Linux学习笔记：【000】Linux系统入门

什么是Linux？

• 　　Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX（可移植操作系统接口 Portable Operating System Interface of UNIX）和UNIX（UNXI 是一个分时操作系统，分时操作系统是使一台计算机采用时间片轮转的方式同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。）的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。
• 　　Linux操作系统诞生于1991 年10 月5 日（这是第一次正式向外公布时间）。Linux存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但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。

本节额外知识：

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POSIX表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，缩写为 POSIX ），POSIX标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准，是IEEE为要在各种UNIX操作系统上运行的软件而定义的一系列API标准的总称，其正式称呼为IEEE 1003，而国际标准名称为ISO/IEC 9945。
POSIX标准意在期望获得源代码级别的软件可移植性。换句话说，为一个POSIX兼容的操作系统编写的程序，应该可以在任何其它的POSIX操作系统（即使是来自另一个厂商）上编译执行。
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什么是POSIX？

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    1. 批处理操作系统
    批处理(Batch Processing)操作系统的工作方式是：用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交给用户。
    批处理操作系统的特点是：多道和成批处理。

    2．分时操作系统
    分时(Time Sharing)操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命。分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。多路性指，伺时有多个用户使用一台计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU。交互性是指，用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步)。“独占”性是指，用户感觉不到计算机为其他人服务，就像整个系统为他所独占。及时性指，系统对用户提出的请求及时响应。它支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机，彼此独立互不干扰，用户感到好像一台计算机全为他所用。
    常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统的结合。其原则是：分时优先，批处理在后。“前台”响应需频繁交互的作业，如终端的要求； “后台”处理时间性要求不强的作业。

    3．实时操作系统
    实时操作系统(RealTimeOperatingSystem，RTOS)是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。此外，实时操作系统应有较强的容错能力。

    4．网络操作系统
  网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资源共享。在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。其主要特点是与网络的硬件相结合来完成网络的通信任务。

    5．分布式操作系统
    它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统(DistributedSystem) 。它在资源管理，通信控制和操作系统的结构等方面都与其他操作系统有较大的区别。由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上，操作系统对用户的资源需求不能像一般的操作系统那样等待有资源时直接分配的简单做法而是要在系统的各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。对于有些资源，如具有多个副本的文件，还必须考虑一致性。所谓一致性是指若干个用户对同一个文件所同时读出的数据是一致的。为了保证一致性，操作系统须控制文件的读、写、操作，使得多个用户可同时读一个文件，而任一时刻最多只能有一个用户在修改文件。分布操作系统的通信功能类似于网络操作系统。由于分布计算机系统不像网络分布得很广，同时分布操作系统还要支持并行处理，因此它提供的通信机制和网络操作系统提供的有所不同，它要求通信速度高。分布操作系统的结构也不同于其他操作系统，它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。
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操作系统分类

Linux的历史

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    Linus Torvalds被称作Linux之父，著名的电脑程序员、黑客。Linux内核的发明人及该计划的合作者。他利用个人时间及器材创造出了这套当今全球最流行的操作系统内核之一，现受聘于开放源代码开发实验室（OSDL：Open Source Development Labs, Inc），全力开发Linux内核。

    Linux是一个诞生于网络、成长于网络且成熟于网络的奇特的操作系统。1991年，当时还是芬兰大学生的Linus Torvalds萌发了开发一个自由的Unix操作系统的想法，当年，Linux就诞生了，为了不让这个羽毛未丰的操作系统矢折，Linus Torvalds将自已的作品Linux通过Internet发布。从此一大批知名的、不知名的电脑黑客、编程人员加入到开发过程中来，一场声势浩大的运动应运而生，Linux逐渐成长起来。

    Linux一开始是要求所有的源码必须公开，并且任何人均不得从Linux交易中获利。然而这种纯粹的自由软件的理想对于Linux的普及和发展是不利的，于是Linux开始转向GPL，成为GNU阵营中的主要一员。

    Linux凭借优秀的设计、不凡的性能，加上IBM、Intel、CA、CORE、Oracle等国际知名企业的大力支持，市场份额逐步扩大，逐渐成为主流操作系统之一。
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Part01

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Unix
    Unix操作系统是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。目前它的商标权由国际开放标准组织所拥有，只有符合单一Unix规范的Unix系统才能使用Unix这个名称，否则只能称为类Unix（Unix-like）。

GNU
    GNU是自由软件之父Richard Stallman在1984年组织开发的一个完全基于自由软件的软件体系，与此相应的有一分通用公共许可证（General Public License，简称GPL）。Linux以及与他有关的大量软件是在GPL的推动下开发和发布的。

    自由软件之父 - Richard Stallman 像一个神态庄严的传教士一样喋喋不休地到处传播自由软件的福音，阐述他创立GNU的梦想：“自由的思想，而不是免费的午餐”。这位自由软件的“顶级神甫”为自己的梦想付出了大半生的努力，他不但自己创作了许多自由软件，如：GCC、和GDB，在他的倡导下，目前人们熟悉的一些软件如BIND、Perl、Apache、TCP/IP等都成了自由软件的经典之作。

