LINUX認(rèn)識(shí)論文

1、一、Linux 簡(jiǎn)介 Linux是一類Unix計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核的名 字也是“ Linux ”。Linux操作系統(tǒng)也是自由軟件和開(kāi)放源代碼發(fā)展中最著名 的例子。嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示 Linux內(nèi)核，但在實(shí)際上人們 已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來(lái)形容整個(gè)基于 Linux內(nèi)核，并且使用GNU工程各種工 具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，它主 要用于基于X86系列CPU的計(jì)算機(jī)上。這個(gè)系統(tǒng)是由世界各地的成千上萬(wàn)的 程序員設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的。其目的是建立不受任何商品化軟件的版權(quán)制約的、全 世界人人都能自由使用的Un

2、ix兼容產(chǎn)品。 Linux創(chuàng)始人 Lin us Torvalds 林納斯？本納第克特？托瓦茲(Linus Be nedict Torvalds ) 出生于芬蘭赫爾辛基市。父親尼爾斯 ？托瓦茲(Nils Torvalds )是一名活躍 的共產(chǎn)主義者及電臺(tái)記者。托瓦茲家族屬于在芬蘭占6%勺少數(shù)民族芬蘭瑞典 人。他畢業(yè)于赫爾辛基大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系，1997年至2003年在美國(guó)加州硅 谷任職于全美達(dá)公司(Tran smeta Corporatio n)參與該公司芯片的code morph技術(shù)研發(fā)。后受聘于開(kāi)源碼發(fā)展實(shí)驗(yàn)室(OSDL : Open Source Development Labs, Inc

3、)，全力開(kāi)發(fā) Linux內(nèi)核?，F(xiàn)任職于 Linux基金會(huì) Linux的起源 1991年Linus Torvalds為完成自己操作系統(tǒng)課程的作業(yè)。開(kāi)始基于Mi nix 一種免費(fèi)小型 UNIX系統(tǒng)，編寫(xiě)一些程序。最初該程序只有一萬(wàn)多行，可是 在程序完成時(shí)。使他意想不到的是這些程序已經(jīng)足夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)的基 本功能。 早期UNIX的主要特色是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)煉、便于移植和功能相對(duì)強(qiáng)大，經(jīng)過(guò)多來(lái) 年的發(fā)展和進(jìn)化，形成了一些極為重要并穩(wěn)定的特色，其中主要包括： 1. 技術(shù)成熟，可靠性高 經(jīng)過(guò)30來(lái)年開(kāi)放式道路的發(fā)展，UNIX的一些基本技術(shù)已變得十分成熟， 有的已成為各類操作系統(tǒng)的常用技術(shù)。實(shí)踐表明，UNIX是能

4、達(dá)到大型主機(jī) (main frame )可靠性要求的少數(shù)操作系統(tǒng)之一。目前許多UNIX大型主機(jī)和 服務(wù)器在國(guó)外的大型企業(yè)中每天24小時(shí)，每年365天不間斷地運(yùn)行。例如， 不少大企業(yè)或政府部門(mén)，即所謂肩負(fù)關(guān)鍵使命的場(chǎng)合/部門(mén)將其整個(gè)企業(yè)/部 門(mén)信息系統(tǒng)建立并運(yùn)行在以UNIX為主服務(wù)器的Client/Server結(jié)構(gòu)上。但 到目前為止，世界上還沒(méi)有一家大型企業(yè)將其重要的信息系統(tǒng)完全建立在NT 上。 2. 極強(qiáng)的可伸縮性 UNIX系統(tǒng)是世界上唯一能在筆記本電腦、PC工作站，直至巨型機(jī)上運(yùn) 行的操作系統(tǒng)，而且能在所有主要CPU芯片搭建的體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行(包括 Intel/AMD 及 HP-PA MIPS

