LINUX认识论文

1、一、Linux 简介 Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统的内核的名 字也是“ Linux ”。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最著名 的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示 Linux内核，但在实际上人们 已经习惯了用Linux来形容整个基于 Linux内核，并且使用GNU工程各种工 具和数据库的操作系统。 简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主 要用于基于X86系列CPU的计算机上。这个系统是由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制约的、全 世界人人都能自由使用的Un

2、ix兼容产品。 Linux创始人 Lin us Torvalds 林纳斯？本纳第克特？托瓦兹(Linus Be nedict Torvalds ) 出生于芬兰赫尔辛基市。父亲尼尔斯 ？托瓦兹(Nils Torvalds )是一名活跃 的共产主义者及电台记者。托瓦兹家族属于在芬兰占6%勺少数民族芬兰瑞典 人。他毕业于赫尔辛基大学计算机科学系，1997年至2003年在美国加州硅 谷任职于全美达公司(Tran smeta Corporatio n)参与该公司芯片的code morph技术研发。后受聘于开源码发展实验室(OSDL : Open Source Development Labs, Inc

3、)，全力开发 Linux内核。现任职于 Linux基金会 Linux的起源 1991年Linus Torvalds为完成自己操作系统课程的作业。开始基于Mi nix 一种免费小型 UNIX系统，编写一些程序。最初该程序只有一万多行，可是 在程序完成时。使他意想不到的是这些程序已经足够实现一个操作系统的基 本功能。 早期UNIX的主要特色是结构简炼、便于移植和功能相对强大，经过多来 年的发展和进化，形成了一些极为重要并稳定的特色，其中主要包括： 1. 技术成熟，可靠性高 经过30来年开放式道路的发展，UNIX的一些基本技术已变得十分成熟， 有的已成为各类操作系统的常用技术。实践表明，UNIX是能

4、达到大型主机 (main frame )可靠性要求的少数操作系统之一。目前许多UNIX大型主机和 服务器在国外的大型企业中每天24小时，每年365天不间断地运行。例如， 不少大企业或政府部门，即所谓肩负关键使命的场合/部门将其整个企业/部 门信息系统建立并运行在以UNIX为主服务器的Client/Server结构上。但 到目前为止，世界上还没有一家大型企业将其重要的信息系统完全建立在NT 上。 2. 极强的可伸缩性 UNIX系统是世界上唯一能在笔记本电脑、PC工作站，直至巨型机上运 行的操作系统，而且能在所有主要CPU芯片搭建的体系结构上运行(包括 Intel/AMD 及 HP-PA MIPS

5、 PowerPC UltraSPARC、ALPHA等 RISC芯片)。 至今为止，世界上没有第二个操作系统能达到这一点。此外，由于UNIX系 统能很好地支持 SMP MPP和Cluster等技术，使其可伸缩性又有了很大的 增强。目前，商品化UNIX系统能支持的SMP CPU数已达到几百甚至更多个， MPP系统中的节点甚至已超过1024个UNIX支持的异种平台 Cluster技术也 已投入使用。UNIX的伸缩性远远超过了 NT操作系统目前所能达到的水平 3. 网络功能强 网络功能是UNIX系统的一又一重要特色，作为In ternet 网技术和异种 机连接重要手段的 TCP/IP协议就是在UNIX

6、上开发和发展起来的。TCP/IP是 所有UNIX系统不可分割的组成部分。因此，UNIX服务器在In ternet服务器 中占80%以上，占绝对优势。此外，UNIX还支持所有常用的网络通信协议， 包括NFS DCE IPX/SPX、SLIP、PPP等，使得 UNIX系统能方便地与已有的 主机系统，以及各种广域网和局域网相连接，这也是UNIX具有出色的互操 作性的根本原因。 4. 强大的数据库支持能力 由于UNIX具有强大的支持数据库的能力和良好的开发环境，因此多年来， 所有主要数据库厂商，包括Oracle、Informix、Sybase、Progress 等，都 把UNIX作为主要的数据库开发和

7、运行平台，并创造出一个又一个性价比的 新记录。UNIX服务器正在成为大型企业数据中心替代大型主机的主要平台。 5. 开发功能强 UNIX系统从一开始就为软件开发人员提供了丰富的开发工具。成为工程 工作站的首选和主要的操作系统和开发环境。可以说，工程工作站的出现和 成长与UNIX是分不开的。至今为止，UNIX工作站仍是软件开发厂商和工程 研究设计部门的主要工作平台。有重大意义的软件新技术的出现几乎都在 UNIX上，女口 TCP/IP、WWWOODBM等。 6. 开放性好 开放性是UNIX最重要的本质特性。开放系统概念的形成与UNIX是密不 可分的。UNIX是开放系统的先驱和代表。由于开放系统深入

