Документ подробно описывает графическую подсистему Linux, включая историю и архитектуру X Window, а также различные графические среды, такие как KDE и GNOME. Рассматриваются ключевые модули X-сервера, принципы работы клиент-серверной архитектуры и возможности интеграции различных сред. Также обсуждаются преимущества и недостатки различных графических интерфейсов и их влияние на пользовательский опыт.

1. Графическая подсистема Linux Бабич А.В. [email_address]

2. О том, как устроена и как работает графическая подсистема Linux и о том, что такое интегрированная среда

3. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

4. Нужен ли GUI? История GUI началась еще в 60- x Xerox PARC В мире UNIX вначале не чувствовалось особой потребности в GUI , но: GUI предоставляет более удобный способ работы в многозадачных ОС Некоторые виды данных могут отображаться лишь в графическом режиме диаграммы, изображения, видеоданные

5. О роли университетов в истории UNIX – многозадачная, многопользовательская, система с разделением времени, сетевая легендарный Telnet… Исторически, UNIX развивался, в первую очередь, благодаря поддержке в академической среде BSD – конец 70-х MIT – 1984 – проект Athena

6. История X-Window X-Window System 1987 – MIT , первоначальный вариант стандарта Январь 1988 – Х-консорциум цель – унификация графического интерфейса для OC UNIX 1997 – X Open Group http://www.x.org/

7. Наши дни Наше время – версия 11 выпуск 7 (2006) Х11 R 7 , Х11 R6 свободно распространяется создана под руководством Дэвида Вексельблатта ( David Wexelblat ) XFree86 http://www.xfree86.org/ не только Linux , но и System V, BSD, FreeBSD, OS/2, … 4 версия XFree86 , но широко используется и v. 3

8. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

9. Что такое X- сервер? Клиент-Сервер в «перевернутом виде» X- сервер работает на машине пользователя, обеспечивает: ‘ рисование ’ на экран взаимодействие с клавиатурой и мышью вывод звука X- сервер работает непосредственно с аппаратурой аналогия из мира Windows – драйвер видеосистемы Запуск: x, xinit, x11, xstart, startx, gui,…

10. Структура X- сервера X-сервер состоит из набора расширений (модулей), каждый из которых реализует определенные функции Почти любой модуль можно отключить или настроить в конфигурационном файле /etc/X11/XF86Config

11. Основные модули DDC VESA Display Data Channel (DDC ™) стандарт обмена информации между монитором и видеокартой, позволяющий ему передавать данные о том какие разрешения он поддерживает, с какой частотой развёртки, кто производитель и т. д. RANDR X Resize, Rotate and Reflect Extension модуль X-сервера реализующий функции масштабирования, поворота и отражения экрана (root window, главного окна в терминологии X-сервера). Используется при изменении разрешения, при динамической замене монитора переключение со встроенного экрана ноутбука, на внешний монитор

12. Основные модули – cont. Render X Rendering Extension представляет функции для совмещения и вывода изображений на экран. Позволяет обрезать изображение, накладывть маску по цветам с использованием альфа-канала, использовать различные фильтры, подготавливать и выводить текстовую информацию, а также выводить основные геометрические фигуры. Shape Модуль Shape предназначен для улучшения вида пользовательского интерфейса, реализуя такие возможности как отбрасывание тени элементами интерфейса для создания иллюзии трехмерности, окна, кнопки с округлыми краями, и возможность создавать различные фигуры отличные от прямоугольных.

13. Основные модули – cont. II Xinerama Модуль Х-сервера позволяющий представить множество мониторов как один экран. Позволяет выводить согласованное изображение на большие экраны, составленные из многих мониторов. К сожалению многие из существующих на данный момент менеджеров экрана не поддерживают или не полностью поддерживают спецификации xinerama. Xv X video extension - расширение позволяющие ускорить вывод видео-фрагментов на экран, используя возможности видеокарты и уменьшая нагрузку на CPU . Многие видеокарты позволяют выводить видео-изображения в форматах кодирования цвета YUY2, I420 и т. д., которые используются в стандартах телеэфира PAL/SECAM, NTSC , не переводя их предварительно в формат передачи цвета дисплея (RGB16/24/32), а также производить обратное перекодирование. Xv позволяет использовать эти возможности. ATI