5、 PowerPC UltraSPARC、ALPHA等 RISC芯片)。 至今為止，世界上沒(méi)有第二個(gè)操作系統(tǒng)能達(dá)到這一點(diǎn)。此外，由于UNIX系 統(tǒng)能很好地支持 SMP MPP和Cluster等技術(shù)，使其可伸縮性又有了很大的 增強(qiáng)。目前，商品化UNIX系統(tǒng)能支持的SMP CPU數(shù)已達(dá)到幾百甚至更多個(gè)， MPP系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)甚至已超過(guò)1024個(gè)UNIX支持的異種平臺(tái) Cluster技術(shù)也 已投入使用。UNIX的伸縮性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了 NT操作系統(tǒng)目前所能達(dá)到的水平 3. 網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng) 網(wǎng)絡(luò)功能是UNIX系統(tǒng)的一又一重要特色，作為In ternet 網(wǎng)技術(shù)和異種 機(jī)連接重要手段的 TCP/IP協(xié)議就是在UNIX

6、上開(kāi)發(fā)和發(fā)展起來(lái)的。TCP/IP是 所有UNIX系統(tǒng)不可分割的組成部分。因此，UNIX服務(wù)器在In ternet服務(wù)器 中占80%以上，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。此外，UNIX還支持所有常用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議， 包括NFS DCE IPX/SPX、SLIP、PPP等，使得 UNIX系統(tǒng)能方便地與已有的 主機(jī)系統(tǒng)，以及各種廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)相連接，這也是UNIX具有出色的互操 作性的根本原因。 4. 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持能力 由于UNIX具有強(qiáng)大的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的能力和良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，因此多年來(lái)， 所有主要數(shù)據(jù)庫(kù)廠商，包括Oracle、Informix、Sybase、Progress 等，都 把UNIX作為主要的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)和

7、運(yùn)行平臺(tái)，并創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)性價(jià)比的 新記錄。UNIX服務(wù)器正在成為大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心替代大型主機(jī)的主要平臺(tái)。 5. 開(kāi)發(fā)功能強(qiáng) UNIX系統(tǒng)從一開(kāi)始就為軟件開(kāi)發(fā)人員提供了豐富的開(kāi)發(fā)工具。成為工程 工作站的首選和主要的操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)環(huán)境?？梢哉f(shuō)，工程工作站的出現(xiàn)和 成長(zhǎng)與UNIX是分不開(kāi)的。至今為止，UNIX工作站仍是軟件開(kāi)發(fā)廠商和工程 研究設(shè)計(jì)部門(mén)的主要工作平臺(tái)。有重大意義的軟件新技術(shù)的出現(xiàn)幾乎都在 UNIX上，女口 TCP/IP、WWWOODBM等。 6. 開(kāi)放性好 開(kāi)放性是UNIX最重要的本質(zhì)特性。開(kāi)放系統(tǒng)概念的形成與UNIX是密不 可分的。UNIX是開(kāi)放系統(tǒng)的先驅(qū)和代表。由于開(kāi)放系統(tǒng)深入

8、人心，幾乎所廠 商都宣稱自己的產(chǎn)品是開(kāi)放系統(tǒng)，確實(shí)每一種系統(tǒng)都能滿足某種開(kāi)放的特 性，如可移植性、可兼容性、可伸縮性、互操作性等。但所有這些系統(tǒng)與開(kāi) 放系統(tǒng)的本質(zhì)特征一不受某些廠商的壟斷和控制相去甚遠(yuǎn)，只有UNIX完全 符合這一條件。 7. 標(biāo)準(zhǔn)化 過(guò)去，Unix界被分析家和用戶批判，因?yàn)闆](méi)有為所有 Unix操作系統(tǒng)提供 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)，到目前為止，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、工業(yè)團(tuán)體恰恰是 以UNIX基礎(chǔ)制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)化，如ISO/IEC的POSIX標(biāo)準(zhǔn)、IEEE POSIX 標(biāo)準(zhǔn)、X/Open組織的XPG3/4工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及后來(lái)的 Spec 1170（因?yàn)樗?1170個(gè)應(yīng)用編程接口，

