تحقیق مقاله لینوکس

مقدمه

لینوکس، یک سیستم عامل قدرتمند، پایدار و رایگان است و هم اکنون توسط شرکت ها و سازمان های متعددی از سراسر جهان پشتیبانی و حمایت می شود. این سیستم عامل به صورت متن باز ارائه می شود و بدین ترتیب برنامه نویسان و دانشجویان به راحتی میتوانند کدهای آن را تغییر دهند. لینوکس یک سیستم عامل رایگان، سریع، پایدار،قابل اطمینان و انعطاف پذیر است که بر روی طیف وسیعی از کامپیوترها همانند کامپیوترهای شخصی، ایستگاههای کاری، سرویس دهنده ها و مسیریاب ها استفاده می شود. در ابتدا لینوکس برای پردازنده های x86 شرکت اینتل طراحی شده بود ولی امروزه لینوکس پردانده های اینتل،مک،اسپارک،آلفا و سایر سکوهای سخت افزاری بکار می رود. بطور کلی لینوکس یک سیستم عامل چند کاربره و چند منظوره است و بدلیل چند کاربره بودن، کاربران متعددی می توانند به طور همزمان به آن متصل شوند. با خاصیت چند برنامه ای نیز امکان اجرای همزمان برنامه های متعدد فراهم می شود. بطور معمول انواع مختلف لینوکس، سرویس دهنده های متنوعی برای سرویس وب، پست الکترونی، سرویس نام دامنه و ... ارائه می دهند که از قدرت، کارایی سرعت و پایداری مناسبی برخوردارند.لینوکس ردهت یکی از معروفترین انواع لینوکس بشمار می رود و قدرت و انعطاف پذیری کاربردی استگاههای کاری یونیکس را به کامپیوترهای شخصی آورده و مجموعه کاملی از برنامه های کاربردی و محیط های گرافیکی کارآمد را ارئه می دهد. محیط های گرافیکی مورد استفاده در ردهت دو محیط قدرتمند GNOME و KDE هستند که هر یک از آنها براحتی قابل تنظیم و پیکربندی بوده و برای مدیریت سیستم, برنامه ها. فایلها .شبکه و غیره بکار می روند.   

شروع داستان لینوکس

در سال 1991 در حالی که جنگ سرد رو به پایان می‌رفت و صلح در افق ها هویدا می‌شد، در دنیای کامپیوتر، آینده بسیار روشنی دیده می‌شد. با وجود قدرت سخت‌افزارهای جدید، محدودیت های کامپیوترها رو به پایان می‌رفت. ولی هنوز چیزی کم بود ... و این چیزی نبود جز فقدانی عمیق در حیطه سیستم های عامل.

DOS، امپراطوری کامپیوترهای شخصی را در دست داشت. سیستم عامل بی‌استخوانی که با قیمت 50000 دلار از یک هکر سیاتلی توسط بیل گیتز (Gates Bill) خریداری شده بود و با یک استراتژی تجاری هوشمند، به تمام گوشه‌های جهان رخنه کرده بود. کاربران PC انتخاب دیگری نداشتند. کامپیوترهای اپل مکینتاش بهتر بودند. ولی قیمت های نجومی، آن ها را از دسترس اکثر افراد خارج می‌ساخت.

خیمه‌گاه دیگر دنیای کامپیوترها، دنیای یونیکس به خودی خود بسیار گرانقیمت بود. آنقدر گرانقیمت که کاربران کامپیوترهای شخصی جرات نزدیک شدن به آن را نداشتند. کد منبع یونیکس که توسط آزمایشگاه های بل بین دانشگاه ها توزیع شده بود، محتاطانه محافظت می‌شد تا برای عموم فاش نشود. برای حل شدن این مسئله، هیچیک از تولید‌کنندگان نرم‌افزار راه حلی ارائه ندادند.

بنظر می‌رسید این راه حل به صورت سیستم عامل MINIX ارائه شد. این سیستم عامل، که از ابتدا توسط اندرو اس. تانناوم (Andrew S. Tanenbaum) پروفسور هلندی، نوشته شده بود به منظور تدریس عملیات داخلی یک سیستم عامل واقعی بود. این سیستم عامل برای اجرا روی پردازنده‌های 8086 اینتل طراحی شده بود و بزودی بازار را اشباع کرد.

