Архитектура UNIX и Windows
Архитектура UNIX
Виртуальная память была изобретена в 1962 году, в Англии при создании суперкомпьютера Atlas. В большинстве современных компьютеров оперативная память не так велика, как используемое процессором адресное пространство. Размер ОЗУ типичного персонального компьютера варьируется от десятков до сотен мегабайт. При запуске программа загружается с какого-либо накопителя в оперативную память. Если же программа не помещается в ОЗУ, то те её части, которые в данный момент не выполняются, хранятся во вторичном запоминающем устройстве, чаще всего винчестере, и такая память называется виртуальной. Безусловно, перед выполнением необходимая часть программы должна быть перемещена в оперативную память. Данные функции выполняет ядро операционной системы (диспетчер виртуальной памяти, находящийся в микроядре). И для программы и для пользователя эти действия прозрачны. Естественно, на запросы к виртуальной памяти уходит гораздо большее время, нежели к ОЗУ.
Windows 2000/XP построены на архитектуре микроядра (microkernel architecture). ОС Windows 95/98 используют монолитное (monolithic) ядро. Микроядра являются сравнительно небольшими и модульными. Благодаря последнему новые устройства зачастую добавляются как модули, которые можно загружать/выгружать на этапе исполнения без перекомпиляции ядра. На архитектуре микроядра построены также FreeBSD и Mac OS X. Монолитные же ядра используются еще и в Linux. Они оптимизированы для более высокой производительности с минимальными контекстными переключениями. Такая архитектура упрощает поддержку кода ядра для разработчиков, но требует перекомпиляции ядра при добавлении новых устройств. Следует отметить, что описанные здесь различия являются «классическими», на практике монолитные ядра могут поддерживать модульность (что зачастую и происходит), а микроядра могут требовать перекомпиляции.
Архитектура Windows
Ядро UNIX/Linux имеет два вида исключений, которые обычно называют «oops» и «panic». Почти в каждой операционной системе паника происходит в тех случаях, когда ядро обнаруживает серьезную неисправность. Если система каким-либо образом повредила сама себя, ей требуется остановиться немедленно, пока она не произведет необратимых критических изменений (типа уничтожения файловой системы). Везде, где только возможно, UNIX/Linux пытается детектировать проблему и справиться с ней без остановки всей системы. Например, многие ситуации типа «oops» приводят к завершению процесса, который нормально запустился, но потом зациклил систему. Бывают, однако, ситуации, когда все настолько плохо, что полная паника является наилучшим выходом. Считается, что пользователи стабильных версий ядра не должны встречать ни «паник», ни «oops». Но в реальном мире они иногда происходят.
Недавно найденный «TF-баг» (смотрите здесь ) является хорошим примером паники. Процессор пытается передать управление процессу, которого не существует. Это приводит к краху всей системы. В данном случае, у системы нет другой альтернативы, чем запаниковать.
Ядро, поставляемое с Red Hat Linux 7.3 (и некоторыми другими дистрибутивами), содержит баг в файловой системе ext3. Эта ошибка приводит к «oops», завершая время от времени некоторые процессы (также этот баг приводит к замедлению всей системы). Хотя данная ошибка уже исправлена (патч есть и в обновлении от Red Hat), этот случай познакомил многих пользователей с ошибками типа «oops».
Микроядро (Microkernel) — компактный код, можно сказать, сердце системы. В рамках микроядра работают ключевые службы: диспетчер памяти, диспетчер задач и другие.
Слой абстрагирования (Hardware Abstraction Layer, HAL). Полностью абстрагирует код системы от конкретного аппаратного оборудования. Использование HAL позволяет обеспечить переносимость 99% кода системы между различным оборудованием.
Диспетчер Ввода/Вывода (Input/Output Manager). Полностью контролирует потоки обмена между системой и устройствами. Драйверы устройств работают в контексте I/O Manager. Если драйвер написан с ошибками и может привести к сбою — это вызовет фатальный крах ядра и всей системы. 70% случаев фатальных сбоев («синий экран») — есть результат некорректного поведения драйверов устройств.
Windows XP содержит встроенный механизм контроля драйверов: правильно написанный и тщательно протестированный драйвер поставляется с цифровой подписью (Driver Signing). Правильная настройка системы заключается в запрещении установки драйверов без корректной подписи.
Модуль управления объектами (Object Manager), управления виртуальной памятью (Virtual Memory Manager), управления процессами (Process Manager), управления безопасностью (Security Reference Monitor), управления локальными вызовами (Local Procedure Calls Facilities) — важные компоненты ядра системы подробно рассматриваться не будут.
