《計算機操作系統(tǒng)原理－Linux實例分析》課件第1章

第1章操作系統(tǒng)概述1.1操作系統(tǒng)概念1.2操作系統(tǒng)的功能1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展1.4操作系統(tǒng)的類型1.5操作系統(tǒng)的特征1.6Linux概述習題一

1.1操作系統(tǒng)概念

計算機科學技術發(fā)展至今，其應用領域不斷廣泛與深入，已成為現代信息社會的基礎。現代的計算機系統(tǒng)，無論是大型計算機、小型計算機還是微型計算機都是由硬件和軟件兩大部分組成的。計算機硬件，即我們看得見摸得著的硬實體，它包括主機(一個或多個處理器(CPU)、內存)、I/O設備(鍵盤、顯示器、磁盤、I/O接口)以及其他一些外圍設備(打印機、繪圖儀、光盤等)?？傊?，計算機硬件部分是一個由多種電子和機械設備組成的復雜系統(tǒng)，它們構成了系統(tǒng)本身和用戶作業(yè)賴以活動的物質基礎和環(huán)境。在此基礎上為了方便用戶使用計算機，還需要編制各種系統(tǒng)軟件來管理這些硬件設備，以實現與擴充機器的功能。除此之外，還應當有大量用于解決用戶實際問題的應用程序，正是這些程序組成了計算機的軟件系統(tǒng)。由以上所述可知，軟件可分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應用軟件。人們首先直接在硬件上加載一層程序，用它來管理整個計算機硬件設備以及一些軟件信息資源，同時還為用戶提供開發(fā)應用程序的環(huán)境，這就是操作系統(tǒng)軟件和實用程序。應用軟件是在操作系統(tǒng)支持下，為實現用戶要求而編制的各種應用程序。圖1.1是計算機系統(tǒng)的一個層次結構框圖。人們把沒有加載操作系統(tǒng)的主機叫做裸機(圖中陰影部分)。裸機就是組成主機的硬件。如果計算機的用戶直接在這種裸機的環(huán)境下工作，顯然是不方便的，那就意味著必須用機器語言編寫程序，必須由計算機的使用者編寫硬件的控制管理程序、設備的驅動程序，這將嚴重影響工作效率，降低機器的利用率。為了快捷方便地使用計算機，從第二代電子計算機開始，設計研究人員開始為裸機配置一種系統(tǒng)軟件，專門用于控制與管理計算機的所有硬件并提供方便快捷使用計算機的手段，這就是操作系統(tǒng)軟件。圖1.1計算機系統(tǒng)軟、硬件層次結構圖從圖1.1中可以看到，操作系統(tǒng)對于用戶來說是搭建在硬件平臺(裸機)上的第一層軟件，它是對計算機硬件功能的首次擴展，負責把系統(tǒng)資源管理起來，以便充分發(fā)揮它們的作用，使應用軟件(用戶)與機器硬件隔開，系統(tǒng)內部的復雜性不顯露在用戶面前。用戶可以使用操作系統(tǒng)提供的各種手段，簡單、方便地把自己的意圖告訴計算機系統(tǒng)，以實現所需要完成的工作。正是由于操作系統(tǒng)的卓越工作，才能充分利用系統(tǒng)的資源，并使用戶方便地使用計算機。綜上所述，操作系統(tǒng)是一組控制與管理計算機系統(tǒng)資源的程序集合，它控制與協(xié)調并發(fā)活動，為用戶提供良好的接口。操作系統(tǒng)使整個計算機系統(tǒng)實現了高效率和高度自動化。

以上所說的系統(tǒng)資源是指計算機系統(tǒng)所具備的所有硬件設備和軟件設施，它包括中央處理機(CPU)、存儲器(內存)、I/O設備以及文件。

操作系統(tǒng)是必不可少的系統(tǒng)軟件，只有配置了操作系統(tǒng)，才能使計算機系統(tǒng)體現出完整性和可利用性，當用戶要求計算機幫助完成其計算任務時，程序才能有條不紊地運行。 1.2操作系統(tǒng)的功能

操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，它在計算機系統(tǒng)中處于核心地位，其功能可以從不同的角度進行說明。操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用，大致可以分為兩方面：對內，操作系統(tǒng)管理計算機系統(tǒng)的各種資源，擴充硬件的功能；對外，操作系統(tǒng)提供良好的人機界面，方便用戶使用計算機。操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中承上啟下的地位通常體現在以下五個方面。在操作系統(tǒng)設計時，通常也是基于這五個方面來劃分操作系統(tǒng)的程序模塊的。1.2.1處理機管理

計算機系統(tǒng)中最重要的硬件資源就是中央處理機(CPU)。任何程序的運行，都是由CPU執(zhí)行其指令完成的。在單處理機多用戶系統(tǒng)中，處理機只有一個，而內存又同時存在多道用戶程序，它們都要競爭得到處理機后才可能運行，那么，對于唯一的一個CPU，又要滿足多個用戶同時使用的要求，這就涉及到操作系統(tǒng)對處理機時間分配的問題。也就是需要解決CPU分配給哪個用戶程序使用，它占用多長時間，下一個又該輪到哪個程序運行等問題。為了能夠清楚地描述多個程序的同時運行，操作系統(tǒng)中引進了進程的概念。操作系統(tǒng)通過對進程的管理來協(xié)調多道程序之間的關系，以達到充分利用處理機資源的目的。所以，處理機的管理便體現為進程管理。進程管理的主要功能包括：

(1)進程控制。當用戶作業(yè)要運行時，應為之建立一個或多個進程，并為它分配除處理機以外的所有資源，將它放入進程就緒隊列。當進程運行完成時，立即撤消該進程，以便及時釋放其所占有的資源。進程控制的基本功能就是創(chuàng)建和撤消進程以及控制進程的狀態(tài)轉換。

(2)進程同步。所謂進程同步，是指系統(tǒng)對并發(fā)執(zhí)行的進程進行協(xié)調。最基本的進程同步方式是使諸進程以互斥方式訪問臨界資源。此外，對于彼此相互合作、去完成共同任務的進程，應由系統(tǒng)對它們的運行速度加以協(xié)調。

