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Linux操作系统基础知识.pdf
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2011-08-13
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Linux操作系统基础知识,适合Linux初学者,对于学过Linux的人可以作为参考。
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第一章 Linux操作系统基础知识
1.1 Linux 操作系统简介
1969 年贝尔实验室的 Ken Thompson、Dennis Ritchie 和其他一些研究人员在 PDP-7 机器上开发
了一个基本的文件系统,该系统后来演化成了 UNIX 文件系统。AT &T 专利部门将 UNIX 用来做文
本处理使 UNIX 获得了成功,UNIX 也因短小精悍而出名。后来 Ritchie 等人为扩展完善 UNIX 开发
出了 C 语言,UNIX 便使用 C 语言实现。
最初,AT &T 无法将 UNIX 作为商品出售,只能自己使用和发放到大学和科研机构中共研究使
用。直到 1977 年 UNIX 才得到商业使用的许可,此后,UNIX 操作系统得到了迅速发展,除大学和
科研机构外,一些大型主机和工作站的生产厂家也专门为他们的机器做了 UNIX 版本,包括 Sun 公
司的 Solaris 和 IBM 的 AIX 等。虽然有多个不同的供应商提供 UNIX 的多个版本,但这些版本可分
成两个主要类型:由 UNIX 的创始者 AT &T 的贝尔实验室开发的 UNIX 系统 V 以及由加利福尼亚大
学 Berkeley 分校开发并推广的 BSD UNIX 版本。为了方便用户开发和使用 UNIX 操作系统,电器与
电子工程师协会(IEEE,Institute of Electrical and Electronic Engineers)制定了 POSIX 标准。另外,
一些开放源代码(C 语言书写)的类 UNIX 版本对 UNIX 爱好者也具有很大的吸引力。
早期的类 UNIX 系统是 Andrew Tanenbaum 设计的 MINIX,在其所著的《操作系统设计与实现》
一书中介绍了 MINIX 并给出了其源代码。1991 年,芬兰 23 岁的大学生 Linus Torvalds 在赫尔辛基
大学修读操作系统课程时,接触到了 MINIX 并对其产生了兴趣。他想将 MINIX 移植到 PC 平台上,
于是,他尝试为 MINIX 编写一些在 PC 平台上使用的设备驱动程序。
编写一个操作系统是一个非常复杂的系统工程,尽管 Linus 在开始工作时就已经有 MINIX 的基
础,他仍然感到力不从心,正好这时 Internet 触角已经张开,于是 Linus 就把他编写的程序放在 Internet
上,希望有志同道合者能够加入他的行列。结果是一呼百应,很快就有数百名程序员通过 Internet
加入到开发 Linux 的行列,他们或将自己的程序,或将自己的想法通过 Internet 与 Linus 及其他爱好
者进行交流,共同完善 Linux。没有人去专门组织他们,没有一个组织去约束他们,也没有一个公司
为他们辛勤的劳动而付报酬,他们全凭自愿,无私奉献。以下是 Linus 在发布 Linux 程序时若干公告
中的两个:
“当你人在编写自己的设备驱动程序时,你是否期待着 MINIX 1.1 的美好时光?你是否因没有一
个有趣的项目而只是沉溺于钻研一个可以为你自己的需要而修改的操作系统中?你是否正在为
MINIX 遇到挫折而感到沮丧?所有的夜猫子们都不再有可干的好项目了吗?那么这个公告可能就正
好是发给你的。”
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1991 年 10 月 5 日,Linus 向全世界发布了 Linux 的第一个正式版本——Linux 版本 0.02:
“正如我一个月前提到的,我正在编写一个在 AT- 386 计算机上使用的、与 MINIX 相似的自由版
本。最后终于达到了可用阶段(虽然可能未达到你的要求),为了进一步推广,我愿意把源代码奉献
