Что такое linux программирование

Предполагается, что читатель этой книги должен иметь хотя бы начальные пользовательские навыки при работе с GNU/Linux (умение вводить команды в оболочку и знать основы операционной системы), а также знать язык C хотя бы на начальном уровне. Я посчитал бессмысленным писать еще одну книгу по языку C. Если вы знаете язык C на уровне книги Кернигана и Ритчи «Язык программирования Си», то у вас не будет проблем с изучением материала этой книги.

Если вы знаете язык C++, но не знаете C, ничего страшного. Эти два языка хотя и разные по своей сути, но имеют одну и ту же синтаксическую основу. C++-программисту не надо обладать феноменальной сообразительностью, чтобы разобраться в программе, написанной на C.

Большая часть материала этой книги относится и к другим современным Unix-подобным операционным системам (FreeBSD, например). Если вы еще не знаете Linux, то больших проблем не будет.

1.2. Условные обозначения

В книге используется достаточно мало условных обозначений. Листинги программ, а также вырезки из листингов и содержимое конфигурационных или иных файлов выделяются синим цветом:

Примеры команд, вводимых в оболочку выделяются оранжевым цветом и начинаются с символа $ (приглашение командной строки). Вывод команд выделяется жирным шрифтом:

Примеры команд, вводимых от имени суперпользователя (root) выделяются так же, как и обычные команды, только в качестве приглашения командной строки используется символ #

Некоторые вещи в основном тексте, на которые я хотел бы обратить ваше внимание, будут выделяться жирным шрифтом. Некоторые термины, которые следует запомнить, будут выделяться курсивом. Кроме того, жирным шрифтом могут быть отделены от основного текста имена файлов, имена функций и т. п.

1.3. Что нужно иметь

То, что нам нужно иметь, называют инструментарием. Инструментарий программиста зависит от того, какие программы и на каких языках он будет писать. Наш инструментарий будет состоять из: 1) Операционной системы Linux (GNU/Linux) с текстовым редактором; 2) Компилятора с линковщиком; 3) Дополнительных утилит. Ну и конечно же из терпения и усердия.

Для начала нужно иметь Linux (здесь правильнее будет сказать GNU/Linux). Подойдет практически любой современный дистрибутив. Посмотрите, какая версия ядра Linux у вас используется. Наберите в оболочке следующую команду: У меня ядро версии 2.6.10. У вас, скорее всего, будет что-то другое. Дистрибутивы, построенные на ядрах версий 2.4.x и 2.6.x достаточно современные для того, чтобы воспроизвести все примеры в этой книге. Версии 2.0.x и 2.2.x также могут использоваться, но некоторые возможности, описанные в этой книге в этих ядрах не реализованы.

Следующий шаг — компилятор. Мы будем использовать компилятор gcc (не обсуждается!). Практически все дистрибутивы Linux поставляются вместе с компилятором языка C. Вопросы о том, какие программы установлены, как устанавливать недостающие программы выходят за рамки этой книги. Поэтому не буду объяснять, как проверить присутствие в системе компилятора. На начальном этапе обучения версия компилятора не имеет значения. Если у вас есть компилятор gcc, то и линковщик (о том, что это такое, будет рассказано позже) тоже есть (вероятность 99%).

Многие программисты используют различные оболочки для программирования (KDevelop, Glade и прочие). Мы откажемся от этого подхода по двум причинам: 1) это претит идеологии Unix; 2) за всеми этими средами разработки стоят те самые утилиты, которые мы будем использовать непосредственно. Нам на начальном этапе потребуется лишь утилита make.

И, наконец, немаловажная деталь. Текстовый редактор. Здесь на вкус и цвет товарища нет. В мире Unix-систем есть два лагеря: любители Vi и любители Emacs. В настоящее время написано много клонов редактора Vi (Vim, Elvis, GVim) и много клонов (а точнее — расширений) редактора Emacs. И для Vi и для Emacs существуют как консольные так и графические версии. Нет смысла обсуждать преимущества и недостатки этих двух «гигантов». Вам придется самостоятельно выбрать наиболее удобный для вас текстовый редактор. Возможно вам не понравится ни один из них и вы будете использовать что-нибудь наподобие kate или nedit или pico. Между прочим, редактор Pico открывает свой третий лагерь поклонников. Этот редактор, изначально разработанный в Вашингтонском университете для почтовика pine, а затем ставший самостоятельным редактором, уверенно набирает силу в сообществе Unix. Если вы полный аскет, можете попробовать редактор ed (red), который мало напоминает текстовый редактор в современном понимании. Опять же повторюсь, выбор за вами. Я использую консольную версию редактора Vim, но с большим уважением отношусь и к Emacs. Очень важно попробовать оба редактора «в полную силу», а не просто «взглянуть». Только опытный пользователь сможет за видимой неуклюжестью ощутить мощь и удобство. Это одна из важнейших граней идеологии Unix.

