Linux笔记01: Linux简介

1.1 操作系统

　　计算机系统是由硬件子系统（处理器、内存、硬盘、键盘、鼠标、显示屏等）和软件子系统（如Windows操作系统、Office办公软件等）组成。

　　操作系统（Operating System, OS）是软件子系统的一部分。它控制其他程序运行，管理系统资源，提供最基本的计算功能，如管理及配置内存、决定系统资源供需的优先次序等，同时还提供一些基本的服务程序，例如：

　　（1）文件系统

　　提供计算机存储信息的结构，信息存储在文件中，文件主要存储在计算机的内部硬盘里，在目录的分层结构中组织文件。文件系统为操作系统提供了组织管理数据的方式。

　　（2）设备驱动程序

　　提供连接计算机的每个硬件设备的接口，设备驱动器使程序能够写入设备，而不需要了解执行每个硬件的细节。

　　（3）用户接口

　　如常用的Windows图形界面，可以理解为一种用户与操作系统交互的方式。

　　（4）系统服务程序

　　当计算机启动时，会自启动许多系统服务程序，执行安装文件系统、启动网络服务、运行预定任务等操作。

　　目前流行的服务器和PC端操作系统有UNIX、Linux、Windows、Mac OS等。

1.2 从UNIX到Linux

UNIX诞生于20世纪60年代末，Windows诞生于20世纪80年代中期，Linux诞生于20世纪90年代初，可以说UNIX是操作系统中的“老大哥”。

1.2.1 UNIX历史

　　以肯·汤普森（Ken Thompson）为首的贝尔实验室研究人员，于1969年实现了一种分时操作系统的雏形，1970年该系统正式取名为UNIX。

　　肯·汤普森当年开发UNIX的初衷是运行他编写的一款计算机游戏Space Travel，这款游戏模拟太阳系天体运动，由玩家驾驶飞船，观赏景色并尝试在各种行星和月亮上登陆。他先后在多个系统上试验，但运行效果不甚理想，于是决定自己开发一个操作系统，就这样，UNIX诞生了。

　　1971—1972年，肯·汤普森的同事丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）发明了传说中的C语言，这是一种适合编写系统软件的高级语言，它的诞生是UNIX系统发展过程中的一个重要里程碑，它宣告了在操作系统的开发中，汇编语言不再是主宰。到了1973年，UNIX系统的绝大部分源代码都用C语言进行了重写，这为提高UNIX系统的可移植性打下了基础（之前操作系统多采用汇编语言，对硬件依赖性强），也为提高系统软件的开发效率创造了条件。

　　目前常见的UNIX系统版本有Sun Solaris、FreeBSD、IBM AIX、HP-UX等。

　　肯·汤普森和丹尼斯·里奇因在计算机领域做出的杰出贡献，于1983年获得了计算机科学的最高奖——图灵奖。

1.2.2 Linux往事

　　Linux内核最初是由李纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）在赫尔辛基大学读书时出于个人爱好而编写的。第一个版本于1991年9月发布，当时仅有10000行代码。

　　李纳斯·托瓦兹公开了Linux源代码，并邀请他人一起完善Linux。与Windows及其他有专利权的操作系统不同，任何人都可以免费使用Linux。据估计，现在只有2%的Linux核心代码是由李纳斯·托瓦兹自己编写的，可以说现在大家所使用的Linux，是由李纳斯·托瓦兹和后续加入的众多Linux爱好者共同开发完成的。

　　李纳斯·托瓦兹还敲出了世界上最大的程序员社区GitHub（开源代码库及版本控制系统）。

　　Linux Logo是一只企鹅，关于它的由来有一种说法是：

　　企鹅是南极洲的标志性动物，根据国际公约，南极洲为全人类共同所有，不属于世界上的任何国家，任何国家都无权将南极洲纳入其版图。Linux选择企鹅图案作为Logo，其含义是：开放源代码的Linux为全人类共同所有，任何公司无权将其私有。

1.2.3 UNIX/Linux系统结构

　　UNIX/Linux系统可以简单地抽象为3层。底层是UNIX/Linux操作系统，一般称之为系统内核（Kernel）；中间层是Shell层，即命令解释层；高层则是应用层。