«Операционные системы Unix и Windows достаточно сильно отличаются в реализации различных сервисов и служб. В соответствии с темами, затронутыми в этой статье, можно отметить несколько глобальных различий.
В Unix/Linux графическая система существует отдельно от ядра и функционирует как обычное приложение. В операционных системах Windows графическая система интегрирована в ядро. В случае использования операционной системы на рабочей станции, особенно при запуске графикоемких приложений, возможно, лучше, когда графическая система входит в ядро — в этом случае она может быстрее работать. А при работе на сервере предпочтительней отделение графической системы от ядра ОС, так как она загружает память и процессор. В случае Unix/Linux графическую систему можно просто отключить, к тому же, если системный администратор ее все-таки хочет использовать, в Linux есть несколько графических оболочек на выбор, некоторые из них (например, WindowMaker) достаточно слабо загружают машину. Эта же особенность Unix-образных операционных систем позволяет запускать эти ОС на машинах с весьма скромными объемами ОЗУ и т.п. В случае Windows же графическая система слишком тесно интегрирована в ОС, поэтому она должна запускаться даже на тех серверах, на которых она вовсе не нужна.
Отметим также методику разделения прав доступа в Windows 2000 и Unix/Linux. В первом — разделение прав доступа основано на ACL (access control lists), то есть, к примеру, можно настроить систему таким образом, чтобы администратор не имел возможности управлять файлами пользователей. У Unix/Linux же всегда есть суперпользователь — root, который имеет доступ абсолютно ко всему. То есть теоретически модель безопасности в Windows лучше: чтобы полностью завладеть хорошо настроенной системой Windows, хакеру придется ломать больше, в Unix/Linux же достаточно взломать доступ к root. (В Unix/Linux используются более старые технологии, тем не менее, некоторые дистрибутивы Linux сейчас начинают поддерживать ACL, среди них — ASPLinux 7.3 Server Edition). Но теория несколько смазывается практикой с той стороны, что в Windows не так быстро, как в Linux, заделываются «дыры», что уже относится к плюсам открытой модели разработки. В результате оказывается, что в Windows по статистике больше дыр, через которые злоумышленник может пробраться в систему. Но, опять же, точно о количестве дыр в Linux и Windows можно будет сказать только тогда, когда количество пользователей обоих видов ОС будет примерно одинаковым.
В Linux поддерживаются несколько файловых систем, наиболее продвинутые — это Ext2, Ext3, XFS. ОС Windows завязана по большому счету на одну файловую систему — NTFS или FAT 32. Файловые системы Ext2, Ext3, XFS по оценкам работают быстрее. Принципиальное же отличие в том, что в UNIX/Linux вообще нет понятия диска, физического или логического. Вся работа с устройствами хранения данных организуется через специальные файлы устройств, которые отображают физический носитель (диск, лента и т. п ) или его части (разделы) в файловую систему.
Важное отличие — наличие в Windows технологии ActiveX, нечто подобное в Unix/Linux реализуется с помощью CORBA и Bonobo. Эта технология, с одной стороны, предоставляет пользователю множество удобств, с другой стороны — она же допускала в свое время такие вещи, как автоматический запуск Outlook’ом вируса, пришедшего по почте. Одно из важных отличий этих технологий в том, что элементы ActiveX могут внедряться в текст HTML, что имеет как ряд достоинств, так и недостатков.
Можно перечислить еще ряд отличий Unix-подобных операционных систем от Windows, например, встроенную поддержку удаленного доступа в Unix и отсутствие оной в Windows по умолчанию (она реализуется в серверных версиях Windows, а также с помощью дополнительных средств, например, Citrix). В Unix/Linux и Windows сильно различаются сетевые подсистемы (IP-stack), по ряду оценок сетевая подсистема Unix/Linux эффективнее.
Можно было бы упомянуть богатый набор ПО, которое может поставляться вместе с Linux, между тем, Windows также развивается в этом направлении. Дополнительные отличия же в архитектуре в основном сводятся к отличиям работы монолитных и модульных ядер, которые также зачастую не являются преимуществами или недостатками, а просто отличиями. При всем при этом можно с уверенностью сказать, что характеристики работы Windows или Linux гораздо больше зависят от аккуратности и квалификации пользователя, чем от архитектуры той или иной ОС».
Windows vs Linux. Какая операционная система подходит для вас?