Подавляющую часть работы мы будем проводить в командной строке. «Командная строка» — общий термин, подразумевающий собой сочетание терминальной программы и командной оболочки. Терминальная программа (или программа эмуляции терминала), это то, что вы видите на экране, когда работаете с командной строкой. Терминальная программа позволяет пользователю вводить команды и видеть результаты их выполнения. Программа konsole в KDE, например, является терминальной программой. Под терминальной программой запускается командная оболочка (командный интерпретатор или просто shell). Командная оболочка через интерфейс терминальной программы общается с пользователем и выполняет всю основную работу. Bash, Csh, Ksh — это все командные оболочки или, как их еще называют, командные интерпретаторы. В Linux я рекомендую использовать оболочку Bash (Bourne Again SHell). Однако не произойдет ничего страшного, если вы будете использовать другую командную оболочку, например C-Shell (csh), у которой достаточно своих поклонников. Как вы позже узнаете, любая командная оболочка — это не просто исполнитель команд, но и полноценный интерпретатор собственного языка программирования. Чтобы узнать, какая оболочка запущена под терминальной программой, просто наберите команду ps. В одной из строк (скорее всего — в первой) будет написана ваша командная оболочка: В моем случае это bash.

1.4. Обратная связь

Если вы заметили ошибки/опечатки. Или если что-то в этой книге плохо описано, сообщайте об этом по адресу zlp@lindevel.ru или форуме на сайте Lindevel.Ru (http://www.lindevel.ru).

Книга распространяется на условиях GNU Free Documentation License. В соответствии с условиями этой лицензии вы можете свободно скачивать и распространять книгу без каких-либо разрешений, но не нарушая и не изменяя условий Лицензии. Если вы хотите поместить копию книги на своем Интернет-ресурсе или просто распечатать — делайте это свободно, как завещал великий Столлман!

Вы также можете вносить самостоятельные изменения в эту книгу. В этом случае я просто прошу сообщать мне об этом.

Источник

Что такое Linux (и другие вопросы)

Быстрое знакомство с самой многогранной операционной системой

Операционная система Linux работает почти на всех серверах в интернете. При этом Linux — это не название какой-то одной операционной системы, а общее название для сотен систем. Давайте разберёмся, как это вообще возможно.

Что такое Linux

Linux — это одновременно две вещи:

Название ядра операционной системы (то есть центральный модуль, который отвечает за базовые возможности системы).
Название семейства операционных систем, в которое, по разным подсчётам, входит от 500 до 600 операционок для разных задач.

Отдельной операционки под названием Linux нет, но если вы знаете принципы работы одной системы, вы сможете легко разобраться во всех остальных.

Что значит ядро Linux?

Ядро Linux — это то, что разработал программист Линус Торвальдс, когда хотел получить основные возможности UNIX, но без ограничения на коммерческое использование.

Ядро операционной системы отвечает за её базовые команды и операции, которые она умеет делать:

управление памятью — выделить место программе, ограничить, очистить;
управление процессами — запустить, дать ресурсы, убить;
управление железом — в ядро встроены драйверы для некоторого набора оборудования, чтобы операционка сразу работала на железе;
обмен информацией между процессами, службами и программами — чтобы программы могли отправлять запросы в интернет, писать данные на диск, читать с диска, запускать друг друга, обращаться к системе и т. д.

Ядро практически не видимо для пользователя, его нельзя «открыть», у него нет видимых для пользователя окон и кнопок. В ядро даже нельзя ввести команду с клавиатуры. Это как рептильный мозг человека: у нас нет к нему осознанного доступа и мы не можем остановить себе сердце силой мысли, но благодаря этому «ядру» у нас бьётся сердце.

Поверх ядра Linux разные программисты сделали свои версии операционных систем: RedHat, Ubuntu, Mint Linux и много-много других. Вот и получается, что ядро в основе — одно, а дистрибутивов Linux — много.

Linux — это версия Unix?

Нет, несмотря на похожие названия, это разные продукты.

Unix был создан в компании AT&T в 1970-х. Это была коммерческая операционка, которую хоть и лицензировали для университетов, но всё равно на ней хотели зарабатывать. UNIX существует как отдельная операционная система до сих пор и используется на сетевом оборудовании.

Linux создана в начале 90-х с нуля как открытая альтернатива Unix. В Linux используются многие принципы и механизмы Unix, но код другой. Более того, код Linux открытый: кто угодно может скачать исходник ядра Linux и посмотреть, как там всё устроено.

Возможно, именно благодаря открытости Linux стал настолько популярной операционной системой с сотнями дистрибутивов.

Что такое дистрибутив Linux

Дистрибутив Linux — это когда разные компании и разработчики берут ядро и добавляют сверху какой-то набор программ: оболочки, компиляторы, драйверы и всё остальное. Это уже становится полноценной операционной системой, и каждая из таких сборок имеет своё название.

Количество дистрибутивов Linux огромно — около 500 более-менее известных и бесчисленное множество разных сборок под разные задачи.