给大家。这仅仅是版本 0.02,但我已在她上面成功的运行了 bash、gcc、gnu-make、gnu-sed 和 compress
等等”
可以看出 Linux 的发展离不开 Internet,如果说个人计算机造就了 Microsoft 的话,那么同样可
以说 Internet 造就了 Linux。许许多多的 hacker(不是 cracker)仅仅依靠 Internet 就完成了 Linux 操
作系统,这本身就是一个奇迹。
在 GNU 的保护下,Linux 茁壮成长,不断壮大,也形成了许多版本,以下是我们经常遇到的几
个主要版本:
RedHat Linux —— 最好的网络操作系统;
Turbo Linux —— 最早支持中文的 Linux;
Xteam Linux —— 第一个国产 Linux;
红旗 Linux —— 中国政府支持的自己的 Linux;
蓝点(BluePoint)Linux —— 中美共同开发的 Linux;
我们在系统结构实验中选用 RedHat Linux。
1.2 Linux 的特点
首先,Linux 是一个在 GNU 公共许可权限下可以免费获得、免费使用和自由传播的类 UNIX 操
作系统,是一个符合 POSIX 标准的操作系统。UNIX 是名门闺秀,是工业标准,是几乎所有大型企
业和重要部门的首选,许多教学单位和个人面对昂贵的软件费用都会望而却步。Linux 为我们学习
UNIX 提供了一个绝佳的机会。
其次,Linux 是一个真正的多用户、多任务的操作系统。在 Linux 系统中不仅可以设置多个用户
帐号,同时还允许多个用户登录系统。在 Linux 系统中,你可以同时运行多个程序而不必担心系统
死机,你还可以指定程序以守护进程的形式在后台运行,以侦听外部环境的各种请求。
第三,Linux 是一个优秀的网络操作系统,甚至可以说,网络功能是 Linux(当然 UNIX 也是了)
最大的特点和卖点,Linux 操作系统提供了几乎所有的网络服务功能,包括 DNS 域名服务器,Squid
代理服务器,FTP 服务器,DHCP 服务器,Apache Web 服务器等等。
最后,比起 Windows 下泛滥的病毒灾害,在 Linux 环境下,我们几乎可以不用担心病毒对系统
的破坏作用。如果你的服务器采用 Windows 2000 操作系统,就会经常受到恶意的攻击,但如果采用
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Linux 操作系统,则相对要安全得多。
1.3 关于 Linux 和 Windows
对于 Linux 和 Windows 到底谁更好的争论在业界由来已久,一方面是 Microsoft 在开发操作系统
的同时还近水楼台的开发并发布自己操作系统之上的各种应用程序,抢了别人的饭碗,尤其是几年
前将 IE 浏览器捆绑销售,更是激起一阵讨伐之声;另一方面是 Windows 所采取的易用策略使得人
们在使用计算机越来越方便的同时,对计算机的了解也越来越少,反过来更加依赖于 Microsoft,这
无论从哪个方面来讲都不是一件好事情。
客观的讲,Linux和Windows各有优缺点,下面的评述来自网上一篇文章
[3]
,相信大家看后会有
一个自己的结论。
最近有关操作系统的讨论无论在法庭上还是在网上都是越来越热烈了。这种热烈气氛的出现自
然是与操作系统巨头 Microsoft 脱不了干系的。法律界为是否该裁定并惩罚 Microsoft 在操作系统
上的非法垄断行为而头疼,软件业界为如何抵御 Microsoft 君临天下的庞大攻势而失眠,而被
Microsoft 日益苛刻的版权限制惹恼了的个人和公司电脑用户也在思考是否还应该对 Microsoft 从
一而终。借着这股热潮本人也来就桌面操作系统 (Desktop Operating System) 领域中的 Windows 和
Linux 议论几句。
网上对 Windows 和 Linux 的讨论不少,从这些讨论中我发现有一些人是明确地属于 Linux 阵
营的,所谓属于 Linux 阵营,我指的是他们对 Linux 的支持已经近乎本能,就象宗教信徒笃信上
帝一样。另一方面,虽然也有人替 Windows 说话,但似乎没有一个群体可以归类为 Windows 阵营,