8、人心，几乎所厂 商都宣称自己的产品是开放系统，确实每一种系统都能满足某种开放的特 性，如可移植性、可兼容性、可伸缩性、互操作性等。但所有这些系统与开 放系统的本质特征一不受某些厂商的垄断和控制相去甚远，只有UNIX完全 符合这一条件。 7. 标准化 过去，Unix界被分析家和用户批判，因为没有为所有 Unix操作系统提供 统一的标准。其实，到目前为止，国际标准化组织（ISO）、工业团体恰恰是 以UNIX基础制订了一系列标准化，如ISO/IEC的POSIX标准、IEEE POSIX 标准、X/Open组织的XPG3/4工业标准以及后来的 Spec 1170（因为它包含了 1170个应用编程接口，

9、后来改名为UNIX 95）标准。不少人对标准及标准化 将变成象任何单一 组织的作用及职权产生了误解。事实上，当标准化组织企图驾驭互相竞争的 力量，和企图为用户规定他们的要求时是注定要失败的。比方说，标准只能 用于给出道路的规则，而不应用于制造汽车。如果厂家被强迫完全遵从单一 的标准，而不允许他们产品有特色，则用户将受害，Unix 厂家的产品一样，没有任何特色。 Linux是从一个 Windows等都是 Linux与其他操作系统的区别 *从发展背景来看 Linux与其他操作系统的区别是： 比较成熟的操作系统发展而来的，而其他的操作系统。比如 自成体系，无对应相依托的操作系统。 *从使用费用上来看

10、 Linux与其他操作系统最大的区别是，该系统开 等疋 Win dow 放的、免费的、可以自由传播的操作系统。其他的操作系统，比如 纶旦封闭的需要付费的，而且费用很贵。 *Linux的核心具有Windows无法比拟的稳定性和高效率。在不使用 X-Window的情况下占用系统资源较少可以使一台Intel 486摇身一变称为 高效工作站。 *Linux是一个真正的多用户、多任务的操作系统具有良好的兼容 性、强大的可移植性、高度稳定性、漂亮的用户界面.有世界公认的较好的语 言编辑器和更高效率的开发环境。 Linux组成 Linux可分为：内核、Shell、X Window和应用程序四大组成部分，其

11、中内核是所有组成部分中最为基础、最为重要的部分。 二、shell 编程 shell是一种命令解释程序(命令解释器)，shell解释用户输入的命令行， 提交系统内核处理，并将结果返回给用户。与Linux命令一样都是实用程序， 但两者又有区别。一旦用户注册到系统后，shell就被系统装入内存，并一 直运行到用户退出系统之止；而一般命令仅当被调用时，才由系统装入内存 执行。 shell本身也是一种可编程的程序设计语言。用shell写的程序(shell 脚本)相当于dos/windows下的批处理文件，它可以简单到只有一条命令， 也可以复杂到包括大量循环、条件语句、数学运算、控制结构，也可以是介 于两

12、者之间的程序。 是解释性的，多数高级语言是编译性的; 语言与高级语言处理的对象不同； 与系统有密切的关系； 易编写、调试、灵活性较强，但速度低; 作为命令级语言，命令组合功能很强。 shell允许通过编程来完成复杂的功能处理，但作为语言与高级语言 相比较具有不同的特点： (1) shell shell (3) shell shell (5) shell shell有两种主要语法类型：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的语法。 这里，再着重介绍一下bash的特点： (1) 自动补全功能 假设要输入的命令很长，或者命令后面要给的文件名很长。这个时候只 要按一个Tab键，bash就会在可能的命令或文件名里面找寻匹配的命令，找 到的话就会自动帮你补齐。 (2) 命令行编辑程序 bash的命令行编辑是在提示符下，可对未执行的命令字符任意地修改。 (3) 命令历史(command history) 所谓的命令历史就是把曾经输入过的命令记录起来，方便日后的查询与 使用。只要按向上键就可以调出前一个命令，再按一次向上键就可以调出更 前一个命令，依此类推，用向下键可以回到下个命令，所以用上、下键就可 以选择以前输