14. Одного X- сервера не достаточно! сам он изображение не формирует, а предоставляет возможности рисования другим программам по X- протоколу или X Network Protocol серый экран с крестиком курсора мыши… сервер сам не обрабатывает нажатия клавиш, лишь передает их клиентам исключения: Ctrl + Alt + BackSpace завершение работы сервера Ctrl + Alt + + «горячее» переключение Ctrl + Alt + - видеорежимов Ctrl + Alt + F# переключение консолей

15. Что же еще нужно? Современные GUI – многооконные стандарт, появившийся вместе с Win’95 Необходим: Менеджер окон - оболочка Клиентские приложения GIMP Corel WordPerfect Xterm …

16. И все? Между клиентом и сервером стоят два важных компонента: библиотека графических функций X-Lib низкоуровневые операции с графическими примитивами менеджер окон вызывает функции из X-Lib для управления дисплеем и рисования, перемещения и преобразования изображения в окнах

17. Подробнее о менеджере окон Когда приложение запускается, оно передает управление менеджеру окон Менеджер выполняет: прорисовку рамок окон, иконок, полос прокрутки и др. элементов предоставляет возможность изменения вида и положения окон вызов функций работы с клавиатурой и мышью для программ-клиентов

18. Менеджеры окон fvwm – Free Virtual Window Manager fvwm2 – добавилась поддержка тем и динамические меню http://www.hpc.uh.edu/fvwm/ fvwm95 – “ подделка ” под Win’95 MuLinux IceWM – маленький и быстрый, может имитировать OS/2, Workplace Shell, … http://berta.fri.uni-lj.si/~markom/icewm Enlightenment – один из самых развитых оконных менеджеров http://www.Enlightenment.org/ Aliens Theme!!! Motif – коммерческий продукт LessTif – бесплатный аналог http://lesstif.org/ Xview – Sun OpenLook для Linux

19. Архитектура графической подсистемы Linux Рисунок очень схематичен Не показан TCP/IP , с помощью которого общаются X-Lib и Х-сервер Не показан сервер шрифтов (необязательный компонент) Application Window Manager X-Server X-Lib X-tended Graphical Environment

20. «Настоящий» сервер Клиент и сервер – отдельные процессы Они могут работать на разных компьютерах, а «общаться» по сети мейнфрейм и PC PC и ноутбук вроде «Remote Desktop Access» в Windows XP, но более совершенного без отключения локальных пользователей Компьютер, на котором выполняется лишь X- сервер, называется X- терминалом

21. Как это сделать? на сервере необходимо выполнить команду: xhost + <ip-адрес удаленной машины> на удалённом компьютере необходимо задать переменную окружения $DISPLAY, например так: export DISPLAY=<ip-адрес сервера>:0 Теперь можно запускать программы! вместо ip -адреса можно указать сетевое имя

22. А если на удаленном компьютере Windows? Нужно установить X- сервер и библиотеки: Hummingbird Exceed CygWin Далее нужно запустить это приложение, подключиться через SSH к серверу и выполнить команду: export DISPLAY=<ip-адрес сервера>:0 Теперь можно запускать программы! А можно и рабочую среду: Exec gnome-session

23. Клиент-серверная архитектура X-Window В этом примере Х-сервер получает ввод с клавиатуры и мыши и выводит на экран. Веб-браузер и эмулятор терминала запущены на машине пользователя На удаленном сервере запущена утилита обновления системы, но контролируется она с машины пользователя Удаленное приложение работает точно так же, как если бы оно было запущено локально

24. X-Window – органичная часть UNIX В Linux нет четкого различия между графическими и консольными программами запускаются из командной строки нужно лишь, чтобы был запущен X- сервер или программа знала, где его искать $DISPLAY Существуют программы, которые умеют работать и с X -сервером и текстовым терминалом emacs

25. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

26. Что такое расширенная среда? Расширенные графические среды (X-tended Graphical Environment, Desktop Environment) не замещают перечисленные выше компоненты X-Windows, а дополняют и расширяют их свои библиотеки графических функций CORBA (The Common Object Request Broken Architecture) …