9、后來(lái)改名為UNIX 95）標(biāo)準(zhǔn)。不少人對(duì)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化 將變成象任何單一 組織的作用及職權(quán)產(chǎn)生了誤解。事實(shí)上，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化組織企圖駕馭互相競(jìng)爭(zhēng)的 力量，和企圖為用戶規(guī)定他們的要求時(shí)是注定要失敗的。比方說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)只能 用于給出道路的規(guī)則，而不應(yīng)用于制造汽車(chē)。如果廠家被強(qiáng)迫完全遵從單一 的標(biāo)準(zhǔn)，而不允許他們產(chǎn)品有特色，則用戶將受害，Unix 廠家的產(chǎn)品一樣，沒(méi)有任何特色。 Linux是從一個(gè) Windows等都是 Linux與其他操作系統(tǒng)的區(qū)別 *從發(fā)展背景來(lái)看 Linux與其他操作系統(tǒng)的區(qū)別是： 比較成熟的操作系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，而其他的操作系統(tǒng)。比如 自成體系，無(wú)對(duì)應(yīng)相依托的操作系統(tǒng)。 *從使用費(fèi)用上來(lái)看

10、 Linux與其他操作系統(tǒng)最大的區(qū)別是，該系統(tǒng)開(kāi) 等疋 Win dow 放的、免費(fèi)的、可以自由傳播的操作系統(tǒng)。其他的操作系統(tǒng)，比如 綸旦封閉的需要付費(fèi)的，而且費(fèi)用很貴。 *Linux的核心具有Windows無(wú)法比擬的穩(wěn)定性和高效率。在不使用 X-Window的情況下占用系統(tǒng)資源較少可以使一臺(tái)Intel 486搖身一變稱為 高效工作站。 *Linux是一個(gè)真正的多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)具有良好的兼容 性、強(qiáng)大的可移植性、高度穩(wěn)定性、漂亮的用戶界面.有世界公認(rèn)的較好的語(yǔ) 言編輯器和更高效率的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 Linux組成 Linux可分為：內(nèi)核、Shell、X Window和應(yīng)用程序四大組成部分，其

11、中內(nèi)核是所有組成部分中最為基礎(chǔ)、最為重要的部分。 二、shell 編程 shell是一種命令解釋程序(命令解釋器)，shell解釋用戶輸入的命令行， 提交系統(tǒng)內(nèi)核處理，并將結(jié)果返回給用戶。與Linux命令一樣都是實(shí)用程序， 但兩者又有區(qū)別。一旦用戶注冊(cè)到系統(tǒng)后，shell就被系統(tǒng)裝入內(nèi)存，并一 直運(yùn)行到用戶退出系統(tǒng)之止；而一般命令僅當(dāng)被調(diào)用時(shí)，才由系統(tǒng)裝入內(nèi)存 執(zhí)行。 shell本身也是一種可編程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。用shell寫(xiě)的程序(shell 腳本)相當(dāng)于dos/windows下的批處理文件，它可以簡(jiǎn)單到只有一條命令， 也可以復(fù)雜到包括大量循環(huán)、條件語(yǔ)句、數(shù)學(xué)運(yùn)算、控制結(jié)構(gòu)，也可以是介 于兩

12、者之間的程序。 是解釋性的，多數(shù)高級(jí)語(yǔ)言是編譯性的; 語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言處理的對(duì)象不同； 與系統(tǒng)有密切的關(guān)系； 易編寫(xiě)、調(diào)試、靈活性較強(qiáng)，但速度低; 作為命令級(jí)語(yǔ)言，命令組合功能很強(qiáng)。 shell允許通過(guò)編程來(lái)完成復(fù)雜的功能處理，但作為語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言 相比較具有不同的特點(diǎn)： (1) shell shell (3) shell shell (5) shell shell有兩種主要語(yǔ)法類型：Bourne shell 和C shell ，彼此不兼容。 Bourne shell 家族：sh ksh bash psh zsh ； C shell 家族： csh tcsh。 其中bash和zsh在不同程度上支