也就是说 Windows 的使用者虽众,但支持烈度却不如 Linux。这也不奇怪,Linux 的发展本身就是
热忱的 Linux 支持者们共同努力的结果,所谓“自家的孩子自家爱”。更何况 Linux 是免费的而
Windows 不仅价格昂贵,而且近来还发展到了让用户花了钱也买不到所有权的地步。连所有权都没
了,主人翁态度自然也就免谈了。尽管缺乏铁杆的 Windows 支持者说明 Microsoft 在夺得市场的
同时没有能够同步地赢得人心,但是从学术的观点讲,却应该看到在这种情况下替 Windows 说话
的人 (Microsoft 雇员除外) 大都是从纯技术角度出发的,他们的观点往往要比带有感情因素的
Linux 支持者更冷静和公正。
无论有多少人厌恶 Microsoft,任何客观的评论者都必须承认一个基本的事实,那就是纯以技术
而言 Windows 是目前操作系统家族中具有顶尖水平的成员。Microsoft 能够在软件界翻云覆雨一手
遮天凭借的就是 Windows 操作系统的实力。市场是无情的,能够装在自己口袋里的银子谁也不会
愿意放到 Microsoft 的保险柜里去。Windows 十余年来在市场上的成功,尤其是在四面树敌,人心
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思变的今天依然雄霸天下而不倒正是其实力的明证。
下面本文就来对 Windows 和 Linux 的若干主要方面进行一些评述和比较。
安全性能是 Windows 常常遭受 Linux 支持者批评嘲笑之处。除了层出不穷的计算机病毒外,
号称 Windows 95 以来最重要的版本的 Windows XP 问世不过数月就屡屡发现安全漏洞,而且导致
联邦调查局向用户发布警告,这无疑加深了 Windows 不如 Linux 安全的看法。不过客观的讲,在
以下两方面 Windows 有些冤情可诉:
Windows 的每一个漏洞的公开都会引起公众和媒体的广泛注意,这种树大招风的现象大大增加
了 Windows 技术漏洞的可见性 (Visibility)。而且 Linux 作为公开源代码的系统,它的漏洞的发现
和修补往往被有意无意地视为是系统开发的一部分,好比是 Microsoft 在开发 Windows 期间由内
部程序员发现并修补漏洞。由于在很多人眼里 Linux 永远处于开发状态中,而 Windows 有明确的
推出日期 (不然没法赚钱),因此在这一点上 Windows 处于非常不利的位置。
人们在比较 Windows 和 Linux 的技术漏洞时常常实际上是在对 Windows 和 Linux 内核
(Kernel) 作比较,这是不公平的。 Windows 除内核外还包括用户界面 (UI) 以及大量的应用软件,
大多数 Windows 技术漏洞其实并不是 Windows 内核的漏洞。以安全漏洞而言,大多数是属于 IIS
和 IE 的,对应于 Linux 系统中的 Apache 和 Netscape 或 Konqueror 等。较为合理的做法应当是
将 Windows 和 Linux Distribution 或者 Linux Distribution 中与 Windows 功能平行的部分进行比
较。
尽管有以上这些辩护,尽管 Microsoft 抱怨说人们对攻击 Windows 远比对攻击 Linux 感兴趣
(因为更容易成名) 才使得 Windows 频频亮起安全红灯,但我认为现阶段 Linux 在安全性能上确实
要优于 Windows。起码以病毒数量和危害性而言,Windows 用户所担当的风险就要大得多。只是
Windows 的安全性也不象有些文章渲染的那样糟糕。
说到了安全性,顺便提一下对于除美国以外的其他国家来说,由于 Windows 的技术完全被
Microsoft 所垄断,因此使用 Linux 还具有国家安全上的优势。这也是近期中国,法国,韩国等国
政府在采购操作系统时均作出了有利于 Linux 的决定的原因之一。
稳定性也是 Windows 常常遭批评的地方,这里必须首先要把 Windows 的 9x 系列 (包括
95/98/Me) 和 NT 系列 (包括 NT/2000/XP) 区分开来。两者在稳定性上有数量级之别。 Windows 稳
定性差的恶名主要是由 9x 系列而来,自 Windows XP 开始 Microsoft 已经终止了这一系列的开
