第1章_Linux操作系统基础.ppt

第第1章章Linux操作系统基础操作系统基础1.1Linux的发展的发展1.1.1UNIX操作系统操作系统UNIXUNIX虽然是一个安全、稳定且功能强大的操作系统，虽然是一个安全、稳定且功能强大的操作系统，但它也一直是一种但它也一直是一种大型的而且对运行平台要求很高大型的而且对运行平台要求很高的操作的操作系统，只能在工作站或小型机上才能发挥全部功能，并且系统，只能在工作站或小型机上才能发挥全部功能，并且价格昂贵价格昂贵，对普通用户来说是可望而不可及的，这为后来，对普通用户来说是可望而不可及的，这为后来LinuxLinux的崛起提供了机会。的崛起提供了机会。1.1.2GNU计划计划自由软件运动自由软件运动：在在1983年，年，Richard Stallman创建了以创建一个自由软件、类创建了以创建一个自由软件、类Unix、与、与POSIX兼容的操作系统为目标的兼容的操作系统为目标的GNU计划。计划。GNU是是“GNUs Not Unix”的递归缩写，的递归缩写，其吉祥物为非洲牛羚。其吉祥物为非洲牛羚。为了实现为了实现GNU计划，计划，Richard Stallman编写了编写了GNU通用公共许可证（通用公共许可证（GPL）。）。GPL定义了自由软件，并且使用了定义了自由软件，并且使用了“Copyleft”来保证软件自由。来保证软件自由。1.1.3Linux操作系统的诞生操作系统的诞生 Minix操作系统操作系统是是UNIX操作系统的一种克隆系统，它由荷操作系统的一种克隆系统，它由荷兰兰Amsterdam的的Vrije大学著名教授大学著名教授AndrewS.Tanenbaum于于1987年开发完成。年开发完成。Minux操作系统目的主要用于学生学习操作系统原理时教操作系统目的主要用于学生学习操作系统原理时教学使用。在当时学使用。在当时Minix操作系统在大学中使用是免费的，但是其操作系统在大学中使用是免费的，但是其他用途则需要收费。目前他用途则需要收费。目前Minix操作系统已经都是免费的操作系统已经都是免费的1991年，在芬兰赫尔辛基大学计算机科学系就读的学生年，在芬兰赫尔辛基大学计算机科学系就读的学生林林纳斯纳斯本纳第克特本纳第克特托瓦兹（托瓦兹（LinusBenedictTorvalds）在在Minix的基础上开始开发的基础上开始开发Linux内核。内核。当年的当年的8月月25日，他在新闻组日，他在新闻组“comp.os.minix.”发表了帖发表了帖子，宣告了子，宣告了Linux的诞生：的诞生：1.3Linux简介简介Linux操作系统是操作系统是自由软件和开放源代码自由软件和开放源代码发展中最具有代表性发展中最具有代表性的实例。只要遵循的实例。只要遵循GNU通用公共许可证，任何人和机构都可以自由通用公共许可证，任何人和机构都可以自由地使用地使用Linux的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。在在Linux操作系统的诞生、成长和发展过程中，如下操作系统的诞生、成长和发展过程中，如下五个方五个方面面起了重要的作用：起了重要的作用：UNIX操作系统操作系统Minix操作系统操作系统GNU计划计划POSIX标准标准Internet网络网络1.3.1Linux创始人创始人LinusTorvalds 林纳斯林纳斯本纳第克特本纳第克特托瓦兹（托瓦兹（LinusBenedictTorvalds）出生于芬兰赫尔辛基出生于芬兰赫尔辛基市；毕业于赫尔辛基大学计算机科学系，市；毕业于赫尔辛基大学计算机科学系，现任职于现任职于Linux基金会基金会。LinusTorvalds在从在从1990年底到年底到1991年的几年的几个月中，基于个月中，基于Minix研制一个新的操作系统，研制一个新的操作系统，从而宣告了从而宣告了Linux的诞生。