(3)進程調度。當一個正在執(zhí)行的進程已經完成或因某事件而無法繼續(xù)執(zhí)行時，系統(tǒng)應進行進程調度，重新分配處理機。進程調度是指按一定算法，如最高優(yōu)先算法，從進程就緒隊列中選出一個進程，把處理機分配給它，為該進程設置運行現場，并使之投入運行。

(4)進程通信。對于相互合作的進程，在它們運行時，相互之間往往要交換一定的信息，這種進程間所進行的信息交換稱為進程通信。1.2.2存儲管理

任何一個程序運行的必要條件是它必須首先進駐內存。所以，在計算機系統(tǒng)中，內存是僅次于CPU的重要資源。由于受處理機尋址能力的限制，內存資源也相當緊張。在多道程序系統(tǒng)中內存的存儲調度往往和處理機的調度結合起來，即只有當程序在內存時，它才有可能到處理機上運行，或者僅當它可以到處理機上運行時(已獲得其他資源)，才能把它調入內存，這種調度能實現對內存最有效的利用。操作系統(tǒng)的存儲管理程序就是管理有限的內存空間，其通常包括以下功能：

(1)存儲分配。存儲分配即為系統(tǒng)中需要運行的多個用戶程序以及程序運行所需的數據分配內存空間。

(2)地址轉換。地址轉換即將用戶程序中的程序地址轉換為物理地址。

(3)存儲保護。整個內存空間被劃分為系統(tǒng)區(qū)與用戶區(qū)兩部分，其中用戶區(qū)存放著正在運行著的多個用戶的程序和數據，系統(tǒng)區(qū)是操作系統(tǒng)本身的程序和數據的駐留區(qū)，它們使用不同的存儲區(qū)域。由于操作系統(tǒng)和多個用戶程序同時在系統(tǒng)中運行，因此在同一個內存儲器中存放的系統(tǒng)及用戶的程序和數據的安全就顯得十分重要。如果用戶程序可以自由地訪問內存的任何區(qū)域，必將危及系統(tǒng)和其他用戶程序和數據的安全。存儲保護就是保證內存中的系統(tǒng)存儲區(qū)域不被用戶程序非法訪問，某個用戶的存儲區(qū)域也不能被其他用戶程序訪問，即每個用戶程序只在自己的存儲區(qū)域內活動，互不干擾。

(4)存儲擴充。內存資源是有限的，是計算機中較為缺乏的資源之一，尤其是在多道程序運行的環(huán)境中，內存資源變得更加緊張，這就需要擴充內存的容量。這里說的擴充不是從硬件上增加內存芯片的數量來擴充內存容量，而是操作系統(tǒng)通過軟件的方法為用戶程序提供一個比實際內存空間大得多的存儲空間，這就是“虛擬存儲器”技術。1.2.3設備管理

設備管理是操作系統(tǒng)中最龐雜、最瑣碎的部分，其原因是：

●這部分要涉及很多實際的物理設備，它們品種繁多、用法各異。

●各種外部設備都能和主機并行工作，而且有的設備可被多個程序所共享。

●主機與外部設備，以及各類外部設備之間的速度極不匹配，級差很大。基于這些原因，設備管理主要解決以下問題：

(1)設備分配。每個用戶程序在其運行期間隨時可能需要使用外部設備，使用之前就向操作系統(tǒng)提出設備請求。一般情況下，外設的種類與臺數是有限的(每一類設備的臺數往往少于用戶的個數)，這些設備如何正確分配是很重要的。設備管理程序根據設備的狀況，把設備分配給該任務使用。此外，當有多個任務競爭使用某些設備時，設備管理要按照一定的分配策略合理地分配設備。

(2)設備的傳輸控制。設備的傳輸控制實現物理的輸入/輸出操作，即組織使用設備的有關信息、啟動設備、中斷處理、結束處理等。這些工作是由設備管理提供的設備驅動程序完成的。通過設備驅動程序控制和管理設備，使用戶不必了解設備的物理特性和技術細節(jié)，就可以方便地使用和操作這些設備。

(3)為用戶使用設備提供統(tǒng)一的操作接口。計算機系統(tǒng)配備的設備種類繁多，它們的操作特性完全不同。不同計算機系統(tǒng)，配備的設備種類和數量也可能完全不同。為此，設備管理對各種設備操作提供了統(tǒng)一的操作接口。用戶向系統(tǒng)申請和使用設備時與實際操作的設備無關，即在用戶程序中或在資源申請命令中使用設備的邏輯名，只需給出設備的類型，指出操作方式(讀或寫)，通過統(tǒng)一接口就可以簡單地使用設備。這樣不僅為用戶使用設備提供了方便，而且也提高了設備的利用率。

(4)緩沖管理。幾乎所有的外圍設備與處理機交換信息時，都要利用緩沖來緩和CPU和I/O設備間速度不匹配的矛盾，提高CPU與設備、設備與設備間操作的并行程度，以提高CPU和I/O設備的利用率。

(5)虛擬設備。通常，把一次僅允許一個進程使用的設備稱為獨占設備。系統(tǒng)可通過某種技術使該設備成為能被多個用戶共享的設備，以提高設備利用率及加速程序的執(zhí)行過程，使每個用戶都感覺到自己在獨占該設備。1.2.4文件管理

文件是計算機系統(tǒng)的軟件資源，是各種程序和數據的集合，它們以文件形式可長期保存在計算機的輔助存儲器上。文件管理就是對這些軟件資源的管理。其主要功能如下：

(1)文件的組織。為了有效地對文件進行管理，操作系統(tǒng)必須提供文件駐留在存儲介質上的組織方式，稱為文件的物理組織。此外，為了便于系統(tǒng)和用戶使用文件，操作系統(tǒng)還必須提供面向文件存取的組織方式，稱為文件的邏輯組織。按照文件的組織方式，系統(tǒng)可以有效地分配和回收文件的存儲空間，在存取文件時準確地確定文件的存放位置。

(2)提供文件操作的統(tǒng)一接口。為了便于用戶對文件的操作，操作系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口。當用戶使用文件時，不必知道文件在存儲介質上的具體位置，也不需了解存儲設備的物理特性和操作細節(jié)，只需給出文件的名字就可以對文件進行讀取、寫入、檢索、修改等操作。

