انتقل إلى المحتوى الرئيسي

الفصل 2.2 - نواة لينكس

أهداف التعلم​

في نهاية هذا الفصل، ستكون قادرًا على:

  • فهم دور نواة لينكس
  • شرح كيفية إدارة النواة للموارد
  • فهم الاستدعاءات النظامية (syscalls)
  • تحديد التفاعلات مع الأجهزة

ما هي نواة لينكس؟​

نواة لينكس هي قلب نظام التشغيل. تعمل كواجهة بين الأجهزة والبرمجيات، وتدير جميع موارد النظام.

أدوار النواة​

1. إدارة العمليات​

تقوم النواة بإنشاء وجدولة وإنهاء العمليات:

  • الإنشاء: fork(), clone()
  • الجدولة: Scheduler (CFS - Completely Fair Scheduler)
  • الإنهاء: exit(), kill()
  • الاتصال: pipes, sockets, signaux

2. إدارة الذاكرة​

تدير النواة الذاكرة الفعلية والافتراضية:

  • التخصيص: malloc() → kmalloc()
  • الذاكرة الافتراضية: Pagination, swap
  • الحماية: فصل مساحات الذاكرة
  • التخزين المؤقت: Buffer cache, page cache

3. نظام الملفات​

تدير النواة الوصول إلى الملفات:

  • VFS: نظام الملفات الافتراضي (واجهة موحدة)
  • دعم أنظمة ملفات متعددة: ext4, xfs, btrfs, إلخ.
  • الأذونات: التحقق من حقوق الوصول
  • التخزين المؤقت: تحسين الأداء

4. إدارة الشبكة​

تدير النواة الاتصالات الشبكية:

  • Stack TCP/IP: تنفيذ البروتوكولات
  • واجهات الشبكة: eth0, wlan0, إلخ.
  • جدار الحماية: iptables, netfilter
  • التوجيه: جداول التوجيه

5. إدارة الأجهزة​

تدير النواة الأجهزة المادية:

  • Drivers: برامج تشغيل لكل جهاز
  • Plug and Play: الكشف التلقائي
  • إدارة الطاقة: ACPI, suspend/resume
  • المقاطعات: إدارة IRQ

الاستدعاءات النظامية (Syscalls)​

تتواصل التطبيقات مع النواة عبر الاستدعاءات النظامية:

أمثلة على الاستدعاءات النظامية:

  • open(): فتح ملف
  • read(): قراءة من ملف
  • write(): الكتابة في ملف
  • fork(): إنشاء عملية
  • exec(): تنفيذ برنامج
  • socket(): إنشاء مقبس شبكة

بنية النواة​

تنظم النواة في وحدات:

أنواع الوحدات:

  • Core: وظائف أساسية (محملة دائمًا)
  • Modules: وظائف اختيارية (محملة عند الطلب)
  • Drivers: برامج تشغيل الأجهزة

ملخص​

في هذا الفصل، تعلمت:

نواة لينكس: قلب النظام، واجهة الأجهزة/البرمجيات
الأدوار: إدارة العمليات، الذاكرة، الملفات، الشبكة، الأجهزة
الاستدعاءات النظامية: واجهة بين التطبيقات والنواة
البنية: النواة الأساسية + الوحدات + برامج التشغيل
الوحدات: تحميل ديناميكي للوظائف

الخطوات التالية​

الفصل 2.3: إدارة الذاكرة وswap
الفصل 2.4: نظام الملفات الافتراضي (VFS)

تم إنشاء الفصل في: ديسمبر 2024