14、入过的命令。 Shell程序的特点及用途 shell程序可以认为是将shell命令按照控制结构组织到一个文本文件 中，批量的交给shell去执行 不同的shell解释器使用不同的shell命令语法 shell程序解释执行，不生成可以执行的二进制文件 可以帮助用户完成特定的任务，提高使用、维护系统的效率 了解shell程序可以更好的配置和使用linux 三、文件与目录 1. 文件与目录的基本概念 文件 每种操作系统都有自己独特的文件系统，如MS-DO文件系统、UNIX文件系 统等。文件系统包括了文件的组织结构、处理文件的数据结构、操作文件的方法 等。LinUX自行设计开发的的文件系统称为 EXT

15、2 Linux还支持多种其它操作系 统的文件系统，例女口 minix、ext2、hpfs、msdos umsdos iso、nfs、sysv 等 达二十几种 文件的类型 普通文件：文本文件，它由ASCII字符构成；数据文件，它由来自应用程序 的数字型和文本型数据构成；可执行的二进制程序，它由机器指令和数据构成。 目录文件：两个特殊的目录项” 代表目录本身，” ”表示父目录。 设备文件：如光驱：/dev/cdrom 管道文件 链接文件 2、目录 目录是特殊文件，用来创建和存放对于文件系统中的文件的访问路径。 是由成对的“ I节点号/文件名”构成的列表 I节点号是检索I节点表的下标，I节点中存放有

16、文件的状态信息。 文件名是给一个文件分配的文本形式的字符串，用来标识该文件。 “点”（.）表示目录本身；“点点”（.）表示该目录的父目录 Linux线程与进程 _进程概念：进程是表示资源分配的基本单位，又是调度运行的基本单位。例 如，用户运行自己的程序，系统就创建一个进程，并为它分配资源，包括各种表 格、内存空间、磁盘空间、I /0设备等。然后，把该进程放人进程的就绪队列。 进程调度程序选中它，为它分配CPU以及其它有关资源，该进程才真正运行。所 以，进程是系统中的并发执行的单位。在 MaG WindowsNT等采用微内核结构的 操作系统中，进程的功能发生了变化：它只是资源分配的单位，而不再是

17、调度运 行的单位。在微内核系统中，真正调度运行的基本单位是线程。因此，实现并发 功能的单位是线程 线程概念：线程是进程中执行运算的最小单位，亦即执行处理机调度的基本 单位。如果把进程理解为在逻辑上操作系统所完成的任务，那么线程表示完成该 任务的许多可能的子任务之一。例如，假设用户启动了一个窗口中的数据库应用 程序，操作系统就将对数据库的调用表示为一个进程。假设用户要从数据库中产 生一份工资单报表，并传到一个文件中，这是一个子任务；在产生工资单报表的 过程中，用户又可以输人数据库查询请求，这又是一个子任务。这样，操作系统 则把每一个请求一一工资单报表和新输人的数据查询表示为数据库进程中的独 立的

18、线程。线程可以在处理器上独立调度执行， 这样，在多处理器环境下就允许 几个线程各自在单独处理器上进行。 _进程和线程的关系： （1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个 线程。 （2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 （3） 处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。I （4）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的 办法实现同步。 四、市场趋势以及前景 在产业格局上将出现 Unix、Windows与Linux 三足鼎立之势。一些专家 指出，微软仅仅是在桌面部分占有垄断地位。在服务器部分，Linux与Unix 和W

19、indows NT三分天下的局面已经开始形成。Linux服务器操作系统已经非 常成熟，完全可以替代Unix和NT。而在嵌入式部分，Linux现在已经走在 了前面，在过去几年中，以每年100%-200%勺市场成长速度遥遥领先于对手。 在用户结构上企业用户将成为Linux市场的生力军，占据着大部分使用份额。 Linux的安全性是很多企业选择其作为服务器操作系统的主要因素。Li nux 在企业级的应用将是 Linux的主要发展方向。而各个 Linux厂商都认识到了 这一发展趋势，所以在企业级应用的领域各个厂商都有自己丰富的产品。 LSB的标准已经形成，Linux在开放的基础上向标准迈进一步，这使得 Linux避免遭遇像Unix那样的分裂命运。LSB将帮助操作系统厂商明确他们 的产品开发要求、帮助软件厂商开发基于同一标准的操作系统的应用软件， 使他们的产品有最广阔的市场以便取得成功，而Linux用