بعنوان یک سیستم عامل، MINIX خیلی خوب نبود. ولی مزیت اصلی آن، در دسترس بودن کد منبع آن بود. هر کس که کتاب سیستم عامل تاننباوم را تهیه می‌کرد، به 12000 خط کد نوشته شده به زبان C و اسمبلی نیز دسترسی پیدا می‌کرد. برای نخستین بار، یک برنامه‌نویس یا هکر مشتاق می‌توانست کد منبع سیستم عامل را مطالعه کند. چیزی که سازندگان نرم‌افزارها آن را محدود کرده بودند. یک نویسنده بسیار خوب، یعنی تاننباوم، باعث فعالیت مغزهای متفکر علوم کامپیوتری در زمینه بحث گفتگو برای ایجاد سیستم عامل شد. دانشجویان کامپیوتر در سرتاسر دنیا با خواندن کتاب و کدهای منبع، سیستمی را که در کامپیوترشان در حال اجرا بود، درک کردند و یکی از آن ها بینوس توروالدز نام داشت.

تاریخچه لینوکس

تولد سیستم عامل جدید

در سال 1991 لینوس بندیکت توروالدز (Linus Benedict Torvalds) دانشجوی سال دوم علوم کامپیوتر دانشگاه هلسینکی فنلاند و یک هکر خود آموخته بود. این فنلاندی 21 ساله عاشق وصله پینه کردن محدودیت هایی که سیستم را تحت فشار قرار می‌دادند. ولی مهمترین چیزی که وجود نداشت یک سیستم عامل بود که بتواند نیازهای حرفه‌ای‌ها را برآورده نماید. MINIX خوب بود ولی فقط یک سیستم عامل مخصوص دانش‌آموزان بود و بیشتر به عنوان یک ابزار آموزشی بود تا ابزاری قدرتمند برای به کارگیری در امور جدی.

در این زمان برنامه‌نویسان سرتاسر دنیا توسط پروژه گنو (GNU) که توسط ریچارد استالمن (Richard Stallman) آغاز شده بود، تحریک شده بودند. هدف این پروژه ایجاد حرکتی برای فراهم نمودن نرم‌افزارهای رایگان و در عین حال با کیفیت بود. استالمن خط مشی خود را از آزمایشگاه معروف هوش مصنوعی دانشگاه MIT با ایجاد برنامه ویرایشگر emacs در اواسط و اواخر دهه 70 آغاز نمود. تا اوایل دهه 80، بیشتر برنامه‌نویسان نخبه آزمایشگاه های هوش مصنوعی MIT جذب شرکت های نرم‌افزاری تجاری شده بودند و با آن ها قراردادهای حفظ اسرار امضا شده بود. ولی استالمن دیدگاه متفاوتی داشت. وی عقیده داشت بر خلاف سایر تولیدات، نرم‌افزار باید از محدودیت های کپی و ایجاد تغییرات در آن آزاد باشد تا بتوان روز به روز نرم‌افزار‌های بهتر و کارآمدتری تولید نمود.

با اعلامیه معروف خود در سال 1983 پروژه GNU را آغاز کرد. وی حرکتی را آغاز کرد تا با فلسفه خودش به تولید و ارائه نرم‌افزار بپردازد. نام GNU مخفف GNU is Not Unix است. ولی برای رسیدن به رویای خود برای ایجاد یک سیستم عامل رایگان، وی ابتدا نیاز داشت تا ابزارهای لازم برای این کار را ایجاد نماید. بنابراین در سال 1984 وی شروع به نوشتن و ایجاد کامپایلر زبان C گنو موسوم به GCC نمود. ابزاری مبهوت‌کننده برای برنامه‌نویسان مستقل. وی با جادوگری افسانه‌ای خود به تنهایی ابزاری را ایجاد نمود که برتر از تمام ابزارهایی که تمام گروه های برنامه‌نویسان تجاری ایجاد کرده بودند قرار گرفت. GCC یکی از کارآمدترین و قویترین کامپایلرهایی است که تاکنون ایجاد شده است.