(3)文件的保護和共享。在外存上同時存放著操作系統(tǒng)和多個用戶的文件，為了系統(tǒng)和用戶的信息安全和保密，操作系統(tǒng)必須對文件采取嚴格的保護措施，杜絕對文件的非法訪問，以免造成文件的破壞。與此同時，為了充分利用系統(tǒng)的信息資源，必須允許多個用戶可以同時訪問某些文件，如用戶可以使用系統(tǒng)提供的共享程序庫，多個協(xié)同工作的用戶可以共享某些程序和數據，操作系統(tǒng)在提供文件保護的同時還要實現在一定條件下的文件共享。1.2.5作業(yè)管理

作業(yè)是指用戶在一次算題過程中或一次事務處理過程中，要求計算機系統(tǒng)所做工作的集合。作業(yè)管理實現作業(yè)調度和控制作業(yè)的執(zhí)行。操作系統(tǒng)必須合理安排和組織作業(yè)的運行，并為用戶運行作業(yè)提供最大的便利。作業(yè)管理是根據系統(tǒng)條件和用戶需要，對作業(yè)的運行進行合理的組織、調度及相應的控制，其主要功能如下：

(1)作業(yè)的組織與管理。作業(yè)管理的一個主要功能是對系統(tǒng)中所有的用戶作業(yè)進行統(tǒng)一的組織和管理，以提高整個系統(tǒng)的運行效率。當有大量用戶作業(yè)要求計算機運行時，作業(yè)管理需要按照用戶的要求和作業(yè)的性質調度其中某些作業(yè)進入計算機系統(tǒng)內運行。

(2)作業(yè)調度。作業(yè)調度是指根據系統(tǒng)的能力和當前作業(yè)的運行情況，按一定策略，從后備作業(yè)隊列中選出一批作業(yè)，為它們分配所需的I/O設備和存儲空間，將它們調入內存并為之建立相應的進程，使之成為具有獲得處理機資格的候選進程。

(3)作業(yè)控制。作業(yè)控制是指作業(yè)從進入系統(tǒng)開始，直到運行完成的整個過程中，用戶可通過某種形式向系統(tǒng)發(fā)出各種命令，以對自己的作業(yè)進行控制和管理。

為了使用戶能夠方便地使用計算機運行作業(yè)，操作系統(tǒng)提供了兩種接口：一種是作業(yè)級的用戶接口，它向用戶提供作業(yè)控制語言和操作命令，用戶利用作業(yè)級接口來組織作業(yè)的工作流程和控制作業(yè)的運行；另一種是程序級接口，它是系統(tǒng)提供的一組系統(tǒng)調用，又稱系統(tǒng)調用指令。當用戶在程序中需要使用系統(tǒng)資源時，如存取文件、使用設備、占用內存空間等，可以使用系統(tǒng)調用指令向操作系統(tǒng)提出申請，由操作系統(tǒng)完成用戶的請求。

1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展

操作系統(tǒng)(OperationSystem，OS)是隨著計算機技術本身及其計算機應用的日益發(fā)展而逐漸發(fā)展和不斷完善的。它的功能由弱到強，現已成為計算機系統(tǒng)的核心。

操作系統(tǒng)的發(fā)展大致經歷了手工操作、早期批處理、多道程序系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、通用操作系統(tǒng)等階段。進入20世紀80年代，硬件技術的飛速發(fā)展以及微處理機的出現和發(fā)展，使操作系統(tǒng)有了進一步的發(fā)展，如單用戶操作系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)及智能化操作系統(tǒng)。

1946年誕生第一臺電子計算機以來，計算機的每一代進化都以減少成本、縮小體積、降低功耗、增大容量和提高性能為目標。隨著計算機硬件的發(fā)展，同時也加速了操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展。1.3.1無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)

從第一臺計算機誕生到20世紀50年代中期的計算機，屬于第一代計算機，其中央處理機的基本元器件是電子真空管，存儲器用繼電器和磁芯充當，這時還沒有操作系統(tǒng)的概念。計算機采用人工操作方式，程序員全部采用機器語言編程，計算機還遠遠不是真正意義上的自動運算，計算機的使用也非常不方便，這主要體現在以下三個方面：

(1)程序員必須懂機器語言，因為程序員必須直接面對計算機硬件，所以要求他們必須具備較強的專業(yè)基礎知識和熟練的基本技能。

(2)程序準備繁瑣，常常為了幾分鐘的數字計算，準備工作就要用去幾小時甚至更長的時間，使用很不方便。

(3)使用計算機必須提前預約，要運行某個程序必須提前跟機房預約機器時間。批準后要準時到機房執(zhí)行計算，在分配運行的這段時間內程序和機器都不能出現問題，如果出現問題，就會被迫強行停止，下機修改程序，準備下次重復這一過程。人工操作方式具有以下特點：

(1)獨占性。用戶獨占全機，CPU等待人工操作。

(2)串行性。一個用戶使用完后，下一個用戶接著使用。

人工操作方式的缺點是，計算機的有效機時嚴重浪費，效率低。1.3.2早期簡單批處理操作系統(tǒng)

第二代計算機從1955年到1965年，持續(xù)了十年時間。這一階段在硬件上使用分離的晶體管代替易損壞的真空管，使用磁芯存儲器代替繼電器存儲器，從而增強了設備的可靠性，降低了硬件的故障發(fā)生率；在軟件上為了避免程序制作時直接面對機器語言，已經開發(fā)了FORTRAN高級語言和匯編語言以及FORTRAN編譯器和匯編程序，從而出現了真正意義上的程序員。雖然有了上述改進，但高級編程語言(例如FORTRAN和匯編語言)出現之后又有了新問題：處理機執(zhí)行一個作業(yè)的時間是離散的。由于用戶程序是高級語言編寫的，在執(zhí)行之前先要把它翻譯成機器語言，因此一個作業(yè)除了包括加載高級語言程序之外，還要加載編譯器，保存編譯后的目標程序，并且要將目標程序和公用函數鏈接在一起。其中的每一步操作都需要操作員參與完成，這樣使用計算機一是不方便，二是在程序運行期間由于操作員的參與浪費了許多寶貴的處理機時間。