    如果说Richard Stallman创立并推动了自由软件的发展，那么，Linus Torvalds毫不犹豫奉献给GNU的Linux，则把自由软件的发展带入到一个全新的境界。

BSD
    386BSD因为法律问题直到1992年还不能发布，NetBSD和FreeBSD是386BSD的后裔，比Linux早。Linus Torvalds说，当时如果有自由的基于386的Unix-like操作系统，他就可能不会创造Linux。尽管无法预料这给以后的软件业究竟造成了什么样的影响（如果没有这个法律纠纷，很有可能没有今天的革命性的Linux），但有一点可以肯定，Linux更加丰富了这块土壤。

Minix
    Minix是一种基于微内核架构的类Unix计算机操作系统，由Andrew S. Tanenbaum发明。Minix最初发布于1987年，开放全部源代码给大学教学和研究工作。2000年重新改为BSD授权，成为自由和开放源码软件。

    因为AT&T的政策改变，在Version 7 Unix推出之后，发布新的使用条款，将Unix源代码私有化，在大学中不再能使用Unix源代码。教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的实务细节，决定在不使用任何AT&T的源代码前提下，自行开发与Unix兼容的操作系统，以避免版权上的争议。他以小型Unix（mini-Unix）之意，将它称为Minix。

    Minix没有任何代码抄袭Unix，所以它们之间并没有任何继承关系，Minix作为当时有史以来的第一个开源的操作系统放到网上以后，短期之内得到了飞速发展，大量的人进行下载学习。

    由于Minix是教授一人所写，所以存在一些漏洞。这时候有使用者发现漏洞存在，想着去下载一些补丁或者自己写一些补丁来修补这些漏洞，修补之后发现效果不错，然后就建议教授利用这些补丁完善下Minix，结果呢，教授比较固执，意思是说：为了维持Minix的纯洁性，不需要任何外来代码。也就是说，根本不打算做商业发行，所以Minux保持了其最原始的风范。
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Part02

Linux特点&版本编码

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基本思想
Linux的基本思想有两点：

    一切都是文件。
    每个软件都有确定的用途。

    其中第一条详细来讲就是系统中的所有都归结为一个文件，包括：命令、硬件和软件设备、操作系统、进程等等，对于操作系统内核而言，都被视为拥有各自特性或类型的文件。至于说Linux是基于Unix的，很大程度上也是因为这两者的基本思想十分相近。

完全免费
    Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其它途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其它操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

完全兼容POSIX1.0标准
    这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序，这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。

多用户、多任务
    Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

良好的界面
    Linux同时具有字符界面和图形界面，在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

支持多种平台
    Linux可以运行在多种硬件平台上，如：具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001年1月份发布的Linux 2.4版内核已经能够完全支持Intel 64位芯片架构，同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。
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Linux特点

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Linux内核使用三种不同的版本编号方式。

    用于1.0版本之前（包括1.0）。第一个版本是0.01，紧接着是0.02、0.03、0.10、0.11、0.12、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和之后的1.0。

    用于1.0之后到2.6，数字由三部分“A.B.C”，A代表主版本号，B代表次主版本号，C代表较小的末版本号。只有在内核发生很大变化时（历史上只发生过两次，1994年的1.0、1996年的2.0），A才变化。可以通过数字B来判断Linux是否稳定，偶数的B代表稳定版，奇数的B代表开发版。C代表一些bug修复，安全更新，新特性和驱动的次数。

    以版本2.4.0为例，2代表主版本号，4代表次版本号，0代表改动较小的末版本号。在版本号中，序号的第二位为偶数的版本表明这是一个可以使用的稳定版本，如2.2.5，而序号的第二位为奇数的版本一般有一些新的东西加入，是个不一定很稳定的测试版本，如2.3.1。这样稳定版本来源于上一个测试版升级版本号，而一个稳定版本发展到完全成熟后就不再发展。

    从2004年2.6.0版本开始，使用一种“time-based”的方式。3.0版本之前，是一种“A.B.C.D”的格式。这些年里，前两个数字A.B即“2.6”保持不变，C随着新版本的发布而增加，D代表一些bug修复、安全更新、添加新特性和驱动的次数。3.0版本之后是“A.B.C”格式，B随着新版本的发布而增加，C代表一些bug修复、安全更新、新特性和驱动的次数。

    第三种方式中不再使用偶数代表稳定版，奇数代表开发版这样的命名方式。举个例子：3.7.0代表的不是开发版，而是稳定版！
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Linux版本编码

我们能用Linux做什么？

　　嵌入式 Linux是嵌入式操作系统的一个新成员，其最大的特点是源代码公开并且遵循GPL协议，近几年来已成为研究热点。目前正在开发的嵌入式系统中，有近50%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。

　　嵌入式linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。

　　嵌入式linux既继承了Internet上无限的开放源代码资源，又具有嵌入式操作系统的特性。嵌入式Linux的特点是版权费免费;购买费用媒介成本技术支持全世界的自由软件开发者提供支持网络特性免费，而且性能优异，软件移植容易，代码开放，有许多应用软件支持，应用产品开发周期短，新产品上市迅速，因为有许多公开的代码可以参考和移植，实时性能稳定性好安全性好。