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Linux是一个操作系统平台 。我们平时常用的操作系统叫作Windows 。当然,也有不少朋友使用苹果电脑,苹果电脑所用的系统叫作macOS 。也许你还听说过一种系统叫作Unix,Unix是比Linux更加古老的一种系统,多用在服务器领域 。Linux同样也是用在服务器领域,大家熟知的BAT公司(百度、阿里、腾讯)、Google、Facebook等一线互联网大公司的服务器99%的操作系统都是Linux 。大家用的Android手机也是Linux操作系统 。
Linux 的由来说到Linux的历史,故事就多了,但总觉得讲太多你也记不住,甚至会产生放弃学习Linux的念头,所以这里只简要介绍一下Linux的由来 。
在Linux诞生之前,一直是Unix的天下 。只不过当时Unix并不能免费获得,要想使用必须先购买授权,这在当时是非常昂贵的,很少有人能承担得起 。
在这样的背景下,很多计算机爱好者非常渴望有一个便宜或者免费的操作系统供大家学习研究 。1983年,计算机界的牛人Richard Stallman发起了一个计划,目的就是构建一套完全自由的操作系统,这个计划就是著名的GNU计划 。所谓完全自由,就是要求加入GNU计划的所有软件都必须自由使用、自由更改、自由发布 。也就是说,软件发布必须要发布它的源代码,这个源代码可以供别人自由使用,也可以随便更改,但是必须要把更改后的代码发布 。当然,光说不行,必须要有明文规定许可协议来制约大家如何自由使用,这套规定许就是著名的GPL协议 。
GNU计划发起后,有很多支持者,所以在这期间产生了许多非常棒的软件,比如vi、Emacs、GCC等 。但遗憾的是,一直没有一个比较完美的操作系统出现 。直到1991年,芬兰大学生林纳斯本纳第克特托瓦兹(Linus Benedict Torvalds)基于兴趣开发了一个类Unix操作系统,一经发布便得到了广大爱好者的追捧,这个系统就是Linux 。1994年,Linux加入GNU计划并采用GPL协议发布 。自此,GNU/Linux真正实现了构建一套完全自由的操作系统的设想 。
Linux系统如果你以前从未接触过Linux,可能就不清楚为什么会有这么多不同的Linux发行版 。在查看Linux软件包时,你肯定被发行版、LiveCD和GNU之类的术语搞晕过 。初次进入Linux世界会让人觉得不那么得心应手 。在开始学习命令和脚本之前,我们将为你稍稍揭开Linux系统的神秘面纱 。
Linux可划分为以下四部分:
- Linux内核
- GNU工具
- 图形化桌面环境
- 应用软件
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图1 Linux系统
深入探究Linux内核
Linux系统的核心是内核 。内核控制着计算机系统上的所有硬件和软件,在必要时分配硬件,并根据需要执行软件 。
Linus还在赫尔辛基大学上学时就开发了第一版Linux内核 。起初他只是想仿造一款Unix系统而已,因为当时Unix操作系统在很多大学都很流行 。
Linus完成了开发工作后,将Linux内核发布到了互联网社区,并征求改进意见 。这个简单的举动引发了计算机操作系统领域内的一场革命 。很快,Linus就收到了来自世界各地的学生和专业程序员的各种建议 。
如果谁都可以修改内核程序代码,那么随之而来的将是彻底的混乱 。为了简单起见,Linus担当起了所有改进建议的把关员 。能否将建议代码并入内核完全取决于Linus 。时至今日,这种概念依然在Linux内核代码开发过程中沿用,不同的是,现在是由一组开发人员来做这件事,而不再是Linus一个人 。
内核主要负责以下四种功能:
- 系统内存管理
- 软件程序管理
- 硬件设备管理
- 文件系统管理
1. 系统内存管理
操作系统内核的主要功能之一就是内存管理 。内核不仅管理服务器上的可用物理内存,还可以创建和管理虚拟内存(即实际并不存在的内存) 。
内核通过硬盘上的存储空间来实现虚拟内存,这块区域称为交换空间(swap space) 。内核不断地在交换空间和实际的物理内存之间反复交换虚拟内存中的内容 。这使得系统以为它拥有比物理内存更多的可用内存(如图2所示) 。
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