تا سال 1991 پروژه GNU تعداد زیادی ابزار ایجاد کرده بود ولی هنوز سیستم عامل رایگانی وجود نداشت. حتی MINIX هم لایسنس شده بود. کار بر روی هسته سیستم عامل گنو موسوم به HURD ادامه داشت ولی به نظر نمی‌رسید که تا چند سال آینده قابل استفاده باشد.

این زمان برای توروالدز بیش از حد طولانی بود ...

در 25 آگوست 1991، این نامه تاریخی به گروه خبری MINIX از طرف توروالدز ارسال شد:

از: ‌لینوس بندیکت توروالدز

به : گروه خبری MINIX

موضع: بیشتر چه چیزی را می‌خواهد در MINIX ببینید؟

خلاصه: نظرخواهی کوچک در مورد سیستم عامل جدید من

با سلام به تمام استفاده‌کنندگان از MINIX من در حال تهیه یک سیستم عامل رایگان فقط به عنوان سرگرمی و نه به بزرگی و حرفه‌ای GNU برای دستگاههای 386 و 486 هستم. این کار از آوریل شروع شده و در حال آماده شدن است. من مایلم تا نظرات کاربران را در مورد چیزهایی که در MINIX دوست دارند یا ندارند، جمع‌آوری کنم. زیرا سیستم عامل من حدوداً‌ شبیه آن است. مانند ساختار سیستم فایل مشابه و چیزهای دیگر ... من اکنون bash نسخه 1.08 و GCC نسخه 1.40 را به آن منتقل کرده‌ام و به نظر می‌رسد که کار می‌کند. من در عرض چند ماه چیزی آزمایشی درست کرده‌ام و مایلم بدانم که کاربران بیشتر به چه قابلیتهایی نیاز دارند؟ من از هر پیشنهادی استقبال می‌کنم. ولی قول نمی‌دهم همه آنها را اجرا کنم.                                                     

                                                                                                                      لینوس

همانطور که در این نامه پیداست، خود توروالدز هم باور نمی‌کرد که مخلوقش آنقدر بزرگ شود که چنین تحولی در دنیا ایجاد کند. لینوکس نسخه 1.0 در اواسط سپتامبر 1991 منتشر شد و روی اینترنت قرار گرفت. شور و اشتیاقی فراوان حول مخلوق توروالدز شکل گرفت. کدها دانلود شده، آزمایش شدند و پس از بهینه‌سازی به توروالدز بازگردانده شدند. لینوکس نسخه 2.0 در پنجم اکتبر به همراه اعلامیه معروف توروالدز

آماده شد:

از:‌ لینوس بندیکت توروالدز

به: گروه خبری MINIX

آیا شما از روزهای زیبای MINIX 1.1 محروم شده‌اید؟ ‌هنگامی که مردها مرد بودند و راه‌اندازهای دستگاه خود را خودشان می‌نوشتند؟‌ آیا شما فاقد یک پروژه زیبا هستید و می‌میرید تا سیستم عاملی داشته باشید تا بتوانید آنرا مطابق با نیازهای خود درآورید؟ اگر اینگونه است، این نامه برای شما نوشته شده است.

همانطور که ماه پیش گفتم من در حال کار بر روی یک سیستم عامل رایگان مشابه MINIX برای کامپیوترهای 386 هستم. این سیستم عامل اکنون بجایی رسیده است که قابل استفاده است و مایل هستم که کدهای منبع را در سطح گسترده‌تر پخش نمایم. این نسخه 2.0 است ولی من موفق شده‌ام که نرم‌افزارهای compress , GUN-sed , GNU – Make, GCC, Bash و غیره را تحت آن اجرا کنم. کدهای منبع این پروژه را می‌توانید از آدرس nic.funet. fi با آدرس 128.214.6.100 در دایرکتوری pub OS/linux پیدا کنید. این دایرکتوری همچنین دارای چند فایل README و تعدادی باینری قابل اجرا تحت لینوکس است. تمام کدهای منبع ارائه شده است زیرا هیچ یک از کدهای MINIX در آن استفاده نشده است. سیستم را می‌توانید همانطور که هست کامپایل و استفاده کنید. کدهای منبع باینریها را هم می‌توانید در مسیر pub GNU پیدا کنید.

