As diversas distribuições Linux existentes não são apenas o kernel Linux, propriamente dito. Todas elas são constituídas por elementos que formam a estrutura dos sistemas Linux. São elementos fundamentais para o funcionamento do sistema operacional, entre eles destaco: o bootloader, o Shell, os softwares GNU, o servidor gráfico, o ambiente desktop e muito mais. Portanto, conheça todos os elementos que compõem a estrutura dos sistemas Linux.

Contextualizando

Muito se fala… “o sistema Linux“. Contudo, o Linux “não é o todo“. Para muitos o Linux, por si, é capaz de oferecer recursos e funcionalidades completas para o computador. Entretanto, o Linux é somente o Kernel (núcleo) do sistema operacional. Todo sistema operacional (Linux, Windows e Mac, por exemplo) possui um kernel. No caso das distribuições Linux, o kernel é o Linux – livre e sendo desenvolvido por colaboradores em todo o mundo.

O kernel de um sistema é o componente central que serve “para dá vida” ao hardware. É a camada responsável por garantir que todos os programas e processos tenham acesso aos recursos da máquina de que necessitam (memória RAM, acesso ao disco e controle da CPU, por exemplo) simultaneamente, fazendo com que haja um compartilhamento concorrente desses. A grosso modo é o “cérebro” do sistema operacional; o responsável por coordenar o acesso ao hardware e dados entre os diferentes componentes do sistema.

A outra camada de um sistema operacional é constituída por elementos que oferecem recursos capazes de garantir interação com o usuário; no caso nós 😉 Popularmente referenciada como a camada de software. Esta camada permite que os aplicativos de usuário sejam executados. Entre outras palavras, o kernel do sistema não pode ser acessada diretamente pelo usuário ou administrador do sistema; isso só poderá ser possível através de aplicações utilitárias do sistema, bem como: terminal de linha de comando (CLI), softwares para compilação, software de gestão de disco/memória ou controle de processos do sistema; por exemplo.

Assim, deve ficar claro o porquê do Linux se popularizar tanto no meio técnico. Entre outros aspectos, ele, através destes aplicativos, pode ser “facilmente” acessado e controlado pelo usuário que tiver domínio e condições para isso. Além disso, pode ser estudado e distribuído livremente \o/

Por fim, feito a analogia de que o Kernel é o “cérebro” do sistema, deixo claro que o kernel por si só, assim como cérebro humano, não pode realizar todas as tarefas desempenhadas pelo sistema operacional sozinho. A união desses outros elementos com o kernel formam a estrutura do sistema Linux.

Estrutura do Linux

Ciente de que o Linux é apenas o kernel do sistema, você pode se perguntar: “Então, o que faz o sistema Linux funcionar completamente desde da inicialização ao carregamento do ambiente gráfico disponibilizado para o usuário?!”

Mesmo com todos os subsistemas do kernel (Gerenciamento de Processos, Gerenciamento de Memória, Gerenciamento de Redes, Sistema de Arquivos e outros), existem elementos que precisam compor essa base mantida no núcleo do sistema operacional para que ele funcione completamente. Entre eles destaco: o bootloader, o Shell, os softwares GNU, o servidor gráfico, o ambiente desktop e muito mais.

Todos esses elementos são desenvolvidos e mantidos por diferentes grupos de desenvolvedores. Todos independentes do desenvolvimento do kernel Linux, que é coordenado pelo Linus Torvalds (criador) e mantido pela comunidade mundial. Assim, “unindo” todos esses elementos com o Kernel Linux, um sistema operacional completo é criado – assim surgem as distribuições Linux.

Bootloader

Um Bootloader (“carregador de inicialização”), também chamado de gerenciador de inicialização (boot), é um pequeno programa que carrega o sistema operacional de um computador na memória.

Quando um computador é ligado, a BIOS ou a UEFI realiza alguns testes iniciais das atividades básicas para o correto funcionamento de todos os recursos da máquina; e então transfere o controle para o Registro Mestre de Inicialização (MBR – Master Boot Record), onde o Bootloader se encontra.

No sistemas Linux, geralmente, o gerenciador de inicialização usado é o Grub. Com ele instalado, além de gerenciar o processo de inicialização do sistema, é possível ter vários sistemas operacionais instalados e escolher qual deve ser iniciado. O Grub fornece um menu que permite que você escolha entre as opções de sistemas disponíveis. Recurso comumente chamado de “dual-boot“.

Caso não possua diversos sistemas instalados na máquina (somente uma distribuição Linux), o Grub pode inicializar o sistema Linux quase que instantaneamente. Mesmo que você não o veja, ele ainda está lá.