13、持 csh的語(yǔ)法。 這里，再著重介紹一下bash的特點(diǎn)： (1) 自動(dòng)補(bǔ)全功能 假設(shè)要輸入的命令很長(zhǎng)，或者命令后面要給的文件名很長(zhǎng)。這個(gè)時(shí)候只 要按一個(gè)Tab鍵，bash就會(huì)在可能的命令或文件名里面找尋匹配的命令，找 到的話就會(huì)自動(dòng)幫你補(bǔ)齊。 (2) 命令行編輯程序 bash的命令行編輯是在提示符下，可對(duì)未執(zhí)行的命令字符任意地修改。 (3) 命令歷史(command history) 所謂的命令歷史就是把曾經(jīng)輸入過(guò)的命令記錄起來(lái)，方便日后的查詢與 使用。只要按向上鍵就可以調(diào)出前一個(gè)命令，再按一次向上鍵就可以調(diào)出更 前一個(gè)命令，依此類推，用向下鍵可以回到下個(gè)命令，所以用上、下鍵就可 以選擇以前輸

14、入過(guò)的命令。 Shell程序的特點(diǎn)及用途 shell程序可以認(rèn)為是將shell命令按照控制結(jié)構(gòu)組織到一個(gè)文本文件 中，批量的交給shell去執(zhí)行 不同的shell解釋器使用不同的shell命令語(yǔ)法 shell程序解釋執(zhí)行，不生成可以執(zhí)行的二進(jìn)制文件 可以幫助用戶完成特定的任務(wù)，提高使用、維護(hù)系統(tǒng)的效率 了解shell程序可以更好的配置和使用linux 三、文件與目錄 1. 文件與目錄的基本概念 文件 每種操作系統(tǒng)都有自己獨(dú)特的文件系統(tǒng)，如MS-DO文件系統(tǒng)、UNIX文件系 統(tǒng)等。文件系統(tǒng)包括了文件的組織結(jié)構(gòu)、處理文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作文件的方法 等。LinUX自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的的文件系統(tǒng)稱為 EXT

15、2 Linux還支持多種其它操作系 統(tǒng)的文件系統(tǒng)，例女口 minix、ext2、hpfs、msdos umsdos iso、nfs、sysv 等 達(dá)二十幾種 文件的類型 普通文件：文本文件，它由ASCII字符構(gòu)成；數(shù)據(jù)文件，它由來(lái)自應(yīng)用程序 的數(shù)字型和文本型數(shù)據(jù)構(gòu)成；可執(zhí)行的二進(jìn)制程序，它由機(jī)器指令和數(shù)據(jù)構(gòu)成。 目錄文件：兩個(gè)特殊的目錄項(xiàng)” 代表目錄本身，” ”表示父目錄。 設(shè)備文件：如光驅(qū)：/dev/cdrom 管道文件 鏈接文件 2、目錄 目錄是特殊文件，用來(lái)創(chuàng)建和存放對(duì)于文件系統(tǒng)中的文件的訪問(wèn)路徑。 是由成對(duì)的“ I節(jié)點(diǎn)號(hào)/文件名”構(gòu)成的列表 I節(jié)點(diǎn)號(hào)是檢索I節(jié)點(diǎn)表的下標(biāo)，I節(jié)點(diǎn)中存放有

16、文件的狀態(tài)信息。 文件名是給一個(gè)文件分配的文本形式的字符串，用來(lái)標(biāo)識(shí)該文件。 “點(diǎn)”（.）表示目錄本身；“點(diǎn)點(diǎn)”（.）表示該目錄的父目錄 Linux線程與進(jìn)程 _進(jìn)程概念：進(jìn)程是表示資源分配的基本單位，又是調(diào)度運(yùn)行的基本單位。例 如，用戶運(yùn)行自己的程序，系統(tǒng)就創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，并為它分配資源，包括各種表 格、內(nèi)存空間、磁盤(pán)空間、I /0設(shè)備等。然后，把該進(jìn)程放人進(jìn)程的就緒隊(duì)列。 進(jìn)程調(diào)度程序選中它，為它分配CPU以及其它有關(guān)資源，該進(jìn)程才真正運(yùn)行。所 以，進(jìn)程是系統(tǒng)中的并發(fā)執(zhí)行的單位。在 MaG WindowsNT等采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的 操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的功能發(fā)生了變化：它只是資源分配的單位，而不再是