لینوکس نسخه 3.0 پس از چند هفته آماده شد و تا دسامبر، لینوکس به نسخه 10.0 رسید. هنوز لینوکس فقط چیزی کمی بیشتر از یک فرم اسکلت بود. این سیستم عامل فقط دیسکهای سخت AT را پشتیبانی می‌کرد و ورود به سیستم نداشت و مستقیماً‌ به خط فرمان بوت می‌شد. نسخه 11.0 خیلی بهتر شد. این نسخه از صفحه کلید های چند زبانه پشتیبانی می‌کرد، دیسکهای فلاپی و کارتهای گرافیکی EGA, VGA هرکولس و ... نیز پشتیبانی می‌شدند. شماره نسخه‌ها از 12.0 به 95.0 و 0.96 افزایش پیدا کرد و ادامه یافت. بزودی کد آن بوسیله سرویس‌دهند‌های FTP در فنلاند و مناطق دیگر، در سرتاسر جهان منتشر شد.

مقایسه و توسعه

بزودی توروالدز با مقایسه‌هایی از طرف اندروتاننباوم، معلم بزرگی که MINIX را نوشته بود، ‌مواجه شد. تاننباوم برای توروالدز می‌نویسد:

"من برین نکته تاکید دارم که ایجاد یک هسته یکپارچه در سال 1991 یک اشتباه پایه‌ای بود. خدا را شکر که شما شاگرد من نیستید، و اگر نه چنین طرحی نمره بالایی نمی‌گرفتید."

توروالدز بعداً پذیرفت که این بدترین نکته در توسعه لینوکس بوده است. تاننباوم یک استاد مشهور بود و هر چه که می‌گفت واقعیت داشت. ولی وی در مورد لینوکس اشتباه می‌کرد. توروالدز کسی نبود که به این سادگی‌ها پذیرای شکست باشد.

تاننباوم همچنین گفته بود: "لینوکس منسوخ شده است".

اکنون نوبت حرکت نسل جدید لینوکس بود. با پشتیبانی قوی از طرف اجتماع لینوکس، توروالدز یک پاسخ مناسب برای تاننباوم فرستاد:

"شغل شما استاد دانشگاه و محقق بودن است و این بهانه خوبی برای برخی مغز خرابکنیهای MINIX است".

و کار ادامه یافت. بزودی صدها نفر به اردوگاه لینوکس پیوستند. سپس هزاران نفر و سپس صدها هزار نفر، لینوکس دیگر اسباب بازی هکرها نبود. با پشتیبانی نرم‌افزارهای پروژه GNU، لینوکس آماده یک نمایش واقعی بود. لینوکس تحت مجوز GPL قرار داده شد. با این مجوز همه می‌توانستند کدهای منبع لینوکس را به رایگان داشته باشند، بر روی آنها مطالعه کرده و آنها را تغییر دهند. دانشجویان و برنامه‌نویسان آن را قاپیدند.

و خیلی زود تولید‌کنندگان تجاری وارد شدند. لینوکس به خودی خود رایگان بود و هست. کاری که این تولید‌کنندگان انجام دادند، کامپایل کردن بخشها و نرم‌افزارهای مختلف و ارائه آن بصورت یک فرمت قابل توزیع همانند سایر سیستم عاملها بود، تا مردم عادی نیز بتوانند از آن استفاده کنند. اکنون توزیع‌هایی مانند ردهت، دبیان و زوزه دارای بیشترین سهم کاربران در سرتاسر جهان هستند. با رابطهای گرافیکی کاربر جدید مانند KDE و GNOME توزیع‌های لینوکس در بین مردم بسیار گسترش یافتند.