20世紀50年代中期，由GeneralMotors開發(fā)了第一個簡單批處理操作系統(tǒng)，它也是人類歷史上的第一個操作系統(tǒng)，運行在IBM701機上。從那時開始，許多廠商不斷對簡單批處理操作系統(tǒng)進行改進和完善，開發(fā)出了適合自家產品的簡單批處理操作系統(tǒng)。簡單批處理操作系統(tǒng)的設計思路是，計算機上電后先運行一個常駐內存的所謂的監(jiān)控程序，由計算機的操作人員把用戶提交的若干作業(yè)組織成一組，稱為一批作業(yè)，將它們拷貝在磁帶或穿孔卡片上，然后安裝在計算機的輸入設備上，由監(jiān)控程序按順序讀入每個作業(yè)并執(zhí)行，每個作業(yè)執(zhí)行結束后將結果輸出到磁帶上，再返回到監(jiān)控程序讀入下一個作業(yè)。待所有作業(yè)完全結束后，操作員再把輸出磁帶拿去打印。由于這個監(jiān)控程序一次處理一批作業(yè)，所以稱它為批處理操作系統(tǒng)，后來為了與多道程序批處理系統(tǒng)相區(qū)分，又稱它為簡單批處理操作系統(tǒng)或單道批處理操作系統(tǒng)。1.3.3多道批處理操作系統(tǒng)

第三代計算機從1965年開始到1980年為止，持續(xù)了十五年。這一時期的產品有IBM生產的System/360-370系列和CDC6600-7600系列等。其硬件特征是采用了小規(guī)模集成電路、微程序控制、流水線和高速緩存，與第二代計算機相比，其性價比有了很大提高。第三代計算機不僅能執(zhí)行大型科學計算，而且能夠進行商務數據處理。而這兩種應用有著很大的差別，主要表現在處理機執(zhí)行科學計算時，I/O操作較少，而進行商務數據處理時，I/O操作卻較為頻繁。因此為了在一臺機器上滿足各種用戶的不同需求，同時又不降低CPU的利用率。特別是隨著處理機速度的提高，處理機的高速度與輸入/輸出設備的低速度不匹配的矛盾就越來越突出。為了解決這一矛盾，于是產生了多道程序設計技術，出現了多道程序系統(tǒng)。多道程序設計技術是指在計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序，使它們在管理程序的控制之下，相互穿插運行，并使計算機資源在多道程序切換中得到共享，同時能夠最大限度地提高CPU的利用率。多道程序運行的特征如下：

(1)多道：計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序。

(2)宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。

(3)微觀上串行：從微觀上看，內存中的多道程序輪流地或分時地占有處理機，交替執(zhí)行。它的優(yōu)點是系統(tǒng)的吞吐量大，其缺點是對用戶的響應時間較長。在多道程序系統(tǒng)中，多個程序共享系統(tǒng)資源，使得系統(tǒng)管理更加復雜，從而對軟硬件提出了更多新課題，也促進了它們的進一步發(fā)展。

隨著應用的普及和各行各業(yè)不斷提出的新的要求，操作系統(tǒng)的種類也越來越多，其功能也更加強大。

1.4操作系統(tǒng)的類型

當前計算機已廣泛地、深入地應用于人類生活的各個領域。在不同的領域中由于使用計算機的規(guī)模和計算機完成任務的性質及要求不盡相同，因此人們開發(fā)出了適應不同需要的操作系統(tǒng)。

操作系統(tǒng)可按照不同方式進行分類。例如，按用戶數目的多少，可分為單用戶和多用戶系統(tǒng)；根據操作系統(tǒng)所依賴的硬件規(guī)模，可分為大型機、中型機、小型機和微型機操作系統(tǒng)；根據操作系統(tǒng)提供給用戶的工作環(huán)境，可分為單用戶操作系統(tǒng)、多道批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)等。不同的操作系統(tǒng)，運行環(huán)境不同，設計目標也不同。例如，大型計算機系統(tǒng)資源豐富、性能強大、價格昂貴，其設計目標是要求充分發(fā)揮系統(tǒng)資源利用率，提高機器的作業(yè)吞吐量。與此相比，微型機系統(tǒng)資源簡單，價格相對便宜，所以對資源的利用率就不是操作系統(tǒng)設計的主要目標，而以操作便利、簡單實用、適應性強作為設計目標。小型機處于大型機與微型機之間，其操作系統(tǒng)的設計目標也處于兩者之間，既要求有較高的系統(tǒng)資源利用率，又要求操作方便、具有較高的通用性。隨著計算機技術和軟件技術長期發(fā)展，已形成了各種類型的操作系統(tǒng)，以滿足不同的應用要求。按其使用環(huán)境和對作業(yè)的處理方式來分，操作系統(tǒng)的基本類型有：

(1)單用戶操作系統(tǒng)。

(2)批處理操作系統(tǒng)。

(3)分時操作系統(tǒng)。

(4)實時操作系統(tǒng)。

(5)通用操作系統(tǒng)。

(6)網絡操作系統(tǒng)。

(7)分布式操作系統(tǒng)。1.4.1單用戶操作系統(tǒng)

單用戶操作系統(tǒng)一次只能支持一個用戶程序的運行。單用戶操作系統(tǒng)向用戶提供聯(lián)機交互式的工作環(huán)境，比如MS-DOS就是一個典型的單用戶操作系統(tǒng)。

單用戶操作系統(tǒng)的特點是：單用戶，不要求高利用率，具有良好的交互性。1.4.2批處理操作系統(tǒng)

批處理操作系統(tǒng)簡稱批處理系統(tǒng)。顧名思義，批處理系統(tǒng)就是對多個用戶的作業(yè)進行成批處理的操作系統(tǒng)。批處理系統(tǒng)的設計目標是提高系統(tǒng)資源的使用率和作業(yè)吞吐量(單位時間內完成運行作業(yè)的個數)。例如，OS/360?MTV就是一個典型的多道批處理操作系統(tǒng)。批處理系統(tǒng)可以分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。多道批處理系統(tǒng)是多道程序設計技術與批處理系統(tǒng)的結合，基本思想是每次把一批經過合理搭配的作業(yè)通過輸入設備提交給操作系統(tǒng)，并暫時存入外存，等待運行。當系統(tǒng)需要調入新的作業(yè)時，根據當時的運行情況和用戶要求，按某種調度原則，從外存中挑選一個或幾個作業(yè)裝入內存運行。用戶用控制命令描述對作業(yè)每一步運行的具體安排，并將這些控制連同程序和數據一起作為一個作業(yè)交給操作系統(tǒng)，因此，在系統(tǒng)運行過程中不允許用戶與其作業(yè)交互作用，即用戶不能直接干預自己作業(yè)的運行，直到作業(yè)運行完畢。批處理操作系統(tǒng)是一種早期的大型機用操作系統(tǒng)。不過，現代操作系統(tǒng)大都具有批處理功能。