的诞生。Linus还是著名的开源项目还是著名的开源项目Git（分布式版本（分布式版本控制控制/软件配置管理软件）的发起人和开发软件配置管理软件）的发起人和开发者。者。Linus平生获奖无数，平生获奖无数，1999年他获得了斯德哥尔摩大学荣誉博士学位。年他获得了斯德哥尔摩大学荣誉博士学位。并曾在并曾在2000年被时代周刊评为世纪最重要人物第年被时代周刊评为世纪最重要人物第17名名，1996年一年一颗小行星（颗小行星（9793Torvalds）以其命名。）以其命名。1.3.2Linux的发音的发音 http:/www.kernel.org/pub/linux/kernel/SillySounds/下载。下载。“Hello，thisisLinusTorvaldsandIpronounceLinuxasLinux”.1.3.3Linux吉祥物吉祥物Tux Linux的吉祥物是的吉祥物是企鹅企鹅TuxLinus：“有人说胖企鹅实在有人说胖企鹅实在无法体现无法体现Linux的风范，我觉得这是的风范，我觉得这是因为他们从来没见识过被百英里时因为他们从来没见识过被百英里时速的暴走企鹅狂撵的感觉速的暴走企鹅狂撵的感觉”。1.3.4Linux的特点的特点 开放性。开放性。多用户多任务，支持多进程和多线程。多用户多任务，支持多进程和多线程。可靠的系统安全性。可靠的系统安全性。良好的用户界面。良好的用户界面。强大的网络功能。强大的网络功能。高稳定性。高稳定性。具有标准兼容性。具有标准兼容性。支持多平台。支持多平台。Linux的主要应用领域包括服务器、嵌入式系统和的主要应用领域包括服务器、嵌入式系统和PC桌面桌面应用等。应用等。LINUX具有良好的可移植性具有良好的可移植性市场表现市场表现Linux在服务器领域占据了较大市场份额，在服务器领域占据了较大市场份额，2011年全球性年全球性能能500强的超级计算机中，有强的超级计算机中，有91.4%的系统使用的系统使用Linux。在嵌入式领域，内核基于在嵌入式领域，内核基于linux的的Android操作系统在操作系统在2011年年8月的智能手机和平板市场份额达到月的智能手机和平板市场份额达到48%。在个人桌面应用方面，在个人桌面应用方面，Linux的市场份额稍显不足。的市场份额稍显不足。Linux与与Unix的关系的关系LinuxLinux继承了继承了UnixUnix的全部优秀传统的全部优秀传统LinuxLinux与与UnixUnix接口完全兼容接口完全兼容UnixUnix下的应用程序全部可以移植下的应用程序全部可以移植过来过来Linux Linux 属于属于UNIXUNIX家族的一员，它有许多特家族的一员，它有许多特性是与性是与UNIXUNIX相同的，它们之间的最大相同的，它们之间的最大区别区别在于以下两点：在于以下两点：1 1）UNIXUNIX系统大多是与硬件配套的，而系统大多是与硬件配套的，而LinuxLinux则可运行在多种硬件平台上；则可运行在多种硬件平台上；2 2）UNIXUNIX是商业软件，而是商业软件，而LinuxLinux是自由软件，是自由软件，免费、公开源代码的。免费、公开源代码的。1.3.5Linux与与Windows比较比较特点特点WindowsLinux安全性能安全性能一般一般好好稳定性稳定性好好很好很好软件支持软件支持很好很好好好硬件支持硬件支持好好一般一般源代码源代码保密保密开放开放使用方便性使用方便性非常方便非常方便方便方便版权限制和费用版权限制和费用有有无无技术支持技术支持好好基于社团基于社团1.3.5Linux与与Windows比较比较比较比较WindowsLinux界面界面图图形形化化用用户户界界面面：风风格格统统一一，外外壳壳程程序序（资资源源管管理理器器Explorer）单单一一，Windows程程序菜单一致，快捷键统一；序菜单