ما هو Linux؟

Linux هو نظام تشغيل مفتوح المصدر يعتمد على Unix. يعمل على أجهزة الكمبيوتر والخوادم والهواتف المحمولة ومجموعة كبيرة من الأجهزة الأخرى.

فمنذ اختراعه في عام 1991، أصبح أحد أكثر أنظمة التشغيل استخدامًا في العالم، حيث يوفر بديلاً مجانيًا لأنظمة التشغيل الأخرى المملوكة، مثل Microsoft Windows و macOS.

تم تطوير Linux بواسطة Linus Torvalds ليكون بديلاً شبيهًا بـ Unix لنظام Unix، وهو أحد أوائل أنظمة التشغيل التي تم إنشاؤها على الإطلاق. يعتمد بشكل كبير على نواة Linux لوظائفه. في نظام التشغيل، النواة عبارة عن برنامج كمبيوتر يسمح للمستخدمين بالتحكم في أجهزة وبرامج النظام. بالإضافة إلى النواة، يستخدم نظام تشغيل Linux مكونات متنوعة، مثل مكتبات النظام وأدوات مساحة المستخدم، لكنها جميعًا تعتمد على النواة للتواصل وتلقي الأوامر من المستخدمين.

نواة Linux هي نواة مجانية مفتوحة المصدر تستخدمها جميع الأجهزة والأنظمة التي تعمل بنظام التشغيل Linux. النواة هي برنامج كمبيوتر يربط بين الأجهزة والبرامج، مما يسمح للمستخدمين بإدارة مكونات النظام المختلفة، بما في ذلك الشبكات وأنظمة الملفات وبرامج التشغيل وغيرها.

تصميم النواة أمر بالغ الأهمية لمنع التعارضات والحفاظ على استقرار العمليات الهامة التي تجعل نظام الكمبيوتر يعمل، مثل الإدخال/الإخراج (I/O)، واستخدام وحدة المعالجة المركزية (CPU)، وتنفيذ التطبيقات. تشتهر نواة Linux بمرونتها وثباتها وأدائها العالي، وقد أصبح نظام التشغيل Linux أحد أكثر أنظمة التشغيل شيوعًا في العالم، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى فعالية نواة Linux.

في نظام التشغيل Linux، يتم دمج النواة مع حزم البرامج والأدوات لتكوين توزيعات Linux التي تمكّن المستخدمين من تشغيل حواسيبهم بأمان وفعالية.

أحد جوانب Linux التي جعلته ناجحًا جدًا هو أنه يتم تحسينه باستمرار من قبل مجتمع عالمي من المطورين. يتم إطلاق إصدار جديد من نواة لينكس كل 9-10 أسابيع للعالم مع تحديثات لتحسين الأداء وإضافة وظائف وزيادة التوافق مع الأجهزة الجديدة. يُطلق على كل إصدار جديد من Linux اسم "النواة المستقرة"، ويتم إضافته إلى مستودع توزيعات Linux المحفوظ في kernel.org وGitHub.

يعتمد مستخدمو Linux على مديري الحزم لدمج كل إصدار جديد. مديرو الحزم هم أدوات برمجية تساعد في تثبيت حزم البرامج وتحديثها وإزالتها.

يفضل بعض البائعين الذين يعتمدون بشكل كبير على Linux لوظائف برامجهم الخاصة الاحتفاظ بشجرة مصدر مخصصة أو مجموعة من مصدر رمز نواة Linux يمكنهم نشرها لاستخداماتهم الخاصة. كان هذا النهج، المعروف باسم الحفاظ على "نواة Linux المخصصة" أو "توزيع Linux المتفرع"، أمرًا حساسًا في تطوير العديد من تطبيقات المؤسسات الحديثة التي تعتمد على تقنيات أحدث، مثل الذكاء الاصطناعي (AI)، وحوسبة الحافة وإنترنت الأشياء.

على سبيل المثال، تنشر Red Hat إصدارًا من Linux يُعرف باسم Red Hat Enterprise Linux، وهو عبارة عن منصة مستقرة وعالية الأداء مع قدرات خاصة في مجال الأمن والإدارة. CentOS (نظام تشغيل مجتمعي للمؤسسات) هو توزيع Linux آخر مجاني ومفتوح المصدر يعتمد على Red Hat. Debian هو خيار آخر—وهو نظام تشغيل قابل للتخصيص مبني على نواة Linux التي تستخدم شجرة مصادرها خصيصاً للحفاظ على Ubuntu، وهو رمز مفتوح المصر هام للعديد من بنيات إنترنت الأشياء (IOT). 

تعتمد بنية نظام التشغيل Linux على تصميم معياري، وهي ميزة أساسية لإصداراته العديدة وتوزيعات Linux الشائعة الكثيرة. بينما تعتمد جميع توزيعات Linux على نواة Linux، يمكن أن يختلف كل إصدار بناءً على إصدارات ووحدات النواة.