1．單道批處理系統(tǒng)

單道批處理系統(tǒng)是指在內存中除操作系統(tǒng)外，只存放一道用戶的作業(yè)，并且所有的系統(tǒng)資源僅為這一道作業(yè)服務。這是一種早期出現的批處理系統(tǒng)。

在單道批處理操作系統(tǒng)中，對于多個用戶的作業(yè)，有衛(wèi)星機將這些作業(yè)輸入磁帶中，然后逐級再從該磁帶中將作業(yè)一個一個地讀入內存進行處理。作業(yè)運行完畢后，將結果也都輸出到另一磁帶中，當這批作業(yè)全部運行完畢后再由衛(wèi)星機把磁帶上的結果通過響應的輸出設備輸出，處理完一批作業(yè)后再處理下一批作業(yè)。

2．多道批處理系統(tǒng)

在單道批處理操作系統(tǒng)中，雖然解決了人工干預對機器運行效率的影響，但整個系統(tǒng)的運行效率還是很低。這是因為當作業(yè)在運行過程中需要使用設備進行輸入/輸出操作時，處理機需要等待輸入/輸出操作的完成。這就是說，在設備進行輸入/輸出操作期間，處理機處于閑置狀態(tài)。所以單道批處理系統(tǒng)雖然通過減少人工干預改善了計算機的效率，但是由于處理機與設備的串行工作方式仍浪費了大量的處理機時間。在多道批處理系統(tǒng)中同時有多道作業(yè)在運行，作業(yè)可隨時(不必集中成批)被接收進入系統(tǒng)，并存放于磁盤輸入井中形成作業(yè)隊列。然后，操作系統(tǒng)按一定的原則從作業(yè)隊列中調入一個或多個作業(yè)進入內存運行。由于引進了處理機與設備并行工作方式，使得處理機可以同時運行多道作業(yè)，這些作業(yè)輪流交替占用處理機運行。在多道批處理系統(tǒng)中，不僅處理機，其他所有的系統(tǒng)資源均由多個作業(yè)共享，并且作業(yè)的批處理方式是通過一定的調度策略使作業(yè)之間自動過渡，從而大大提高了處理機和系統(tǒng)資源的利用率。批處理系統(tǒng)的主要特征是：

(1)成批處理。操作員把用戶提交的作業(yè)分批進行處理，每批中的作業(yè)將由操作系統(tǒng)或監(jiān)督程序負責作業(yè)間自動調度執(zhí)行。

(2)多道程序運行。按多道程序設計的調度原則，從一批后備作業(yè)中選取多道作業(yè)調入內存并組織它們運行，稱為多道批處理。

(3)脫機工作方式。用戶提交作業(yè)之后直到獲得結果之前就不再和計算機打交道。作業(yè)提交的方式可以是直接交給計算中心的管理操作員，也可以是通過遠程通信線路提交，提交的作業(yè)由系統(tǒng)外存收容成為后備作業(yè)。多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)點是由于系統(tǒng)資源為多個作業(yè)所共享，用戶以脫機方式工作，系統(tǒng)自動調度作業(yè)執(zhí)行，在運行過程中用戶不干預自己的作業(yè)，從而大大提高了系統(tǒng)資源的利用率和作業(yè)吞吐量。其缺點是無交互性，用戶一旦提交作業(yè)就失去了對其運行的控制能力，又是批處理的，作業(yè)周轉時間長，用戶使用不方便。在多道成批系統(tǒng)中，從微觀上看，一個時刻只有一個程序在處理機上運行；從宏觀上看，幾道程序都處于執(zhí)行狀態(tài)，它們的工作都在向前推進。我們把多道程序在單處理機上的邏輯上的同時執(zhí)行稱為并發(fā)執(zhí)行，它和多道程序同時在多個處理機上的執(zhí)行是有區(qū)別的。前者是邏輯上的并行，后者是物理上的并行。因此，不要把多道程序系統(tǒng)(multiprogramming)和多重處理系統(tǒng)(multi-processing)相混淆。一般來講，多重處理系統(tǒng)配制多個CPU，因而能真正同時執(zhí)行多道程序。當然，要想有效地使用多重處理系統(tǒng)，必須采用多道程序設計技術。反之不然，多道程序設計原則不一定要求有多重處理系統(tǒng)的支持。多重處理系統(tǒng)比起單處理系統(tǒng)來說，雖增加了硬件設施，卻換來了提高系統(tǒng)吞吐量、可靠性、計算能力和并行處理能力等好處。1.4.3分時操作系統(tǒng)

分時操作系統(tǒng)是在多道批處理系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。在多道批處理系統(tǒng)中，作業(yè)以成批的方式自動運行，所以它適合運行那些經過調試的固定程序。若在批處理系統(tǒng)上運行尚未成熟的程序或者需要調試的程序，則十分不便。因為在批處理系統(tǒng)中用戶把作業(yè)提交給計算機以后，就失去了對作業(yè)的控制。作業(yè)運行過程中，系統(tǒng)一旦發(fā)現作業(yè)中的錯誤或出現意外情況，就立即停止作業(yè)的運行，直到用戶修正程序中的錯誤后才能重新上機運行。對一個新開發(fā)的程序而言，難免會有這樣那樣的錯誤和不妥之處，它們需要經過多次的調試和修改。每次修改后都要再次裝入計算機上運行，這顯然不方便。為了克服批處理系統(tǒng)的這種缺點，出現了分時操作系統(tǒng)。

