hệ điều hành của bạn.
Mã nguồn mở & miễn phí
Hầu hết hệ điều hành có định dạng biên dịch có nghĩa là mã nguồn chính đã chạy qua một chương trình được gọi là trình biên dịch để dịch mã nguồn sang một ngôn ngữ mà máy tính biết.
Mặt khác, mã nguồn mở thì hoàn toàn khác. Mã nguồn được bao gồm trong phiên bản đã biên dịch và cho phép sửa đổi bởi bất kỳ ai có một số kiến thức. Nó cho chúng ta quyền tự do chạy chương trình, tự do thay đổi mã theo cách sử dụng của chúng ta, tự do phân phối lại các bản sao của nó và tự do phân phối các bản sao do chúng ta sửa đổi.
Bảo mật cao
Linux hỗ trợ các tùy chọn bảo mật khác nhau sẽ giúp bạn tránh khỏi vi rút, phần mềm độc hại, làm chậm máy, treo máy. Hơn nữa, nó sẽ giữ cho dữ liệu của bạn được bảo vệ. Tính năng bảo mật của nó là lý do chính mà nó là lựa chọn thuận lợi nhất cho các nhà phát triển. Nó không hoàn toàn an toàn, nhưng nó ít bị tổn thương hơn những nơi khác. Mỗi ứng dụng cần được ủy quyền bởi người dùng quản trị. Virus không thể được thực thi cho đến khi quản trị viên cung cấp mật khẩu truy cập. Hệ thống Linux không yêu cầu bất kỳ chương trình chống vi-rút nào.
Sự lựa chọn thuận lợi của các nhà phát triển
Linux phù hợp với các nhà phát triển, vì nó hỗ trợ hầu hết các ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất như C / C ++, Java, Python, Ruby, v.v. Hơn nữa, nó tạo điều kiện với một loạt các ứng dụng hữu ích để phát triển.
Các nhà phát triển nhận thấy rằng thiết bị đầu cuối Linux tốt hơn nhiều so với dòng lệnh Windows, Vì vậy, họ thích thiết bị đầu cuối hơn dòng lệnh Windows. Trình quản lý gói trên hệ thống Linux giúp lập trình viên hiểu được mọi thứ được thực hiện như thế nào. Bash scripting cũng là một tính năng chức năng cho các lập trình viên. Ngoài ra, hỗ trợ SSH giúp quản lý các máy chủ một cách nhanh chóng.
Linh hoạt
Linux là một hệ điều hành linh hoạt, vì nó có thể được sử dụng cho các ứng dụng máy tính để bàn, hệ thống nhúng và ứng dụng máy chủ. Nó có thể được sử dụng từ đồng hồ đeo tay đến siêu máy tính. Nó có ở khắp mọi nơi trong điện thoại, máy tính xách tay, PC, ô tô và thậm chí trong tủ lạnh của chúng ta. Hơn nữa, nó hỗ trợ các tùy chọn tùy chỉnh khác nhau.
Các bản phân phối Linux
Nhiều cơ quan đã sửa đổi hệ điều hành Linux và tạo ra các bản phân phối Linux của họ. Có rất nhiều bản phân phối Linux có sẵn trên thị trường. Chúng ta có thể chọn bất kỳ phân phối theo nhu cầu của chúng ta. Một số bản phân phối phổ biến là Ubuntu, Fedora, Debian, Linux Mint, Arch Linux và nhiều bản khác.
Đối với người mới bắt đầu, Ubuntu và Linux Mint được coi là hữu ích và đối với nhà phát triển thành thạo, Debian và Fedora sẽ là một lựa chọn tốt.
Linux hoạt động như thế nào?
Linux là một hệ điều hành giống UNIX, nhưng nó hỗ trợ một loạt các thiết bị phần cứng từ điện thoại đến siêu máy tính. Mọi hệ điều hành dựa trên Linux đều có nhân Linux và tập hợp các gói phần mềm để quản lý tài nguyên phần cứng.
Ngoài ra, hệ điều hành Linux bao gồm một số công cụ GNU cốt lõi để cung cấp cách quản lý tài nguyên hạt nhân, cài đặt phần mềm, định cấu hình cài đặt bảo mật và hiệu suất, v.v. Tất cả các công cụ này được đóng gói cùng nhau để tạo thành một hệ điều hành chức năng.
Làm thế nào để sử dụng Linux?
Chúng ta có thể sử dụng Linux thông qua giao diện đồ họa tương tác [GUI] cũng như từ thiết bị đầu cuối [Giao diện dòng lệnh]. Các bản phân phối khác nhau có giao diện người dùng hơi khác nhau nhưng hầu như tất cả các lệnh sẽ có cùng hành vi đối với tất cả các bản phân phối. Để chạy Linux từ thiết bị đầu cuối, nhấn các phím “CTRL + ALT + T” để làm việc.
Nguồn: Linux là gì? Cấu trúc của hệ điều hành Linux
Bài viết này có hữu ích với bạn không?
CóKhông