发。其次需要分清的是应用软件的稳定性与操作系统的稳定性。如果一个软件的崩溃不影响操作系
统和其它软件的运行,那么这笔帐通常就不应该记在操作系统的稳定性上。如果一个软件的崩溃造
成整个操作系统的崩溃 (即通常所说的“死机”),那操作系统的稳定性就要受到质疑。
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至于最新的 Windows XP 与 Linux 究竟谁更稳定,说实在目前还缺乏足够的数据和可比性,因
为两者所运行的软件很不相同。网上虽有一些测试结果,不过这些测试的客观性往往是值得怀疑的,
这个有时间我将另文叙述。一般说来,由于 Windows 上运行的软件通常比较复杂 (比如游戏,大型
商业软件等),从而有较大的几率暴露操作系统的缺陷。从这点上讲,对 Windows XP 和 Linux 的
表观稳定性进行比较并不足以说明两者在运行同等复杂的软件时谁更稳定。另一方面和系统安全性
的情行相似,人们说到 Linux 的稳定性时常常只是指内核的稳定性,而 Windows 的稳定性却涵盖
包括用户界面在内的许多别的部分。出现这样的状况也情有可原,因为 Windows 和它的用户界面
是无法分开的,用户界面死了,对用户来说就相当于操作系统死了,而 Linux 则不同,用户界面死
了常常还可以用热键退出,并重新启动用户界面。这些差别的存在使得稳定性对 Windows 来说是
一个更为困难的目标。
对软件,尤其是大型商业软件及多媒体软件 (包括游戏) 的支持一直是 Windows 的强项,无论
是 MacOS 还是 Linux 在近期内都很难憾动 Windows 在这一领域的霸主地位。 Windows 庞大的
应用软件支持是大多数用户即使心怀不满,也不得不继续使用 Windows 的一个重要原因。 Linux
所拥有的软件虽然为数也不少,而且有些软件 (比如 GIMP, StarOffice 等) 的开发是以 Windows 下
相应的商业软件为竞争对象的,但是在功能上这些软件要真正达到可以替代 Windows 软件的程度
还有相当一段路要走。免费和公开源代码软件是 Linux 的灵魂,也是很多人喜爱 Linux 的原因,
但是缺乏足够的高质量商业软件的支持已经成为 Linux 与 Windows 竞争桌面操作系统市场时的
重大障碍。在这方面 Linux 面临一个两难局面:一个操作系统要吸引商业软件开发者就得要有足够
多的用户 (尤其是公司用户)。原因很简单,有用户才有利润。但另一方面,一个操作系统要想吸引
足够多的用户 (尤其是公司用户),就得要有足够多高质量的软件 (包括商业软件)。这是一个典型的
先有鸡还是先有蛋的问题。从目前的形势发展来看,打破局面的最可能途径是软件公司愿意做前瞻
性的开发,从而产生一个良性的推动。
这里需要做一点补充说明:对于相对小型的软件的支持 Linux 并不逊色,一个完整安装的
Linux Distribution 不仅比
Windows 带有品种远为齐全的软件,而且各常用类型的软件,诸如 email,
FTP,IRC,浏览器等均有四五种以上可供选择 (有时反而让初用者手足无措)。
五年前 Linux 的安装对于新手来说还是一件望而生畏的事,这其中很大一个原因就是 Linux
对硬件支持的欠缺,三年前我在笔记本电脑上安装 Redhat 6.0 还被迫到网上自行搜寻 config 文件。
但近几年来 Linux 在这方面取得了长足的进展,今天,各主要 Distribution 对硬件的支持度正在迅
速接近甚至超过 Windows 的水平。尽管硬件生产商对 Windows 驱动文件 (driver) 的提供仍比对
Linux 的要普遍,但高手如云的 Linux 群体已经做到了能几乎同步地提供所有最新硬件驱动文件的
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资源评论
- yue8611032012-12-11很不多的资源。看了很有帮助
- 「已注销」2013-09-15非常适合初学者参考,不错
- 韶刹痕2018-09-17有帮助,学习了
f_d_q
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