分時操作系統(tǒng)是指一臺計算機主機連接著多個終端機，可以被多個用戶同時使用，每個用戶通過自己使用的終端采用人機對話的方式控制自己的程序運行，而系統(tǒng)則將CPU分成時間片為每個終端用戶服務。分時操作系統(tǒng)如圖1.2所示。在分時系統(tǒng)中也是同時存在多個用戶程序，它們輪流占用處理機運行。所謂分時，就是把處理機的時間分成若干個小的時間片，把每個時間片輪流分配給各個程序。時間片的長短由系統(tǒng)確定，一般是幾十毫秒至幾百毫秒。分時是通過操作系統(tǒng)軟件來實現的，當一個程序占用處理機運行一個時間片后，操作系統(tǒng)就中斷它的運行，把被中斷的用戶程序做必要的保護之后，立即把處理機交給下一個程序運行。這個程序經過一個時間片后再把處理機分配給下一個程序。這樣，操作系統(tǒng)可以把處理機以時間片為單位依此輪流分配給系統(tǒng)中的每一個用戶程序。由于系統(tǒng)中的程序數目是有限的，只要時間片的長度適當，那么一個用戶程序從中斷到再次得到處理機只需經過不長的一段時間(一般是2?s或3?s)。從用戶終端的角度來看，好像是一臺速度稍微放慢的計算機在專門為其服務。圖1.2分時操作系統(tǒng)示意圖分時操作系統(tǒng)主要具有以下基本特征：

(1)同時性。若干個終端用戶能同時使用一臺計算機系統(tǒng)進行工作，從宏觀上看，多用戶同時工作，共享系統(tǒng)資源；從微觀上看，各進程按時間片輪流運行，提高了系統(tǒng)資源利用率。

(2)獨立性。各用戶使用各自的終端彼此獨立，互不干擾，保證用戶資源的安全。

(3)交互性。用戶可以與計算機系統(tǒng)進行會話，通過終端向計算機提出運行要求或發(fā)布操作命令。計算機按照用戶的請求或命令運行，并及時把運行結果或出錯信息報告給用戶。

(4)及時性。用戶的請求能在很短的時間內獲得系統(tǒng)的響應。

分時操作系統(tǒng)主要用于小型機、工作站和高檔微型機上。CTSS是最早的分時操作系統(tǒng)，Linux是目前被廣泛使用的一個分時操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)適合辦公自動化、教學及事務處理等要求人機會話的場合。分時操作系統(tǒng)的設計目標是對用戶的請求及時響應，并在可能條件下盡量提高系統(tǒng)資源的利用率。影響響應時間的因素包括：

●終端數目的多少；

●調度算法(時間片的選取)；

●信息交換量和信息交換速度；

●機器處理能力；

●請求服務的時間長短及服務請求的分布。1.4.4實時操作系統(tǒng)

實時操作系統(tǒng)是指計算機對特定輸入做出快速反應，以控制發(fā)出實時信號的對象，即計算機及時響應外部事件的請求，在規(guī)定的短時間內完成該事件的處理，并控制所有實時設備和實時任務協(xié)調一致地運行。例如，導彈飛行控制、工業(yè)過程控制和各種訂票業(yè)務等場合，都要求計算機系統(tǒng)對用戶的請求立即做出響應，具有這種特性的操作系統(tǒng)就是實時操作系統(tǒng)。所謂實時就是“立即”、“現在”的意思，是指對隨機發(fā)生的外部事件能及時做出響應和處置。實時操作系統(tǒng)是較少有人為干預的監(jiān)督和控制系統(tǒng)。僅當系統(tǒng)內識別到了違反系統(tǒng)的規(guī)定或者計算機本身發(fā)生故障時，系統(tǒng)才需要人為干預。

實時操作系統(tǒng)可以分為兩類：實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)。實時控制系統(tǒng)用于各種快速控制過程，如軋鋼、化工等生產過程以及飛機、導彈、衛(wèi)星等控制過程。實時信息處理系統(tǒng)用于要求嚴格響應時間的計算機系統(tǒng)，如票務系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)等。計算機要及時響應外部事件的請求，并能以足夠快的速度完成對事件的處理，而對系統(tǒng)資源的利用率要求不高，甚至為保證高可靠性而采用各種冗余設計。

實時操作系統(tǒng)也可連接多個終端，各終端用戶也可與系統(tǒng)發(fā)生交互作用，但它與分時操作系統(tǒng)不同，其差別主要體現在以下三個方面。

(1)目標不同。分時操作系統(tǒng)是通用性較強的計算機系統(tǒng)，用戶可以自由地使用并方便地開發(fā)自己的程序，修改、調試和運行這些應用程序。而實時操作系統(tǒng)的目標是提供一種具有特殊用途的專用系統(tǒng)，系統(tǒng)中要預先裝入處理各種外部事件的程序，當接收到某種外部請求后，立即做出響應，從系統(tǒng)中選擇一個程序去執(zhí)行，它不允許用戶隨意開發(fā)程序或修改系統(tǒng)內已存在的程序。

(2)交互能力不同。分時操作系統(tǒng)具有較強的交互作用和會話能力，系統(tǒng)可以運行用戶的任意程序，可以應用戶的各種不同請求給予響應。但實時系統(tǒng)中的應用程序是預先設計好的，它只響應預先約定的用戶請求，所以用戶與系統(tǒng)的交互能力是有一定限制的。

(3)響應時間不同。對于分時操作系統(tǒng)，軟件的執(zhí)行在時間上并不嚴格要求，時間上的錯誤一般不會造成災難性的后果。而對于實時操作系統(tǒng)，主要任務是對事件進行實時的處理，雖然事件可能在無法預知的時刻發(fā)生，但是軟件必須在事件發(fā)生時能夠在嚴格的時限內做出響應(系統(tǒng)響應時間)，即使是在尖峰負荷下也應如此，系統(tǒng)時間響應的超時就意味著致命的失敗。實時系統(tǒng)主要是為聯(lián)機實時任務服務的，其特點如下：

(1)及時響應。系統(tǒng)對外部實時信號必須能及時響應，響應的時間間隔要滿足能夠控制發(fā)出實時信號的環(huán)境要求。

(2)高可靠性和安全性。實時系統(tǒng)要求有高可靠性和安全性，系統(tǒng)的效率則放在其次。

(3)交互會話功能較弱。實時系統(tǒng)的系統(tǒng)整體性強，交互能力弱。通常不允許用戶通過實時終端設備去編寫新的程序或修改已有的程序。實時終端設備通常只是作為執(zhí)行裝置或詢問裝置，是為特殊的實時任務設計的專用系統(tǒng)。1.4.5通用操作系統(tǒng)

