Linux操作系统作业论文Word格式.doc

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操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。

当多个程序同时运行时，操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。

计算机操作系统中DOS、windows（包括2000、XP、VISTA.WIN7）、UNIX、LINUX比较常见。

本学期我们主要学习了Linux，本文主要对Linux操作系统的版本及特点、Linux与Windows的主要区别、Linux的简单操作、Linux与外围设备的连接以及Linux新的发展基础进行了简单的分析和阐述。

关键词：

Linux操作系统、版本特点、主要区别、简单操作、发展

一、Linux操作系统的版本及特点

发行版为许多不同的目的而制作,包括对不同计算机结构的支持,对一个具体区域或语言的本地化，实时应用，和嵌入式系统，甚至许多版本故意地只加入免费软件。

目前，超过三百个发行版被积极的开发，最普遍被使用的发行版有大约十二个。

Linux的发行版本可以大体分为两类，一类是商业公司维护的发行版本，一类是社区组织维护的发行版本，前者以著名的Redhat（RHEL）为代表，后者以Debian为代表。

Redha

Redhat，应该称为Redhat系列，包括RHEL（RedhatEnterpriseLinux，也就是所谓的RedhatAdvanceServer，收费版本）、FedoraCore（由原来的Redhat桌面版本发展而来，免费版本）、CentOS（RHEL的社区克隆版本，免费）。

Redhat应该说是在国内使用人群最多的Linux版本，甚至有人将Redhat等同于Linux，而有些老鸟更是只用这一个版本的Linux。

所以这个版本的特点就是使用人群数量大，资料非常多，言下之意就是如果你有什么不明白的地方，很容易找到人来问，而且网上的一般Linux教程都是以Redhat为例来讲解的。

Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式，包分发方式是编译好的二进制文件。

稳定性方面RHEL和CentOS的稳定性非常好，适合于服务器使用，但是FedoraCore的稳定性较差，最好只用于桌面应用。

Debian

Debian，或者称Debian系列，包括Debian和Ubuntu等。

Debian是社区类Linux的典范，是迄今为止最遵循GNU规范的Linux系统。

Debian最早由IanMurdock于1993年创建，分为三个版本分支（branch）：

stable,testing和unstable。

其中，unstable为最新的测试版本，其中包括最新的软件包，但是也有相对较多的bug，适合桌面用户。

testing的版本都经过unstable中的测试，相对较为稳定，也支持了不少新技术（比如SMP等）。

而stable一般只用于服务器，上面的软件包大部分都比较过时，但是稳定和安全性都非常的高。

Debian最具特色的是apt-get/dpkg包管理方式，其实Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式，但在二进制文件发行方式中，APT应该是最好的了。

Debian的资料也很丰富，有很多支持的社区，有问题求教也有地方可去:

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Ubuntu

Ubuntu严格来说不能算一个独立的发行版本，Ubuntu是基于Debian的unstable版本加强而来，可以这么说，Ubuntu就是一个拥有Debian所有的优点，以及自己所加强的优点的近乎完美的Linux桌面系统。

根据选择的桌面系统不同，有三个版本可供选择，基于Gnome的Ubuntu，基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的Xubuntu。

特点是界面非常友好，容易上手，对硬件的支持非常全面，是最适合做桌面系统的Linux发行版本。

Gentoo

Gentoo，伟大的Gentoo是Linux世界最年轻的发行版本，正因为年轻，所以能吸取在她之前的所有发行版本的优点，这也是Gentoo被称为最完美的Linux发行版本的原因之一。

Gentoo最初由DanielRobbins（FreeBSD的开发者之一）创建，首个稳定版本发布于2002年。

由于开发者对FreeBSD的熟识，所以Gentoo拥有媲美FreeBSD的广受美誉的ports系统——Portage包管理系统。

不同于APT和YUM等二进制文件分发的包管理系统，Portage是基于源代码分发的，必须编译后才能运行，对于大型软件而言比较慢，不过正因为所有软件都是在本地机器编译的，在经过各种定制的编译参数优化后，能将机器的硬件性能发挥到极致。

Gentoo是所有Linux发行版本里安装最复杂的，但是又是安装完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件环境下运行最快的版本。

FreeBSD

FreeBSD，需要强调的是：

FreeBSD并不是一个Linux系统！

但FreeBSD与Linux的用户群有相当一部分是重合的，二者支持的硬件环境也比较一致，所采用的软件也比较类似，所以可以将FreeBSD视为一个Linux版本来比较。

FreeBSD拥有两个分支：

stable和current。

顾名思义，stable是稳定版，而current则是添加了新技术的测试版。

FreeBSD采用Ports包管理系统，与Gentoo类似，基于源代码分发，必须在本地机器编后后才能运行，但是Ports系统没有Portage系统使用简便，使用起来稍微复杂一些。

FreeBSD的最大特点就是稳定和高效，是作为服务器操作系统的最佳选择，但对硬件的支持没有Linux完备，所以并不适合作为桌面系统。

二、Linux与Windows的主要区别

Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上。

Linux系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的，其目的是建立不受任何商品化软件的版权所制约的、全世界都能自由使用的UNIX兼容产品。