Windows против Linux — это давняя битва, которая обсуждалась годами. Важно подчеркнуть, что «лучшая» операционная система не может иметь единого ответа, так как наилучший выбор действительно зависит от требований пользователя. Обсуждая плюсы и минусы обеих систем, мы надеемся дать объективный обзор по конкретным критериям. Но прежде чем мы начнем, давайте лучше познакомимся с Windows и Linux .
Операционная система Windows
Операционная система Windows была впервые выпущена в 1985 году компанией Microsoft. На сегодняшний день, он может похвастаться самой большой базой пользователей во всем мире. Большинство систем, которые мы видим сегодня, работают на базе операционной системы Windows, которая предназначена для работы на процессоре (архитектуре) x86 , включая Intel , AMD и другие. Последняя версия Windows — Windows 10, выпущенная в июле 2015 года является преемником Windows 8.1.
Операционная система Linux
Операционная система Linux — это ОС с открытым исходным кодом, созданная в начале 1990-х годов Линусом Торвальдсом . Основанный на UNIX , Linux позволяет пользователям изменять существующий код и создавать его различные версии или дистрибутивы, которые они могут использовать повторно и даже продавать.
Для начинающих пользователей Linux советуем прочитать о 10 наиболее часто задаваемых вопросов о Linux
Linux стал лучшим выбором для настройки серверов, поэтому большинство веб-страниц в интернете обслуживаются системами, поддерживаемыми одним из его дистрибутивов. Linux также широко используется в настольных компьютерах, мобильных устройствах, консолях, устройствах для чтения электронных книг и многом другом.
Windows против Linux: сравнение
Как Linux, так и Windows могут считаться одними из лучших операционных систем в мире, и оба укрепили свое место в компьютерных технологий. В этой статье мы обсудим некоторые характеристики двух операционных систем и проведем содержательное сравнение, чтобы помочь вам выбрать лучшую ОС для ваших нужд. Ниже приведены некоторые ключевые различия между двумя системами:
Лицензирование
ОС Linux и большинство ее утилит и библиотек полностью бесплатны и доступны для использования и модификации. Не смотря на то, что платные дистрибутивы ОС Linux с дополнительной поддержкой доступны на рынке, они имеют очень умеренную цену. Linux, под лицензией GNU General Public License , позволяет пользователям в бесчисленном количестве модифицировать, использовать, а также даже продавать свои собственные модифицированные версии.
ОС Microsoft Windows поставляется с лицензией Microsoft , которая не предоставляет пользователям доступ к исходному коду. Таким образом, никакие модификации не могут быть выполнены. Лицензия Microsoft варьируется от 70$ до 200$ .
Простота использования
Это сравнение может быть трудной, поскольку оно может варьироваться от человека к человеку. Тем не менее, Linux постоянно обновляет свою практичность. С выпуском таких дистрибутивов, как Linux Mint , процесс установки и настройки стал проще. Благодаря постоянным обновлениям люди, практически не имеющие технических знаний, также могут устанавливать программное обеспечение и выполнять обычные действия, такие как отправки письма по электронной почте, воспроизведение музыки и видео, а также просмотр Интернет-страниц. Если вы покупаете новое компьютер, высокая вероятность того, что оно будет поставляться с установленной версией ОС Windows. Подавляющее большинство пользователей уже привыкли к его интерфейсу. Более того, простая в использовании панель инструментов и простая установка программ делают ее отличным выбором как для новых, так и для старых пользователей.
Служба поддержки
Поскольку Linux имеет огромную базу пользователей по всему миру, существует огромная онлайн-поддержка для Linux. Сообщество Linux OS предоставляет поддержку пользователям через форумы и веб-сайты поддержки.
ОС Windows имеет легкодоступную поддержку через интегрированные и интерактивные справочные системы, специализированные веб-сайты и форумы. Кроме того, в Интернете доступны многочисленные видео и книги о Windows для людей всех уровней квалификации.
Кастомизация
Поскольку Linux имеет открытый исходный код и может быть легко изменен, существует множество доступных дистрибутивов, которые можно настраивать в зависимости от потребностей пользователя. Если у вас есть знания в системном программировании, вы даже можете самостоятельно изменить код ОС.
В ОС Windows настройка не такая широкая, и доступно только несколько пользовательских настроек.
Скорость
Когда дело доходит до скорости, Linux с легко побеждает Windows. В отличие от Windows, Linux стремится минимизировать «задержки», когда речь идет об использовании нескольких процессов. Файловая система Ext4 в Linux делает ее эффективной. Процесс дефрагментации теперь отсутствует в Linux. Также Linux грамотно использует память ОЗУ, что значительно ускоряет работу ОС.