上面介紹的三類操作系統(tǒng)，其主要差別在于用戶對使用系統(tǒng)的環(huán)境要求不同。因此這幾類操作系統(tǒng)都有不同的使用方式和不同的用途。往往為了能使一個計算機系統(tǒng)適應不同的環(huán)境、不同的要求，又出現了通用操作系統(tǒng)。通用操作系統(tǒng)是在上述三類操作系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的，它們往往是上述三種操作系統(tǒng)兩者或三者的組合，例如，批處理系統(tǒng)與分時系統(tǒng)相結合，當系統(tǒng)有分時用戶時，系統(tǒng)及時地做出響應；當系統(tǒng)暫時沒有分時用戶或分時用戶較少時，處理不太緊急的批處理作業(yè)，以便提高系統(tǒng)的資源利用率。在這種系統(tǒng)中，把分時作業(yè)稱為前臺作業(yè)，批處理作業(yè)稱為后臺作業(yè)。當有實時或分時請求時，系統(tǒng)及時對它們做出響應；否則系統(tǒng)就處理后臺批處理作業(yè)。類似地，批處理系統(tǒng)與實時系統(tǒng)相結合，有實時任務請求時，進行實時處理，沒有實時任務請求時運行批處理作業(yè)，這時把實時系統(tǒng)稱為前臺，把批處理稱為后臺。

通用操作系統(tǒng)不僅滿足了用戶的特殊要求，而且使系統(tǒng)資源的利用率得到進一步的提高，因此得到了非常廣泛的應用。1.4.6網絡操作系統(tǒng)

隨著計算機網絡技術的發(fā)展，當前還有專門提供網絡通信與網絡資源共享功能的網絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。計算機網絡是把地理位置上分散的計算機聯(lián)合起來形成一個網絡系統(tǒng)，其目的是實現計算機之間的通信和資源共享。網絡操作系統(tǒng)是使網絡上各計算機能方便而有效地共享網絡資源，為網絡用戶提供各種服務的軟件和有關規(guī)程(如協(xié)議)的集合。網絡操作系統(tǒng)提供網絡操作所需的最基本的核心功能，如網絡文件系統(tǒng)、內存管理及進程任務調度等。網絡服務程序運行通過網絡操作系統(tǒng)軟件來實現，各計算機通過通信軟件使網絡硬件與其他計算機建立通信。通信軟件還提供所支持的通信協(xié)議，以便通過網絡發(fā)送請求或響應信息。網絡操作系統(tǒng)通常是指網絡中主機(通常稱為服務器)所配置的操作系統(tǒng)。它除了具備通常操作系統(tǒng)的五種管理功能外，為了實現網中各級通信協(xié)議，還應配置完善的通信軟件和網絡控制軟件。計算機網絡是通過通信設施將物理上分散的具有自治功能的多個計算機系統(tǒng)互連起來的，從而實現信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。它具有以下特征：

(1)計算機網絡是一個互連的計算機系統(tǒng)的群體。這些計算機系統(tǒng)在物理上是分散的，可在一個房間里、一個單位里、一個城市或幾個城市里，甚至在全國或全球范圍內。

(2)這些計算機是自治的，每臺計算機有自己的操作系統(tǒng)，各自獨立工作。1.4.7分布式操作系統(tǒng)

隨著程序設計環(huán)境、人機接口和軟件工程等方面的不斷發(fā)展，出現了由高速局域網互連的若干計算機組成的分布式計算機系統(tǒng)，它們需要配置相應的操作系統(tǒng)，即分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)是由多臺計算機組成的系統(tǒng)，這些計算機系統(tǒng)資源可以分布在不同的地理位置，但在邏輯上它們是一個完整的計算機系統(tǒng)。與計算機網絡相似，分布式計算機系統(tǒng)通過通信網絡將獨立功能的數據處理系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)互連起來，可實現信息交換、資源共享和協(xié)作完成任務等。分布式操作系統(tǒng)用于管理分布式的計算機系統(tǒng)資源，它不同于網絡操作系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)中各臺計算機無主次之分，系統(tǒng)中若干臺計算機可以同時運行來共同完成一個任務。分布式操作系統(tǒng)具有以下特征：

(1)統(tǒng)一性。系統(tǒng)內只有一個全局操作系統(tǒng)，采用分布式控制的辦法，負責全系統(tǒng)的資源管理和運行控制。

(2)共享性。系統(tǒng)內包含有多個物理資源和邏輯資源，它們可以動態(tài)地分配給各個任務。

(3)透明性。透明性是指用戶并不知道分布式系統(tǒng)是運行在多臺計算機上，在用戶眼里整個分布式系統(tǒng)中的許多計算機就像是一臺計算機，對用戶來講是透明的。

(4)自治性。處于分布式系統(tǒng)的多個主機處于平等地位，無主從關系，所有資源都必須高度自治而相互配合地工作，它們之間不存在層次控制或主從控制的關系。

(5)獨立性。獨立性是指分布式系統(tǒng)的多個主機都處于平等地位，在物理上獨立。

分布式系統(tǒng)的優(yōu)點是它的分布式，可以以較低的成本獲得較高的運算性能。分布式系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是它的可靠性。由于有多個獨立的CPU系統(tǒng)，因此當一個CPU系統(tǒng)發(fā)生故障時，整個系統(tǒng)仍舊能夠工作。對于高可靠的環(huán)境，如核電站等，分布式系統(tǒng)是有其用武之地的。網絡操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)在概念上的主要區(qū)別是，網絡操作系統(tǒng)可以構架于不同的操作系統(tǒng)之上，也就是說它可以在不同的本機操作系統(tǒng)上，通過網絡協(xié)議實現網絡資源的統(tǒng)一配置，在大范圍內構成網絡操作系統(tǒng)。在網絡操作系統(tǒng)中并不要求對網絡資源進行透明的訪問，即需要指明資源位置與類型，對本地資源和異地資源訪問區(qū)別對待。分布式比較強調單一性，它是由一種操作系統(tǒng)構架的。在這種操作系統(tǒng)中，網絡的概念在應用層被淡化了。所有資源(本地的資源和異地的資源)都用同一方式管理與訪問，用戶不必關心資源在哪里，或者資源是怎樣存儲的。