Em resumo, o Grub, pelo fato de ser um Bootloader, é responsável pelo processo de inicialização do Linux. Sem ele, uma distribuição Linux não iria iniciar 😉

Shell

Primeiramente, o shell (ou interpretador de linha de comando) é um módulo que atua como camada externa (“concha“) entre o usuário e o sistema operacional. Existem diversos tipos de shell. O primeiro deles foi o Bourne shell (sh) que oferecia diversos comandos internos que permitiam ao usuário solicitar chamadas ao sistema operacional. A partir daí houveram evoluções significativas do shell.

Atualmente, a maioria dos sistemas Linux usam, por padrão, uma evolução do Bourne shell, chamada Bash (Bourne Again Shell). O Bash, além das funcionalidades das versões anteriores, também implementa um linguagem simples de programação que permite o desenvolvimento de pequenos programas (os famosos shell scripts).

Em resumo, o shell é um programa independente do usuário, executado fora do kernel, que fornece uma interface para interpretação de comandos. Ele permite a interação com o sistema executando comandos em uma interface de texto (CLI). Mesmo que você esteja apenas usando o ambiente gráfico e nunca tenha precisado usar ou executar nenhum comando Linux, o shell está em constante execução. Quando você abrir o terminal de linha de comando, você verá o shell em pleno funcionamento 😉

Softwares GNU

O shell fornece alguns comandos básicos embutidos, mas a maioria dos comandos que podem ser executados no shell Linux não são oferecidos por ele. Por exemplo, o comando cp (para copiar um arquivo), o comando ls (para listar os arquivos em um diretório) e comando rm (para apagar arquivos) são parte do pacote utilitários básicos GNU (“coreutils“). Nem todos os utilitários e programas de linha de comando são desenvolvidos pelo projeto GNU. Alguns comandos e programas de terminais possuem o seu próprio projeto independente.

Dá pra ver que os comandos listados são fundamentais para o funcionamento do sistema Linux. Além deles, existem softwares utilitários essenciais para o funcionamento do sistema, como os utilitários de compilação e bootloader GRUB; também desenvolvidos e mantidos pelo projeto GNU. Assim, os sistemas Linux não iriam funcionar sem esses utilitários tão importantes. Tão importantes, que, na verdade, o shell Bash, propriamente dito, faz parte do projeto GNU.

Assim, diante dessa situação, você deve ter visto muitas discussões à respeito sobre a controvérsia do uso da nomenclatura “Linux” com a “GNU/Linux”. O uso, apenas, do nome “Linux” indica que somente o Linux é capaz de oferecer sozinho as funcionalidades que ele tão bem oferece. Contudo, o uso do nome “GNU/Linux” representa mais fielmente que o sistema também inclui outros softwares utilitários fundamentais para o funcionamento do sistema.

Servidor gráfico

O modo gráfico no Linux é gerado pelo servidor gráfico X (X Window System), que não é parte do kernel Linux. Entre outras funções, ele é responsável pela ativação da placa de vídeo, mouse e teclado; permitindo ao usuário o uso de interfaces gráficas que são chamadas de Gerenciadores de Janelas e Ambientes Desktops. Os Ambientes Desktops dispõem de interface completa para o usuário (GUI), bem como: barra de ferramentas, botões, ícones, wallpapers e bibliotecas gráficas. Já os Gerenciadores de Janelas dão base para os Ambientes Desktops.

Existem diversos Ambientes Desktops diferentes. E essa é uma das características mais fascinantes do mundo Linux. A possibilidade em poder personalizar seu sistema. Por exemplo, se não gostar de um Ambiente Desktop, você pode facilmente trocar por outro que se adeque as suas necessidades 😉

Atualmente, o servidor gráfico mais popular é o X.org. Entretanto, já existem em funcionamento outros servidores gráficos em destaque, que no caso são: o Wayland e o Mir (desenvolvido pela Canonical – Ubuntu). Ambos com o propósito de serem substituto ao X Window System.

Em resumo, o servidor gráfico interage com sua placa de vídeo, monitor, mouse e outros dispositivos que preparam o ambiente para os Gerenciadores de Janelas e Ambientes Gráficos. Um servidor gráfico não fornece um Ambiente Desktop completo, apenas um sistema gráfico que Ambientes Desktop e ferramentas podem funcionar sobre ele.

Ambientes Desktops

Se você está usando uma distribuição Linux agora, o que você está realmente vendo e interagindo é um Ambiente Desktop Linux. Por exemplo, o Ubuntu oferece o Ambiente Desktop Unity, o Fedora oferece o GNOME e Linux Mint, geralmente, inclui Cinnamon ou MATE. Estes Ambientes Desktop fornecem tudo que você vê e interage – o fundo da tela, painéis, barras de título das janelas e muito mais.