• الإصدارات: يمكن تخصيص كل نظام تشغيل Linux لتلبية احتياجات المستخدم المحددة. على سبيل المثال، إذا احتاج شخص ما إلى استخدام Linux مع تقنيات أحدث مثل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (ML) وحوسبة الحافة، فيمكنه اختيار إصدار أحدث. ومع ذلك، إذا كانوا يبحثون عن مزيد من الموثوقية، فيمكنهم اختيار استخدام إصدار أقدم من النواة يكون أكثر استقرارًا ولكنه أقل توافقًا مع التقنيات الأحدث.

• الوحدات: الوحدات هي تطبيقات برمجية محددة يمكن وضعها على النواة أو نزعها لتوسيع الوظائف دون إعادة التشغيل. بشكل أساسي، تجعل وحدة النواة نظام التشغيل متوافقًا مع جهاز جديد—غالبًا برنامج تشغيل—دون الحاجة إلى إعادة تشغيل النظام لجعله يتعرف على الجهاز ويدعمه. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد برامج تشغيل نظام الملفات على التعليمات البرمجية التي تملي كيفية عمل النواة مع أنظمة الملفات المختلفة.

يجب أن تقوم جميع الأنظمة التي تعمل بنظام التشغيل Linux بتشغيل نواة Linux، والتي تعمل في 3 خطوات بسيطة.

• عملية التمهيد: عند بدء التشغيل، يقوم BIOS (نظام الإدخال/الإخراج الأساسي) لنظام Linux بتحميل برنامج محمل التمهيد، يسمى عادةً GRUB-مُحمّل التمهيد الموحد الشامل—الذي يعثر على صورة نواة Linux ويبدأ تشغيلها من القرص الصلب إلى الذاكرة. يتيح ذلك للنواة التحكم في النظام والبدء في تنفيذ المهام.

• إدارة الإدخال/الإخراج: بمجرد أن يتم تشغيل النواة، فإنها تتحكم في النظام ويمكنها بدء تشغيل جميع العمليات المرتبطة والتحكم فيها. يدير Linux الإدخال/الإخراج عبر سلسلة من التدفقات (مثل الدخل القياسي، والإخراج، والخطأ) التي يمكن لتطبيقات النظام الأساسية الوصول إليها. تتحكم نواة Linux في جميع الاتصالات بين التطبيقات والأجهزة الخارجية، حيث ترسل الطلبات من التطبيقات إلى الأجهزة من خلال برامج التشغيل.

• استخدام واجهة سطر أوامر Linux (CLI): واجهة سطر الأوامر (CLI) هي طريقة نصية للتفاعل مع نظام تشغيل باستخدام لوحة المفاتيح. تتيح Linux CLI للمستخدمين التحكم بموارد نظام الكمبيوتر وإدارتها بسهولة عن طريق كتابة تعليمات بسيطة باستخدام CLI. بمجرد تمهيد النظام، يبدأ Linux العمليات استجابةً لطلبات المستخدم. على سبيل المثال، تعتمد وظائف خادم الشبكة الضرورية لعمل شبكة الكمبيوتر على نظام Linux الذي يشغل "خدمة" أو "برنامجًا خفيًا"—وهو برنامج حاسوبي يعالج طلبات المستخدمين والعُقد بناءً على بروتوكول شبكة مُعرّف مسبقًا.

باعتباره نظام التشغيل مفتوح المصدر الأكثر شيوعًا في العالم، فإن Linux مجاني لأي شخص لاستخدامه وتخصيصه كما يشاء. يُعتبر عالي الأداء ومرنًا ومستقرًا وآمنًا. وبفضل وجود مجتمع مخصص من المطورين الذين يقومون بتحديثه باستمرار، فهو متوافق إلى حد كبير مع التقنيات الحديثة.

اعتمادًا على حالة استخدام مؤسسة أو فرد، هناك العديد من المزايا للبناء على نظام Linux. ومع ذلك، هناك بعض العيوب أيضًا. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها لأي شخص يتطلع إلى استخدام Linux لتلبية احتياجات أعماله.

مع كل إصدار جديد من نظام التشغيل Linux، يتوفر لمستخدمي Linux الموارد والتطبيقات والقدرات الجديدة. اليوم، يتم استخدام Linux لأغراض مختلفة، بما في ذلك نظام التشغيل لخوادم الويب، وحالات حوسبة العلمية والحافة، والهواتف الذكية من خلال نظام التشغيل Android والمزيد. فيما يلي بعض الطرق الأكثر شيوعًا التي يتم بها استخدام Linux في جميع أنحاء العالم.