همچنین اتفاقات جالبی با لینوکس رخ می‌دهد. در کنار PC، لینوکس به روی اکثر پلاتفورم ها منتقل شده است. لینوکس تغییر داده شد تا کامپیوتر دستی شرکت com3 یعنی palmpilot را اجرا نماید. تکنولوژی کلاستر کردن این امکان را بوجود آورد تا بتوان تعداد زیادی از ماشینهای لینوکس را به یک مجموعه واحد پردازشی تبدیل نمود. یک کامپیوتر موازی. در آوریل 1996 محققین آزمایشگاههای ملی لوس آلاموس از 68 کامپیوتر مبتنی بر لینوکس برای پردازش موازی و شبیه‌سازی موج انفجار اتمی استفاده کردند. ولی بر خلاف ابر کامپیوترهای دیگر، هزینه آنها بسیار ارزان تمام شد. ابر کامپیوتر خود ساخته آنها با تمام تجهیزات و سخت‌افزارها 152000 دلار هزینه در برداشت و این یک دهم هزینه یک ابر کامپیوتر تجاری است. این ابر کامپیوتر به سرعت 16 بیلیون محاسبه در ثانیه دست یافت و به رتبه 315 ام این ابر کامپیوتر جهان دست پیدا کرد. و صد البته یکی از پایدارترین آن ها بود. پس از سه ماه از آغاز فعالیت، هنوز بوت نشده بود. بهترین موردی که امروزه برای لینوکس وجود دارد، طرفداران متعصب آن هستند. هنگامی که یک قطعه سخت‌افزاری جدید ارائه می‌شود، هسته لینوکس برای استفاده از آن تغییر داده می‌شود. برای مثال هنگام ارائه پردازنده 64 بیتی شرکت AMD هسته به سرعت چند هفته برای کار با آن آماده شد. اکنون لینوکس بر روی تمام انواع خانواده‌های سخت‌افزاری موجود اعم از Alpha, MAC, PC و انواع سخت‌افزارهای درونه‌ای قاب اجراست که آن را برای استفاده در ماشین‌آلات صنعتی و آلات و ادواتی که نیاز به پردازش کامپیوتری دارند، بسیار مناسب نموده است. لینوکس با همان فلسفه و هدفی که در سال 1991 ایجاد شد، وارد هزاره جدید شده است.

توروالدز، هوز یک انسان ساده است. بر خلاف بیل گیتش، او یک میلیاردر نیست. پس از اتمام مطالعاتش وی به آمریکا رفت تا با شرکت Transmeta همکاری نماید. پس از انجام یک پروژه فوق سری که توروالدز یکی از اعضای فعال بود، ترانسمتا پردازنده cruise را به بازار ارائه کرد. توروالدز هنوز پرطرفدارترین و مشهورترین برنامه‌نویس جهان است. در حال حاضر توروالدز، ترانسمتا را ترک نموده و با حمایت شرکتهای بزرگ به طور تمام وقت بر روی لینوکس کار می‌کند.

پس از یک دهه لینوکس امروز

امروزه لینوکس بیش از یک دهه توسعه را پشت سر گذاشته است و یکی از سریع‌التوسعه‌ترین سیستم‌های عامل به شمار می‌رود. از چند کاربر انگشت شمار در سالهای 1991 و 1992 امروزه میلیونها کاربر از لینوکس استفاده می‌کنند. IBM که زمانی بزرگترین دشمن جماعت open source به شمار می‌رفت، اکنون سرمایه‌گذاری عظیمی در زمنیه توسعه راه حل‌های open source تحت لینوکس نموده است. در حال حاضر تعداد توسعه‌دهندگانی که برای افزایش قابلیتهای لینوکس تلاش می‌کنند، روز به روز افزایش می‌یابد.

امروزه تعداد زیادی از شرکتها و موسسات حرفه‌ای تجاری، پشتیبانی از محصولات مبتنی بر لینوکس را بر عهده گرفته‌اند. اکنون دیگر استفاده لینوکس در محیطها اداری، پذیرفتن ریسک نیست. از نظر قابلیت اطمینان و پایداری و همچنین حفاظت در برابر انواع ویروسها چیزی بهتر از لینوکس وجود ندارد. با تلاش شرکتهای بزرگی مانند ردهت استفاده از لینوکس در محیطهای تجاری توسعه فراوان یافته و اکنون تعداد زیادی از شرکتهای کوچک و بزرگ در حال استفاده از سرویس‌دهنده‌ها و ایستگاههای کاری مبتنی بر لینوکس هستند.

