Linux操作系统概述.docx

1、Linux操作系统概述第1章 Linux操作系统概述Linux操作系统是目前发展最快的操作系统，从1991年诞生到现在的二十多年间，Linux逐步完善和发展。Linux操作系统在服务器、嵌入式等方面获得了长足的发展，并在个人操作系统方面有着大范围的应用，这主要得益于其开放性。本章对Linux的发展进行介绍，主要包括如下内容：Linux发展的历史，以时间为主线对Linux的诞生进行介绍；分析Linux和UNIX操作系统的异同；介绍常用的几种Linux发行版本的特点；对Linux操作系统的系统架构进行简单的介绍；介绍GNU通用公共许可证及其特点。通过本章的阅读，读者可以对Linux的发展历史和Li

2、nux操作系统的基本特点有一个简单的认识。1.1 Linux发展历史Linux操作系统于1991年诞生，目前已经成为主流的操作系统之一。其版本从开始的0.01版本到目前的2.6.28.4版本经历了二十多年的发展，从最初的蹒跚学步的“婴儿”成长为目前在服务器、嵌入式系统和个人计算机等多个方面得到广泛应用的操作系统。1.1.1 Linux的诞生和发展Linux的诞生和发展与个人计算机的发展历程是紧密相关的，特别是随着Intel的i386个人计算机的发展而逐步成熟。在1981年之前没有个人计算机，计算机是大型企业和政府部门才能使用的昂贵设备。IBM公司在1981年推出了个人计算机IBM PC，从而造

3、成个人计算机的发展和普及。刚开始的时候，微软帮助IBM公司开发的MS-DOS操作系统在个人计算机中占有统治地位。随着IT行业的发展，个人计算机的硬件价格虽然逐年在下降，但是软件特别是操作系统的价格一直居高不下。与个人计算机对应，在大型机上的主流操作系统是UNIX，而UNIX操作系统对操作系统的发展有诸多障碍：UNIX的经销商为了寻求高利率，将价格抬得很高，个人计算机的用户就根本不能靠近它，不利于操作系统的普及。UNIX操作系统的源代码具有版权，虽然贝尔实验室许可可以在大学的教学中使用UNIX源代码，但是因为版权问题源代码一直不能公开。对于广大的PC用户，软件行业的供应商一直没有一个很好的办法来

4、解决UNIX操作系统普及性问题的 方法。在操作系统的发展受到版权限制的时候，出现了Minix操作系统，这个操作系统由一本书来详细的描述它的实现原理。由于书中对Minux操作系统的描述非常详细、并且很有条理性，当时几乎全世界的计算机爱好者都在看这本书来理解操作系统的原理，其中包括Linux系统的创始者Linus Torvalds。%注意：当时苹果公司的Mac系列操作系统不论从性能方面还是用户的易用性方面来说都是最好的，但是其价格也是最高的（现在的情况基本也是如此）。1.1.2 Linux名称的由来Linux操作系统的名称最初并没有被称做Linux。Linus给他的操作系统取的名字是Freax，这

5、个单词的含义是怪诞的、怪物、异想天开的意思。当Torvalds将他的操作系统上传到服务器ftp.funet.fi上的时候，这个服务器的管理员Ari Lemke对Freax这个名称很不赞成，所以将操作系统的名称改为了Linus的谐音Linux，于是这个操作系统的名称就以Linux流传下来。在Linus的自传Just for Fun一书中，Linus解释说：“Ari Lemke，他十分不喜欢Freax这个名字。倒喜欢我当时正在使用的另一个名字Linux，并把我的邮件路径命名为pub OS/Linux。我承认我并没有太坚持。但这一切都是他搞的。所以我既可以不惭愧地说自己不是那么以个人为中心，但是也有

6、一点个人的荣誉感。而且个人认为，Linux是个不错的名字。”实际上，在早期的源文件中仍然使用Freax作为操作系统的名字，可以从Makefile文件中看出此名称的一些蛛丝马迹。关于Linux的发音有各种说法，例如links，但是按照Torvalds的说法，Linux中Li中i的发音类似于Minix中i的发音，而nux中u的发音类似于英文单词pronounce中第一个o的发音。根据Torvalds对此的解释，依照国际音标其发音为links，与“喱呐科斯”类似。在网络上有一份Torvalds本人说话的音频，音频中的内容为“Hello, this is Linus Torvalds, and I p

7、ronounce Linux as Linux”，其下载网络地址为http:/www.paul.sladen.org/ pronunciation/torvalds-says-Linux.wav。对于Linux发音的解释，还有一份Torvalds本人的解说片段，这一片段发音的视频可以从如下的URL下载：http:/www.L1.2 Linux的发展要素Linux操作系统是UNIX的一种典型的克隆系统。在Linux诞生之后，借助于Internet网络，在全世界计算机爱好者的共同努力下，成为目前世界上使用者最多的一种类似UNIX的操作系统。在Linux操作系统的诞生、成长和发展过程中，以下5个方面

8、起到了重要的作用：UNIX操作系统、Minix操作系统、GNU计划、POSIX标准和Internet网络。1.2.1 UNIX操作系统UNIX操作系统于1969年在Bell实验室诞生，它是美国贝尔实验室的Ken.Thompson和Dennis Ritchie在DEC PDP-7小型计算机系统上开发的一种分时操作系统。Ken Thompson开发UNIX操作系统的初衷是为了能在一台闲置的PDP-7计算机上运行星际旅行游戏，他在1969年夏天花费一个月的时间开发出了UNIX操作系统的原型。最开始，开发UNIX操作系统使用的是BCPL语言（即通常所说的B语言），后来Dennis Ritchie于19