يُستخدم Linux لزيادة الإنتاجية وتبسيط العمليات في العديد من مثيلات سطح المكتب. بالنسبة للمبرمجين الذين يفضلون نظام تشغيل مجاني ومفتوح المصدر على نظام تجاري لبيئة سطح المكتب الخاصة بهم، يعتبر Linux واحدًا من أكثر الخيارات استخدامًا على نطاق واسع.

على سبيل المثال، Linux Fedora هو نظام تشغيل مجاني ومفتوح المصدر يعتمد على نواة Linux ويتضمن برامج للعديد من المهام الأساسية. أصبح Linux Mint، وهو نظام تشغيل مجاني آخر يعتمد على Linux، واحدًا من أكثر توزيعات Linux شيوعا حتى الآن.

يتم استخدام Linux على نطاق واسع لتوصيل الأجهزة والأنظمة عبر مجموعة من الأنظمة البنائية لغرض تبادل المعلومات والموارد عبر الشبكة. باعتباره نظام تشغيل للشبكات، يتم استخدام Linux على أجهزة التوجيه والمحولات وخوادم نظام أسماء النطاقات (DNS) والعديد من الأجهزة الأخرى الهامة للشبكات.

الخادم الذي يستخدم نظام التشغيل Linux يُعرف باسم خادم Linux. تعتمد Cisco، على سبيل المثال، على نواة Linux لدعم نسخة من نظام تشغيل الشبكات الخاص بها (IOS) الشهير. وفقًا لاستطلاع أجرته W3Techs مؤخرًا، فإن Linux هو النظام الذي يدعم أكثر من نصف خوادم الويب العاملة على مستوى العالم.

معظمة خوادم الويب المستخدمة اليوم هي "غير رأسية"، مما يعني أنها لا تحتوي على واجهة مستخدم رسومية (GUI) مثل شاشة أو لوحة مفاتيح. الأنظمة غير الرأسية، والتي تُدار عن بُعد عبر شبكة، غالبًا ما تعتمد على نظام تشغيل Linux لكي يتفاعل المستخدمون معها ويشغّلوها. بيئة سطح المكتب K (KDE) على سبيل المثال، هي واجهة مستخدم رسومية مجانية ومفتوحة المصدر لنظام Linux، يقودها المجتمع وتعتبر أكثر سهولة في الاستخدام من العديد من بيئات سطح المكتب الأخرى.  

عمليات التطوير، وهي منهجية تطوير برمجيات تُستخدم لتسريع تسليم التطبيقات، تعتمد بشكل كبير على نظام التشغيل Linux. إن طبيعة نظام Linux مفتوحة المصدر وقدرات واجهته الواسعة تجعله ضروريًا لإضافة ميزات الأتمتة والتحكم في البنية التحتية في بيئة عمليات التطوير.

يتم استخدام نظام التشغيل Linux في العديد من أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) الشائعة، بما في ذلك الساعات الذكية ومكبرات الصوت وأجهزة تنظيم الحرارة والمزيد. مرونته وقابليته للتوسع تجعله مثاليًا لأجهزة إنترنت الأشياء (IOT) التي تعتمد وظائفها على تطبيقات معقدة تتصل بالسحابة.

على جهاز إنترنت الأشياء (IOT)، يساعد نظام التشغيل Linux في إدارة الموارد الحساسة ويوفر النظام الأساسي للتطبيقات التي تعمل عليه وتتصل بالشبكات الأخرى.

Linux هو نظام التشغيل الأساسي في العديد من مثيلات الحوسبة السحابية . يقدم جميع مزودي الخدمات السحابية الرئيسيين، بما في ذلك Amazon Web Services (AWS) و Microsoft Azure ومنصة Google Cloud (GCP) و IBM وغيرهم، توزيعات لنواة Linux على منصاتهم. مرة أخرى، فإن مرونته وقابليته للتوسع وفعاليته من حيث التكلفة تجعله خياراً شائعاً لمزود السحابة والتطبيقات المستندة إلى السحابة. وفقا لمؤسسة Linux، يعمل Linux على 90% من أحمال تشغيل في السحابة العامة.

تعتمد العديد من أجهزة الكمبيوتر الفائقة العملاقة (أجهزة الكمبيوتر التي تسرع وقت الحل في الحوسبة عالية الأداء) على نظام Linux، حيث يقوم مطورو أجهزة الكمبيوتر الفائقة بتخصيص كود Linux مفتوح المصدر لتلبية احتياجاتهم الخاصة. على سبيل المثال، تم بناء "Avalon Cluster،"، المستخدمة في الحوسبة العلمية، من أجهزة متاحة بسهولة مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية وبرمجيات مفتوحة المصدر، مما جعلها قابلة للاستخدام من قبل مجموعة واسعة من علماء الأبحاث مقارنة بأجهزة الكمبيوتر الفائقة الأخرى.