Любой человек, почитав полдня документацию и сформулировав свою задачу, сможет собрать собственный дистрибутив Linux — например под старый компьютер, для обучения, напичканный играми или для веб-разработки.

Почему дистрибутивов так много

Потому что каждая компания считает важным что-то своё:

одни хотят сделать операционку с красивым интерфейсом;
другие делают акцент на безопасности и шифровании данных;
третьи хотят расширенную поддержку сетевых протоколов;
четвёртым нужна поддержка определённого оборудования;
пятые хотят стабильности и отказоустойчивости;
шестым нужно, чтобы система работала в брелке от сигнализации;
а кому-то ещё — чтобы система работала на маломощном процессоре.

В зависимости от того, что для них важно, компании собирают свои дистрибутивы из разных компонентов.

Получается, Linux — это бесплатно?

В основном да, Linux — это бесплатно. Есть и коммерческие сборки Linux: ты платишь за софт и поддержку пользователей.

В этом и есть первая сила Linux — в бесплатности и доступности. Вторая суперсила — в гибкости и разнообразии настроек и специальных программ.

Как выглядит интерфейс Linux

Linux может выглядеть как угодно — смотря что вам нравится.

Когда вы смотрите на окна операционной системы, на самом деле вы смотрите на специальную программу-менеджер. Это надстройка над ядром, которая рисует красивые окна. В операционных системах Windows и MacOS оконные менеджеры стандартные и не меняются, а в Linux можно выбрать свой.

Дистрибутивы Linux выглядят по-разному в зависимости от того, какой оконный менеджер там стоит. Можно вообще обойтись без него.

Например, можно поставить себе оконный менеджер KDE:

Или можно использовать GNOME:

Или менеджер Xfce, если железо совсем слабое:

Можно вообще не пользоваться оконным менеджером и управлять всем из командной строки, как это делают на серверах:

Для чего используется Linux

Linux используется для чего угодно. Так как любой дистрибутив Linux собирается из разных кирпичиков, можно найти дистрибутивы:

для домашнего ежедневного использования (например, Ubuntu);
для реанимации старого железа (например, поставить Calculate для слабых компьютеров в школьных классах);
для серверов предприятий;
для суперкомпьютеров;
для отказоустойчивых станций для работы в бесперебойном режиме;
для систем безопасности и шифрования;
для создания сети из компьютеров для параллельных вычислений;
для обслуживания сигнализаций, умных домов и районов;
для роутеров и прочего компьютерного железа;
для роботов и робототехники.

Если того, что вам нужно, нет в списке, то вы можете сами сделать свой дистрибутив или взять что-то за основу и поставить туда нужный софт. Такой подход и делает Linux универсальной операционной системой для всего.

Можно ли играть в игры на Linux

В целом — да, но с ограничениями. Вот варианты:

Можно играть в ретроигры с помощью любого из десятков эмуляторов консоли.
Можно играть в некоторые PC-игры через эмулятор Windows (например, Wine). Игра может подтормаживать в зависимости от того, какое у вас железо и на какое железо была рассчитана игра.
Можно играть в игры, портированные на SteamOS — это собственная среда Steam на базе Linux. Компания Valve очень старается сделать как можно больше игр для этой платформы, потому что от этого зависит работа их будущей консоли SteamDeck, так что в некоторые топовые игры поиграть всё-таки можно.
Можно играть в игры, разработанные непосредственно для Linux.

На Linux можно поиграть в Doom Eternal. А в Doom 3 можно поиграть даже на Линуксе, который работает на одноплатном компьютере Raspberry Pi 4.

Основная проблема с играми на Linux — это передовые игры, которые используют максимум возможностей видеокарты. Не на все карты и не у всех производителей есть драйверы на Linux. Хотя со временем их становится всё больше, а некоторые ребята даже пишут собственные драйверы.

А что со специализированным железом и софтом?

На Linux есть масса профессионального софта для работы с графикой, видео и звуком. Это не такие комбайны, как у Adobe и Apple, но со своими задачами справляются.

Постепенно производители софта понимают важность Linux и выпускают для него полноценные версии своего софта. Например, Blackmagic сделали для Linux полноценную версию видеомонтажной программы Davinci Resolve.

Совместимость со специализированным железом под вопросом: есть железо, которое работает только на Linux. И есть железо, у которого вообще нет драйверов на Linux. Надо смотреть.

Можно ли запускать на Linux программы от MacOS или Windows?

В целом — да. На Linux можно установить эмуляторы других операционных систем. Например, Wine — это широко распространённый эмулятор Windows. Есть система VMWare Workstation, которая создаёт виртуальную машину внутри вашего Линукса, и там можно запустить что угодно.

Надо понимать, что любая эмуляция «отжирает» часть ресурсов компьютера и могут быть проблемы с совместимостью, поэтому ступайте осторожно.

Что дальше

В одном из следующих выпусков перейдём к практике — установим Linux на домашний компьютер. Лайк, подписка.

Источник