Windows同样主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上。

1、进程调度篇：

进程是Linux的重要概念，Linux中实现了对多个进程的公平高效的调度，其实现过程中所用数据结构和调度算法均简洁明了，且又不是使用单一的调度策略，而是将几种调度策略非常有机地综合起来应用。

是一个进程调度的典型范例。

在Linux中的进程是非常重要的一个概念，是分配资源的基本单位，运行于自己的虚拟地址空间中，有自己的权限和任务；

且多个进程并发运行，彼此相对独立。

Linux中每一个进程用一个task＿struct数据结构来表示，即进程控制块PCB，所有指向这些数据结构的指针构成进程向量数组task，向量数组大小是512，即系统中最多同时容纳512个进程。

task＿struct包括了各种调度信息，如进程的类别、进程的优先级等。

传统Unix操作系统的调度算法必须实现几个互相冲突的目标：

进程响应时间尽可能快，后台作业的吞吐量尽可能高，进程的饥饿现象尽可能避免，低优先级和高优先级进程的需要尽可能调和等等。

决定什么时候以怎样的方式选择一个新进程运行的这组规则就是所谓的调度策略（schedulingpolicy）。

Linux的进程调度是基于分时技术（time-sharing）。

允许多个进程“并发”运行就意味着CPU的时间被粗略地分成“片”，给每个可运行进程分配一片。

当然，单处理器在任何给定的时刻只能运行一个进程。

当一个并发执行的进程其时间片或时限（quantum）到期时还没有终止，进程切换就可以发生。

分时依赖于定时中断，因此，对进程是透明的。

为保证CPU分时，不需要在程序中插入额外的代码。

调度策略也是基于依照优先级排队的进程。

有时用复杂的算法求出进程当前的优先级，但最后的结果是相同的：

每个进程都与一个值相关联，这个值表示把进程如何适当地分配给CPU。

在Linux中，进程的优先级是动态的。

调度程序跟踪进程做了些什么，并周期性地调整它们的优先级。

在这种方式下，在较长的时间间隔内没有使用CPU的进程，通过动态地增加它们的优先级来提升它们。

相应地，对于已经在CPU上运行了较长时间的进程，通过减少它们的优先级来处罚它们。

每个进程在创建之初有一个基本的优先级，执行期间调度系统会动态调整它的优先级，交互性高的任务会获得一个高的动态优先级，而交互性低的任务获得一个低的动态优先级。

类进程的时间片计算如下图所示：

当谈及有关调度问题时，传统上把进程分类为“I/O范围（I/O-bound）”或“CPU

范围（CPU-bound）”。

前者频繁地使用I/O设备，并花费很多时间等待I/O操作的完成；

而后者是需要大量CPU时间的数值计算应用程序。

Linux操作系统支持多进程，进程控制块PCB（ProcessControlBlock）是系统中最为重要的数据结构之一。

用来存放进程所必需的各种信息，PCB用结构task—struct来表示，包括进程的类型、进程状态、优先级、时钟信息等。

Linux系统中，进程调度操作由schedule（）函数执行，这是一个只在内核态运行的函数，函数代码为所有进程共享。

Linux的进程调度时机与现代操作系统中的调度时机基本一致，为了判断是否可以执行内核的进程调度程序来调度进程，Linux中设置了进程调度标志need—resched，当标志为1时，可执行调度程序．通常，Linux调度时机分以下两种情况：

（1）主动调度：

指显式调用schedule（）函数明确释放CPU，引起新一轮调度．一般发生在当前进程状态改变，如：

进程终止、进程睡眠、进程对某些信号处理过程中等．

（2）被动调度：

指不显示调用schedule（）函数，只是PCB中的need_resched进程调度标志，该域置位为1将引起新的进程调度，而每当中断处理和系统调用返回时，核心调度程序都会主动查询need—resched的状态（若置位，则主动调用schedule（）函数。

一般发生在新的进程产生时、某个进程优先级改变时、某个进程等待的资源可用被唤醒时、当前进程时间片用完等．

在Linux中，进程调度策略共定义了3种：

Linux系统中的每个进程用task，struct结构来描述，进程调度的依据是task—struct结构中的policy、priority、counter和rt—priority，PCB中设置Policy数据项，其值用于反映针对不同类型的进程而采用的调度策略。

SCHED—RR和SCHED—FIFO用于实时进程。

分别表示轮转调度策略和先进先出调度策略；

SCHED—OTHER表示普通进程，也按照轮转调度策略处理。

这三类调度策略均基于优先级．PCB中设置Priority数据项，其值为普通进程的调度优先级．普通进程的可用时间片的初始值即为该值，该值通过系统调用是可以改变的。

PCB中设置rt～priority数据项，其值是实时进程专用的调度优先级，实时进程的可用时间片的初始值即为该值．该优先级也可以用系统调用来修改，PCB中设置counter数据项。

用于进程可用时间片时值的计数，初始值为rt—priority或Priority。

进程启动后该值随时钟周期递减。

而每个windows进程都是由一个执行体进程块来表示的。

EPROCESS块中除了包含许多与进程有关的属性以外，还包含和指向了许多其他的相关数据结构。

例如，每个进程都有一个或多个线程，这些线程由执行体线程块来表示。

执行体进程块和相关的数据结构位于系统空间中，不过，进程块环境是个例外，它位于进程地址空间中（因为它包含了一些需要由用户模式代码来修改的信