Um sistema UNIX consiste em várias partes ou camadas, como eu gostaria de chamá-las.
Para iniciar um sistema, um programa chamado gerenciador de inicialização fica no primeiro setor de uma partição do disco rígido. Ele é iniciado pelo sistema e, por sua vez, localiza o kernel do sistema operacional e carrega-o.
Camadas
O Kernel. Este é o programa central iniciado pelo gerenciador de inicialização. Ele faz a interação básica de hardware do sistema (disco, memória, vídeo, som) e oferece um ambiente virtual no qual ele pode iniciar programas. O kernel também envia todos os drivers que lidam com todas as pequenas diferenças entre os dispositivos de hardware. Para o mundo exterior (as camadas mais altas), cada classe de dispositivos parece se comportar exatamente da mesma maneira consistente - a qual, por sua vez, os programas podem desenvolver.
Subsistemas em segundo plano. Existem apenas programas regulares, que ficam fora do seu caminho. Eles lidam com coisas como login remoto, fornecem um barramento de mensagens central e executam ações com base em eventos de hardware / rede. Por exemplo, descoberta de bluetooth, gerenciamento de wifi, etc. Quaisquer serviços de rede (servidor de arquivos, servidor de impressão, servidor web) também vivem nesse nível. Nos sistemas UNIX, esses são apenas programas normais.
As ferramentas de linha de comando. Todos esses são pequenos programas que podem ser iniciados para edição de texto, download de arquivos ou administração do sistema. Neste ponto, um sistema UNIX é totalmente utilizável para administradores de sistema. No Windows, essa camada realmente não existe mais.
A interface gráfica do usuário. Estes também são apenas programas, a única diferença é que eles desenham janelas na tela em vez de escrever texto. Isso facilita o uso do sistema para usuários regulares.
Qualquer serviço ou evento passará de baixo para cima.
Bibliotecas - a plataforma comum
Os programas fazem muitas coisas comuns, como exibir uma janela, desenhar coisas na tela ou baixar um arquivo. Essas coisas são iguais para vários programas; portanto, esse código é colocado em arquivos "biblioteca" separados ( .soarquivos - significando objeto compartilhado). A biblioteca pode ser compartilhada em todos os programas.
Para cada coisa imaginável, há uma biblioteca. Existe um para leitura / gravação de arquivos PNG. Há um para arquivos JPEG, para leitura de XML, criptografia, reprodução de vídeo e assim por diante.
No Linux, as bibliotecas comuns para desenvolvedores de aplicativos são Qt e Gtk. Essas bibliotecas usam bibliotecas de nível inferior internamente para suas necessidades específicas, enquanto expõem sua funcionalidade de maneira consistente e concisa para que os desenvolvedores de aplicativos criem aplicativos ainda mais rapidamente.
As bibliotecas fornecem a plataforma de aplicativos, na qual os programadores podem criar aplicativos de usuário final para um sistema operacional. Quanto mais bibliotecas de alta qualidade um sistema fornece, menos código um programador precisa escrever para criar um programa bonito.
Algumas bibliotecas podem ser usadas em diferentes sistemas operacionais (por exemplo, Qt é), outras são realmente especificamente vinculadas a um sistema operacional. Isso restringirá seu programa para poder executar apenas nessa plataforma.
Comunicação entre processos
Um terceiro componente de um sistema operacional é a maneira como os programas podem se comunicar. Estes são os mecanismos de comunicação entre processos (IPC). Eles existem em vários tipos, por exemplo, um pedaço de memória compartilhada ou um pequeno canal é configurado entre dois programas para trocar dados. Há também um barramento central de mensagens no qual cada programa pode postar uma mensagem e receber uma resposta. Isso é usado para comunicação global, onde não se sabe qual programa pode responder.
Das bibliotecas aos sistemas operacionais
Com bibliotecas, IPC e o kernel instalados, os programadores podem criar todos os tipos de aplicativos para serviços do sistema, administração de usuários, configuração, administração, trabalho de escritório, entretenimento, etc. "
Nos sistemas UNIX / Linux, todos os serviços são apenas programas. Todas as ferramentas de administração do sistema são apenas programas. Todos eles fazem o seu trabalho e podem ser encadeados. Resumi vários programas importantes em http://codingdomain.com/linux/sysadmin/
Peças distinguíveis com Windows
O UNIX é principalmente um sistema de programas, arquivos e permissões restritas. Muitas complexidades são evitadas, tornando-o um sistema poderoso, embora pareça fácil.
Em detalhes, estes são os princípios que podem ser encontrados nos sistemas UNIX / Linux:
Existem maneiras uniformes de acessar informações. ("Tudo é apenas um arquivo"). Você pode abrir um arquivo, soquete de rede, canal IPC, parâmetros do kernel e bloquear um dispositivo como um arquivo. Daí a aparência dos sistemas de arquivos virtuais em / dev, / sys e / proc. A única API que você nunca precisa é de open, reade close.
O sistema subjacente é transparente. Todo programa opera sob as mesmas regras. Ao contrário do Windows, não há diferença artificial entre um "programa de console", "programa gui" ou "serviço em segundo plano". São todos apenas programas, que fazem coisas diferentes. Todos eles também podem ser observados, analisados e depurados da mesma maneira.
As configurações são legíveis, editáveis e podem ser anotadas com comentários. Eles geralmente têm um formato no estilo INI, mas podem usar um formato personalizado para as necessidades desse aplicativo. Por serem apenas arquivos, eles podem ser copiados para outros sistemas, arquivados ou armazenados em backup com ferramentas padrão.
Não existem aplicativos grandes "faça tudo de uma vez". O mantra é "faça uma coisa, faça bem". As ferramentas de linha de comando podem ser encadeadas e, juntas, poderosas. Serviços separados (por exemplo, SMTP, IMAP e POP e login) são subprogramas separados, evitando problemas complexos de código e segurança entrelaçados. Ambientes de desktop complexos delegam trabalho árduo a programas individuais.
fork(). Novos programas são iniciados por um programa existente que é clonado. O clone configura tudo (por exemplo, identificadores de arquivo) e, opcionalmente, se substitui pelo novo código do programa. Isso facilita muito a aplicação das mesmas configurações e restrições de segurança a novos programas, compartilhamento de memória ou configuração de um mecanismo IPC. O custo de iniciar um processo também é muito baixo.
O sistema de arquivos é uma árvore, na qual outras partições de disco e compartilhamentos de rede podem ser montados. Novamente, existe uma maneira universal de acessar dados. Locais comuns do sistema (por exemplo, /usrpodem ser facilmente montados como compartilhamento de rede).
O sistema é construído para privilégios baixos do usuário. Após o login, todos os usuários (exceto root) ficam confinados em seus próprios recursos, executando apenas aplicativos e arquivos. Os serviços de rede reduzem seus privilégios o mais rápido possível. Existe uma maneira clara e clara de obter mais privilégios ou pedir a alguém para executar um trabalho privilegiado em seu nome. Todas as outras chamadas são limitadas pelas restrições e limitações do programa.
Todo programa armazena configurações em um arquivo / pasta oculto do diretório inicial do usuário. Nenhum programa tenta gravar um arquivo de configuração global.
Um favor em relação a mecanismos de comunicação descritos abertamente sobre mecanismos secretos ou mecanismos 1-para-1 específicos. Outros fornecedores e desenvolvedores de software são incentivados a seguir a mesma especificação, para que as coisas possam ser facilmente conectadas, trocadas e ainda assim permanecerem fracamente acopladas.