17、調(diào)度運(yùn) 行的單位。在微內(nèi)核系統(tǒng)中，真正調(diào)度運(yùn)行的基本單位是線程。因此，實(shí)現(xiàn)并發(fā) 功能的單位是線程 線程概念：線程是進(jìn)程中執(zhí)行運(yùn)算的最小單位，亦即執(zhí)行處理機(jī)調(diào)度的基本 單位。如果把進(jìn)程理解為在邏輯上操作系統(tǒng)所完成的任務(wù)，那么線程表示完成該 任務(wù)的許多可能的子任務(wù)之一。例如，假設(shè)用戶啟動(dòng)了一個(gè)窗口中的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 程序，操作系統(tǒng)就將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用表示為一個(gè)進(jìn)程。假設(shè)用戶要從數(shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn) 生一份工資單報(bào)表，并傳到一個(gè)文件中，這是一個(gè)子任務(wù)；在產(chǎn)生工資單報(bào)表的 過(guò)程中，用戶又可以輸人數(shù)據(jù)庫(kù)查詢請(qǐng)求，這又是一個(gè)子任務(wù)。這樣，操作系統(tǒng) 則把每一個(gè)請(qǐng)求一一工資單報(bào)表和新輸人的數(shù)據(jù)查詢表示為數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)程中的獨(dú) 立的

18、線程。線程可以在處理器上獨(dú)立調(diào)度執(zhí)行， 這樣，在多處理器環(huán)境下就允許 幾個(gè)線程各自在單獨(dú)處理器上進(jìn)行。 _進(jìn)程和線程的關(guān)系： （1）一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè) 線程。 （2）資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。 （3） 處理機(jī)分給線程，即真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程。I （4）線程在執(zhí)行過(guò)程中，需要協(xié)作同步。不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信的 辦法實(shí)現(xiàn)同步。 四、市場(chǎng)趨勢(shì)以及前景 在產(chǎn)業(yè)格局上將出現(xiàn) Unix、Windows與Linux 三足鼎立之勢(shì)。一些專家 指出，微軟僅僅是在桌面部分占有壟斷地位。在服務(wù)器部分，Linux與Unix 和W

19、indows NT三分天下的局面已經(jīng)開(kāi)始形成。Linux服務(wù)器操作系統(tǒng)已經(jīng)非 常成熟，完全可以替代Unix和NT。而在嵌入式部分，Linux現(xiàn)在已經(jīng)走在 了前面，在過(guò)去幾年中，以每年100%-200%勺市場(chǎng)成長(zhǎng)速度遙遙領(lǐng)先于對(duì)手。 在用戶結(jié)構(gòu)上企業(yè)用戶將成為L(zhǎng)inux市場(chǎng)的生力軍，占據(jù)著大部分使用份額。 Linux的安全性是很多企業(yè)選擇其作為服務(wù)器操作系統(tǒng)的主要因素。Li nux 在企業(yè)級(jí)的應(yīng)用將是 Linux的主要發(fā)展方向。而各個(gè) Linux廠商都認(rèn)識(shí)到了 這一發(fā)展趨勢(shì)，所以在企業(yè)級(jí)應(yīng)用的領(lǐng)域各個(gè)廠商都有自己豐富的產(chǎn)品。 LSB的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成，Linux在開(kāi)放的基礎(chǔ)上向標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)一步，這使得 Linux避免遭遇像Unix那樣的分裂命運(yùn)。LSB將幫助操作系統(tǒng)廠商明確他們 的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)要求、幫助軟件廠商開(kāi)發(fā)基于同一標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件， 使他們的產(chǎn)品有最廣闊的市場(chǎng)以便取得成功，而Linux用