9、72年使用C语言对UNIX操作系统进行了改写。同时UNIX操作系统在大学中得到广泛的推广，并将UNIX的授权分发给多个商业公司。自从UNIX操作系统从实验室走出来之后，得到了长足的发展。目前已经成为大型系统的主流操作系统，现在几乎每个主要的计算机厂商都有其自有版本的UNIX。UNIX是一个功能强大、性能全面的、多用户、多任务的分时操作系统，在从巨型计算机到普通PC等多种不同的平台上，都有着十分广泛的应用。通常情况下，比较大型的系统应用，例如银行、电信部门，一般都采用固定机型的UNIX解决方案：在电信系统中以SUN的UNIX系统方案居多，在民航里以HP的系统方案居多，在银行里以IBM的系统方案居

10、多。Linux是一种UNIX的克隆系统，采用了几乎一致的系统API接口。特别是网络方面，二者接口的应用程序几乎完全一致。1.2.2 Minix操作系统Minix操作系统也是UNIX操作系统的一种克隆系统，它由荷兰Amsterdam的Vrije大学著名教授Andrew S.Tanenbaum于1987年开发完成。Minux操作系统目的主要用于学生学习操作系统原理时教学使用。在当时Minix操作系统在大学中是免费使用的，但是其他用途则需要收费。目前Minix操作系统已经全部是免费的，可以从许多FTP上下载，目前主要有1.5版本和2.0版本在使用。由于Minix操作系统提供源代码，并且与操作系统相结

11、合，有一本高质量的书籍介绍其实现原理，在当时全世界的大学中形成了学习Minix操作系统的风气，Linus刚开始就是参照此系统在1991年开始开发Linux的。实际上，Minix操作系统并不是很优秀，但是这个操作系统提供了C语言和汇编语言的源代码。而当时的UNIX操作系统源代码除了极少的范围外一直是保密的，Minix操作系统对程序员来说是一个福音。为了可以让学生在一个学期内能够学完操作系统的课程，AST保持了Minix操作系统的小型化，没有接受世界各界对Minix扩展的要求，而正是这个原因激发了Linus编写Linux操作系统。1.2.3 POSIX 标准POSIX（Portable Opera

12、ting System Interface for Computing Systems）是由IEEE和ISO/IEC开发的一套标准。POSIX标准是对UNIX操作系统的经验和实践的总结，对操作系统调用的服务接口进行了标准化，保证所编制的应用程序在源代码一级可以在多种操作系统上进行移植。在90年代初，POSIX标准的制定处于最后确定的投票阶段，而Linux正处于开始的诞生时期。作为一个指导性的纲领性标准，Linux的接口与POSIX相兼容。1.3 Linux与UNIX的异同Linux是UNIX操作系统的一个克隆系统，没有UNIX就没有Linux。但是，Linux和传统的UNIX有很大的不同，两者

13、之间的最大区别是关于版权方面的：Linux是开放源代码的自由软件，而UNIX是对源代码实行知识产权保护的传统商业软件。两者之间还存在如下的区别：UNIX操作系统大多数是与硬件配套的，操作系统与硬件进行了绑定；而Linux则可运行在多种硬件平台上。UNIX操作系统是一种商业软件（授权费大约为5万美元）；而Linux操作提供则是一种自由软件，是免费的，并且公开源代码。UNIX的历史要比Linux悠久，但是Linux操作系统由于吸取了其他操作系统的经验，其设计思想虽然源于UNIX但是要优于UNIX。虽然UNIX和Linux都是操作系统的名称，但UNIX除了是一种操作系统的名称外，作为商标，它归SCO

14、所有。Linux的商业化版本有Red Hat Linux、SuSe Linux、slakeware Linux、国内的红旗Linux等，还有Turbo Linux；UNIX主要有Sun的Solaris、IBM的AIX，HP的HP-UX，以及基于x86平台的SCO UNIX/UNIXware。Linux操作系统的内核是免费的；而UNIX的内核并不公开。在对硬件的要求上，Linux操作系统要比UNIX要求低，并且没有UNIX对硬件要求的那么苛刻；在对系统的安装难易度上，Linux比UNIX容易得多；在使用上，Linux相对没有UNIX那么复杂。总体来说，Linux操作系统无论在外观上还是在性能上都

15、与UNIX相同或者比UNIX更好，但是Linux操作系统不同于UNIX的源代码。在功能上，Linux仿制了UNIX的一部分，与UNIX的System V和BSD UNIX相兼容。在UNIX上可以运行的源代码，一般情况下在Linux上重新进行编译后就可以运行，甚至BSD UNIX的执行文件可以在Linux操作系统上直接运行。1.4 操作系统类型选择和内核版本的选择要在Linux环境下进行程序设计，首先要选择合适的Linux发行版本和Linux的内核，选择一款适合自己的Linux操作系统。本节对常用的发行版本和Linux内核的选择进行了介绍，并简要讲解了如何定制自己的Linux操作系统。1.4.1 常见的不同公司发行的Linux异同Linux的发行版本众多，曾有人收集过超过300种的发行版本。当然，不能在本书中介绍众多的发行版特点，这超出了本书的范围。本小节对最常用的发行版本进行简单的介绍，表1.1为经常采用的版本。读者可以去相关网址查找，选择适合的版本使用。本书所使用的Linux为Debian。表1.1 常用Linux发行版本特点版本名称网 址特 点软件包管理器Debian Linuxwww.debian.org开放的开发模式，并且易于进行软件包升级aptFedora Core拥有数量庞大的用户，优秀的社区技术支持，并且有许多创新up2date（rpm)， yum（rpm）