　　（1）内核层

　　内核层是UNIX/Linux系统的核心和基础，它直接附着在硬件平台之上，控制和管理系统内各种资源（硬件资源和软件资源），有效地组织进程的运行，从而扩展硬件的功能，提高资源的利用效率，为用户提供方便、高效、安全、可靠的应用环境。

　　（2）Shell层

　　Shell层是与用户直接交互的界面。用户可以在提示符下输入命令行，由Shell解释执行并输出相应结果或者有关信息，所以我们也把Shell称作命令解释器，利用系统提供的丰富命令可以快捷而简便地完成许多工作。

　　（3）应用层

　　应用层提供基于X Window协议的图形环境。X Window协议定义了一个系统所必须具备的功能（就如同TCP/IP是一个协议，定义软件所应具备的功能），任何系统能满足此协议及符合X协会其他的规范，便可称为X Window。

　　X Window与微软的Windows图形环境有很大的区别：

　　UNIX/Linux系统与X Window没有必然捆绑的关系，也就是说，UNIX/Linux可以安装X Window，也可以不安装；而微软的Windows图形环境与内核捆绑密切。UNIX/Linux系统不依赖图形环境，依然可以通过命令行完成100%的功能，而且因为不使用图形环境还会节省大量的系统资源。

　　作为服务器部署，绝大多数Linux并不安装或并不启用图形环境。

1.2.4 Linux的发行版本

　　Linux的发行版本可以大体分为两类：一类是商业公司维护的发行版本；另一类是社区组织维护的发行版本。前者以著名的Red Hat为代表，后者以Debian为代表。下面介绍4款我国国内应用较多的Linux发行版本。

　　（1）Red Hat Linux

　　Red Hat公司的产品主要包括RHEL（Red Hat Enterprise Linux，收费版本）和CentOS（RHEL的社区克隆版本，免费版本）、Fedora Core（由Red Hat桌面版发展而来，免费版本）。

　　本文以CentOS为例讲解，它是基于RHEL源代码重新编译、去除Red Hat商标的产物，各种操作使用和付费版本没有区别，且完全免费。缺点是不向用户提供技术支持，也不负任何商业责任。

　　Red Hat官方网站：http://www.redhat.com。

　　CentOS官方网站：http://www.centos.org。

　　（2）Ubuntu Linux

　

　　Ubuntu基于知名的Debian Linux发展而来，界面友好，容易上手，对硬件的支持非常全面，是目前最适合做桌面系统的Linux发行版本，而且Ubuntu的所有发行版本都免费提供。

　　Ubuntu官方网站：http://www.ubuntu.com。

　　（3）SuSE Linux

　　SuSE Linux以Slackware Linux为基础，原来是德国的SuSE Linux AG公司发布的Linux版本，1994年发行了第一版，早期只有商业版本，2004年被Novell公司收购后，成立了OpenSUSE社区，推出了自己的社区版本OpenSUSE。

　　SuSE Linux在欧洲较为流行，在我国国内也有较多应用。SuSE Linux可以非常方便地实现与Windows的交互，硬件检测非常优秀，拥有界面友好的安装过程、图形管理工具，对于终端用户和管理员来说使用非常方便。

　　SuSE官方网站：https://www.suse.com。

　　OpenSUSE官方网站：http://www.opensuse.org。

　　（4）Gentoo Linux

　　Gentoo最初由Daniel Robbins（FreeBSD的开发者之一）创建，首个稳定版本发布于2002年。Gentoo是所有Linux发行版本里安装最复杂的，到目前为止仍采用源码包编译安装操作系统。不过，它是安装完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件环境下运行最快的版本。自从Gentoo 1.0面世后，它就像一场风暴，给Linux世界带来了巨大的惊喜，同时也吸引了大量的用户和开发者投入Gentoo Linux的怀抱。有人这样评价Gentoo：快速、设计干净而有弹性，它的出名是因为其高度的自定制性——它是一个基于源代码的发行版。

　　Gentoo官方网站：http://www.gentoo.org。