گسترش لینوکس روی میزی (Desktop Linux):

بزرگترین ایرادی که از لینوکس گرفته می‌شد چه بود؟ ‌قبلاً محیط تمام متنی لینوکس، بسیاری از کاربران را از استفاده کردن از آن بر حذر می‌داشت. با اینکه در استفاده از محیط متنی کنترل کامل سیستم در اختیار شماست. ولی این محیط اصلا برای کاربران عادی سیستمهای کامپیوتری مناسب نیست. محیطهای گرافیکی که بر پایه X- window وجود داشتند نیز پاسخگوی امکاناتی که سیستم عاملهای گرافیکی مانند ویندوز برای کاربران خود ارائه می‌کردند، نبودند. ولی از چند سال گذشته این وضعیت در حال تغییر بوده است. اکنون محیطهای گرافیکی حرفه‌ای مانند KDE و GNOME تصویر لینوکس را کامل کرده‌اند. این محیطهای گرافیکی اکنون بسیار کاربرپسند و قدرتمند شده‌اند و وجود این سیستمهاست که امروزه کاربران عادی نیز می‌توانند از لینوکس استفاده کنند.

لینوکس در جهان سوم

ورود لینوکس به کشورهای جهان سوم تحولی ایجاد نموده است. قبل از وجود لینوکس کشورهای جهان سومی در زمینه کامپیوتر در سطح بسیار پایین تری قرار داشتند. هزینه سخت‌افزارها بسیار پایین آمده بود ولی هزینه نرم‌افزار برای این گونه کشورها همچنان کمرشکن بود. این امر باعث شد تا در بسیاری از این کشورها کپی غیرمجاز نرم‌افزارها گسترش پیدا کند که باعث میلیاردها دلار خسارت سالیانه می‌شود. یکی از عمده‌ترین دلایل این کار پایین بودن درآمد سرانه در این کشورهاست. هنگامی که مجموع درآمد سرانه سالیانه بیش از 200 تا 300 دلار نیست، هیچگاه امکان خرید یک سیستم عامل 100 دلاری وجود نخواهد داشت.

طلوع لینوکس و سایر تولیدات باز متن، این وضعیت را تغییر داده است. این امکان وجود دارد تا بتوان لینوکس را در کامپیوترهای قدیمی 486 و پنتیوم که اکنون در کشورهای توسعه یافته به تاریخ پیوسته‌اند ولی هنوز در کشورهای در حال توسعه از آنها استفاده می‌شود،‌ اجرا نمود. همچنین استفاده از نرم‌افزارهای رایگان متن باز گسترش یافته تا جلوی هزینه‌های سرسام‌آور نرم‌افزاری این کشورها را بگیرد. امروزه در کشورهای آسیایی، آفریقایی و آمریکای لاتین استفاده از لینوکس و نرم‌افزارهای متن باز گسترش فراوانی یافته و با استفاده از خصلت ذاتی تغییر پذیری لینوکس، برای استفاده از زبانهای ملی این کشورها سفارشی شده است. امروزه مستندات لینوکس به اکثر زبانهای زنده جهان ترجمه شده‌اند.

از میزکار تا ابر کامپیوتر ها

هنگامی که توروالدز لینوکس را ایجاد نمود، این مخلوق جدید، فقط یک اسباب بازی تازه برای هکرها بود. ولی از زمان دستگاههای 386 که نخستین هسته لینوکس بر روی آنها اجرا می‌شد، لینوکس راه درازی را طی نموده است. یکی از مهمترین استفاده‌های امروزی لینوکس استفاده از آن در پردازشهای سنگین موازی در ابر کامپیوترهاست. امروزه اکثر ابر کامپیوترهایی که در جهان ساخته می‌شوند، از لینوکس به عنوان سیستم عامل خود استفاده می‌کنند.