Конфиденциальность
За последние несколько лет Windows все больше ориентируется на рекламе. Более того, Windows сохраняет все ваши действия, благодаря синхронизации с OneDrive и анализу поведения через Cortana , чтобы сделать помощника лучше. Многие люди любят инструменты, которые предлагает Microsoft Windows, но они навязчивы, несмотря ни на что.
Пользователи Linux, с другой стороны, имеют операционную систему, которая учитывает конфиденциальность своих пользователей. Устройства Linux также оснащены встроенным современными инструментами шифрования, что означает, что пользователи могут быть уверены в лучшей безопасности и меньшем вмешательстве из сторонних приложений.
Безопасность
Linux обычно более безопасен, чем Windows. Несмотря на то, что в Linux по-прежнему обнаруживаются попытки атак, благодаря технологии с открытым исходным кодом каждый может проверить уязвимости, что делает процесс идентификации и устранения быстрее и проще.
Между тем, несмотря на то, что за долгие годы Windows предприняла значительные шаги по улучшению своей системы безопасности, она по-прежнему является основной целью для злоумышленников. Из-за своей большой пользовательской базы Microsoft всегда уязвима перед новыми угрозами.
Использование командной строки
В ОС Linux командная строка — очень удобный и мощный инструмент, используемый для администрирования и повседневных задач. В Windows команда ‘ cmd ‘ используется для открытия командной строки и выполнения базового набора операций. Он имеет оболочку PowerShell , чтобы компенсировать ограниченные действия в командной строки.
Надежность
ОС Linux с момента ее первоначального выпуска уделяла большое внимание безопасности системы, управлению процессами и времени безотказной работы. Поэтому его можно назвать общеизвестно безопасной и надежной операционной системой.
Напротив, несмотря на то, что Microsoft за последние годы улучшила коэффициент надежности, она все еще не соответствует уровню Linux. Он упустил множество функций ради удобства и простоты доступа, что может привести к нестабильности системы и уязвимостям безопасности, что делает Windows не очень надежной по сравнению с Linux.
Обновления
В ОС Linux пользователь имеет полный контроль над тем, когда и какие обновления устанавливать. Более того, без перезагрузки процесс обновления еще быстрее.
Windows, однако, печально известна своими случайными обновлениями, которые появляются в неудобное время. Для начинающих пользователей, которые мало знают о настройках обновлений, нет другого выбора, кроме как оставить ПК и ждать пока процесс установления обновлений завершится. Это очень неудобно.
Доступность игр
Windows побеждает в этой гонке с большим отрывом. Пользователям Windows доступны такие платформы, как Steam , Epic и многие другие, которые предоставляют им возможность играть как с играми AAA , так и с небольшими инди-играми. Хотя Linux постепенно выходит на игровой рынок, с введением бета-поддержки для многих игр, ему еще предстоит пройти долгий путь. Если вы приобретете ОС Linux, вы можете пропустить большое количество игр. Более того, производители графических карт ориентируют свою поддержку на Windows из-за большей пользовательской базы.
Linux против Windows: ключевые моменты, которые следует помнить
- Linux — это бесплатная ОС с открытым исходным кодом, а Microsoft — коммерческая ОС.
- Пользователи Linux могут получить доступ к исходному коду ОС и внести изменения в соответствии со своими прихотями и фантазиями, тогда как пользователи Windows не могут этого сделать
- Linux работает быстрее, чем ОС Windows, особенно в мощных системах, в то время как ОС Windows со временем имеет тенденцию замедляться
- Windows собирает данные для повышения удобства пользователей, в то время как Linux придерживается конфиденциальности пользователя
- С точки зрения надежности, Linux гораздо надежнее, чем Windows
- В играх Windows имеет огромное преимущество, так как большинство разработчиков создают игры только для Windows
- Linux — это высоконадежная система, и ошибки и уязвимости можно легко исправить благодаря платформе с открытым исходным кодом, чего сложно сделать на Windows
- За последние несколько лет Linux стал системой перехода для владельцев крупного бизнеса благодаря своим функциям и приложениям.
Заключение
В этой статье представлен обзор различий между операционными системами Linux и Windows. Естественно для определения полного различия между двумя ОС, одной статьи маловато. Если вы хотите изменить свою операционную систему с Linux на Windows или наоборот, мы надеемся, что эта статья предоставила вам ценную информацию о плюсах и минусах этих двух систем.
Если эта информация была для вас полезной, просим поставить лайк и подписаться на наш канал .