1.5操作系統(tǒng)的特征

目前，廣泛使用的計算機仍然是以順序計算為基礎的存儲程序式計算機。但是，為了充分利用計算機系統(tǒng)的資源，一般采用多個同時性用戶分用的策略。以順序計算為基礎的計算機系統(tǒng)要完成并行處理的功能必然導致并發(fā)、共享間的矛盾，以多道程序設計為基礎的操作系統(tǒng)必然反映這一特征。另外，由于操作系統(tǒng)要隨時處理各種意外事件，因此它也包含著不確定性的特征。

1．并發(fā)性

計算機系統(tǒng)中存在若干個運行的程序，系統(tǒng)中多個活動同時進行，I/O操作和計算操作重疊。從宏觀上看，這些程序在同時向前推進。并行性和并發(fā)性這兩個概念有所區(qū)別：并行性是指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生(微觀概念)，而并發(fā)性是指兩個或多個事件在同一時間的間隔內發(fā)生(宏觀概念)。

程序的并發(fā)執(zhí)行，有效地改善了系統(tǒng)資源的利用率，提高了系統(tǒng)的吞吐量，但它使系統(tǒng)復雜化，操作系統(tǒng)必須具有控制和管理各種并發(fā)活動的能力。

2．共享性

共享性是指多個計算任務對系統(tǒng)資源的共同享用。操作系統(tǒng)程序與多個用戶程序共用系統(tǒng)中的各種資源，如中央處理器、內外存儲器、外部設備、文件等。共享有互斥共享和同時共享兩種形式。

并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)兩個最基本的特征，這兩者之間又是互為存在條件的。資源共享是以程序的并發(fā)為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問題。若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效的管理，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。

3．不確定性

在多道程序環(huán)境下，操作系統(tǒng)的運行是在隨機的環(huán)境下運行的。這種隨機環(huán)境的含義是：操作系統(tǒng)不可能對所運行的程序的行為以及硬件設備的情況做出任何事先的假定。也就是說，對于同一程序，提供相同的數據，所期待的結果是相同的，但系統(tǒng)以什么樣的速度予以響應卻是不確定的，它完全取決于共存于系統(tǒng)中的其他程序對資源的使用情況，獲得了所需資源就前進，否則就必須等待。對同一程序的同一執(zhí)行點，今天運行到該點，可能很順利地獲取了資源繼續(xù)運行，明天重新運行到該程序的該點，可能得不到資源而處于等待，完全是隨機的。

4．虛擬性

所謂虛擬，是指把一個物理上的實體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應物。物理實體(前者)是實的，而后者是虛的，相應地，用于實現虛擬的技術，稱為虛擬技術。在操作系統(tǒng)中利用了多種虛擬技術，分別用來實現虛擬處理機、虛擬內存、虛擬外部設備和虛擬信道等。

1.6Linux?概述

Linux是20世紀90年代推出的一個多用戶多任務操作系統(tǒng)。它是UNIX操作系統(tǒng)的一種克隆系統(tǒng)，與UNIX兼容，具有UNIX最新的全部功能。Linux功能強大、性能穩(wěn)定、便于使用。Linux系統(tǒng)的最大特點在于它是一個源代碼公開的免費操作系統(tǒng)，現已成為世界上使用最多的一種UNIX類操作系統(tǒng)，并且使用人數還在迅猛增長。

Linux最初由芬蘭人LinusTorvalds開發(fā)，其源程序在Internet上公布以后，引起了全球計算機愛好者的開發(fā)熱情，許多人下載該源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能，再發(fā)回到網上，Linux也因此被雕琢成為一個全球最穩(wěn)定的、最有發(fā)展前景的操作系統(tǒng)。Linux內核發(fā)展的歷史進程如表1-1所示。表1-1Linux發(fā)展歷史進程1.6.1Linux的優(yōu)越性能

經過十余年的發(fā)展，Linux已經發(fā)展得相當完善，并且在科研、教育、政府、商業(yè)以及個人方面擁有了相當多的用戶。Linux的風靡全球是因為它具有許多優(yōu)點，其主要優(yōu)點如下：

(1)完全免費。Linux是一款免費的操作系統(tǒng)，人們可以通過網絡或其他途徑免費獲得，并可以任意修改其源代碼，這是其他的商用操作系統(tǒng)所無法比擬的。

(2)完全兼容POSIX標準。系統(tǒng)遵循世界標準規(guī)范，特別是遵循開放系統(tǒng)互連(OSI)國際標準。凡遵循國際標準所開發(fā)的硬件和軟件，都能彼此兼容，可方便地實現互連。

(3)多用戶、多任務。Linux支持多用戶，各個用戶對于自己的文件、設備有自己特殊的權利，保證了各用戶之間互不影響。

(4)良好的界面。Linux同時具有字符界面和圖形界面。在字符界面用戶可以通過鍵盤輸入相應的指令來進行操作。它同時也提供了類似Windows圖形界面的XWindow系統(tǒng)，用戶可以使用鼠標對其進行操作。XWindow環(huán)境和Windows環(huán)境相似，可以說是一個Linux版的Windows。

(5)強大的網絡功能。完善的內置網絡是Linux的一大特點。Linux在通信和網絡功能方面優(yōu)于其他操作系統(tǒng)。其他操作系統(tǒng)不包含如此緊密地和內核結合在一起的連接網絡的能力，也沒有內置這些聯(lián)網特性的靈活性，而Linux為用戶提供了完善的、強大的網絡功能。

支持Internet是Linux的網絡功能之一。Linux免費提供了大量支持Internet的軟件，用戶能用Linux與世界上的其他人通過Internet進行通信。文件傳輸是其網絡功能之二。用戶能通過一些Linux命令完成內部信息或文件的傳輸。

遠程訪問是其網絡功能之三。Linux不僅允許進行文件和程序的傳輸，它還為系統(tǒng)管理員和技術人員提供了訪問其他系統(tǒng)的窗口。

(6)安全、穩(wěn)定的性能。Linux采取了許多安全技術措施，其中有對讀/寫進行權限控制、審計跟蹤、核心授權等技術，這些都為安全提供了保障。Linux由于需要應用到網絡服務器，這對穩(wěn)定性也有比較高的要求，實際上Linux在這方面十分出色。

(7)可任意裁減的內核。由于Linux程序的源代碼全部公開，因此十分便于裁減和改制。計算機技術人員可以根據應用的需要只使用內核的一部分功能，也可以在內核中增加新功能。Linux系統(tǒng)最小可以裁減到只有1.4