27. Зачем нужны расширенные среды ? Графический интерфейс в Linux состоит из большого числа компонентов Он строится по модульному принципу и вполне возможно «собрать» его самому Но все это довольно сложно… Спасение – интегрированные графические среды. Все уже сделано за нас! Самые популярные – KDE и GNOME

28. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

29. K-Desktop Environment (KDE) http://www.kde.org/ Основа KDE – расширенная библиотека графических функций Qt от TrollTech http://www.trolltech.com/ все приложения KDE выглядят одинаково С использованием Qt построены: kwm – оконный менеджер ‘ Центр управления KDE’ - аналог ‘ Панели управления ’ в Windows KOffice – офисный пакет Kpanel – аналог ‘ Панели задач ’ в Windows Konqueror – веб-браузер / файловый менеджер …

30. Как это выглядит? KDE содержит функционально полный пакет программ, достаточный для решения любых задач, решаемых на компьютере! плюс KDE очень красив!

31. Еще картинка

32. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

33. GNU Network Object Model Environment (GNOME) http://www.gnome.org/ Среда того же класса и того же уровня развития, что и KDE Использует библиотеку gtk+ основа GIMP CORBA – полностью ОО-среда! библиотека ImLib для дальнейшего расширения возможностей графической подсистемы Богатые возможности настройки Много отличных приложений: GIMP – конкурент PhotoShop GNUMeric – наиболее совместимая с MS Excel ЭТ AbiWord – неплохой текстовый процессор Ximian Evolution – интегрированный PIM …

34. Как это выглядит? GNOME менее требователен к ресурсам, чем KDE Многие современные дистрибутивы предпочитают GNOME MyLinux

35. Еще картинка

36. Поддержим украинского производителя! MyLinux http://www.mylinux.com.ua/ User- ориентированный дистрибутив: GNOME OpenOffice.org Интернет Электронная почта Графические редакторы ... Цена лицензии - всего 20 гривен !

37. Противоположности? Нельзя ли объединить возможности KDE и GNOME и использовать приложения из обеих сред одновременно? Можно! Ведь KDE и GNOME всего лишь запускаемые на PC программы, как и любые другие приложения! Нужно лишь установить библиотеки обеих сред. Рабочая среда – это просто идея , концепция, суть которой – объединить в один пакет набор наиболее нужных для работы программ и сделать их интерфейс единообразным!

38. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

39. Looking Glass ( java.net ) https://lg3d-core.dev.java.net/ По-настоящему трехмерный GUI! Linux, Windows,… Построен на базе виртуальной машины Java низкая производительность? большая ресурсоемкость? Скриншоты выглядят потрясающе! Возможен веб-старт!!!

40. Как это выглядит?

41. Еще картинка

42. О чем пойдет речь История X-Window Архитектура X-Window Расширенные графические среды KDE – немецкое качество и надежность GNOME –гибкость и легкость Looking Glass – революция на ‘ Рабочем столе ’ Выводы

43. Выводы Графическая подсистема Linux построена на основе клиент-серверной архитектуры Основа ее – Х-сервер Также в нее входят библиотека графических функций и оконный менеджер Расширенные графические среды расширяют и дополняют компоненты X-Window System Наиболее часто используемые интегрированные среды – KDE и GNOME

44. Что осталось за рамками? Основные принципы построения и развития X-Window System «Не добавлять новой функциональности, пока нет приложений, которым она нужна» Ограничения и критика X-Window Конкуренты X-Window Сравнительная характеристика графических подсистем Linux и Windows См. соответствующую статью в Wikipedia!

45. Список использованных источников Wikipedia, The Free Encyclopedia http://www.wikipedia.org/ Daniel Manrique . X Window System Architecture Overview HOWTO http://www.tldp.org/HOWTO/XWindow-Overview-HOWTO/index.html Костромин В.А. Самоучитель Linux для пользователя. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

46. Вопросы? QA

47. Контрольные вопросы Сейчас Ваш ‘ Рабочий стол ’ будет переключен с удаленного на локальный, где в ‘ Конструкторе тестов ’ Вам надо будет ответить на 10 простых вопросов по теме лекции…