一致，快捷键统一；命令行界面：功能有限命令行界面：功能有限图图形形界界面面（GNOME、KDE、Unity等等）风风格格各各不不相同，操作方式各异；相同，操作方式各异；命命令令行行界界面面传传承承自自UNIX，功功能能强强大大，基基本本命命令令和和操作方法一致操作方法一致驱动程序驱动程序驱动程序丰富，版本更新频繁；驱动程序丰富，版本更新频繁；默默认认安安装装程程序序里里面面一一般般包包含含有有该该版版本本发发行行时时流流行行的的硬硬件件驱驱动动程程序序，之之后后所所出出的的新新硬硬件件驱驱动依赖于硬件厂商提供动依赖于硬件厂商提供驱动程序不够丰富；驱动程序不够丰富；很很多多硬硬件件厂厂商商未未提提供供驱驱动动程程序序，或或者者驱驱动动程程序序安安装装复复杂杂；硬硬件件厂厂商商正正在在逐逐步步支支持持开开源源驱驱动动，问问题题正正在在得到缓解得到缓解使用使用图图形形化化界界面面对对新新手手用用户户使使用用比比较较简简单单，容容易入门易入门图图形形界界面面使使用用简简单单，容容易易入入门门。命命令令行行界界面面学学习习曲曲线线陡峭陡峭学习学习系系统统构构造造复复杂杂、变变化化频频繁繁，且且知知识识、技技能能淘汰快，深入学习困难淘汰快，深入学习困难系系统统构构造造简简单单、稳稳定定，且且知知识识、技技能能传传承承性性好好，深入学习相对容易深入学习相对容易软件软件多多为为商商业业专专有有软软件件，需需要要购购买买授授权权，软软件件限制严格，不能修改限制严格，不能修改多多为为自自由由软软件件，容容易易获获取取，可可以以修修改改重重发发，种种类类丰富，可选同类软件相对较少丰富，可选同类软件相对较少1.4Linux体系结构体系结构1.KERNELLinux内核内核：最核心部分，将所有硬件抽：最核心部分，将所有硬件抽象成统一的虚拟接口。象成统一的虚拟接口。2.Shell：外壳程序，是系统的用户界面，提供用户与内核：外壳程序，是系统的用户界面，提供用户与内核进行交互操作的一种接口。进行交互操作的一种接口。3.实用工具实用工具：编辑器等编辑器等4.实用程序实用程序：各种功能的应用程序：各种功能的应用程序用户空间用户空间内核空间内核空间文件文件系统系统I/O内存内存管理管理Cache调度调度1.5Linux版本简介版本简介一个内核不是一套完整的操作系统。一套基于一个内核不是一套完整的操作系统。一套基于Linux内内核的完整操作系统叫做核的完整操作系统叫做Linux操作系统，或是操作系统，或是GNU/Linux。内核有内核有内核版本内核版本，由，由www.kernel.org不定期发布。不定期发布。发行版本发行版本是在是在Linux内核的基础上，由开发人员添加其内核的基础上，由开发人员添加其他组件和应用程序整合而成为实际可用的操作系统，发行版他组件和应用程序整合而成为实际可用的操作系统，发行版本则由各自厂商或社区发布。本则由各自厂商或社区发布。1.5.1内核版本和发行版本内核版本和发行版本 1.Linux内核版本内核版本（1）发布时间）发布时间Linux内核从内核从1991年的年的0.01版本发展到版本发展到2013年的年的3.X版本，并且还将版本，并且还将继续发布。内核的编写和发布由继续发布。内核的编写和发布由LinusTorvalds负责。负责。一些重要的内核版本发布时间如下所示：一些重要的内核版本发布时间如下所示：1993年，年，Linux1.0。1999年，年，LinuxKernel2.2。2001年，年，LinuxKernel2.4。2003年，年，LinuxKernel2.6。2011年，年，LinuxKernel3.0。2013年，年，LinuxKernel3.9。（2）命名方案）命名方案Linux内核发布曾有三种不同的命名方案。内核发布曾有三种不同的命名方案。1.0版本之前版本之前：第一个版本的内核是：第一个版本的内核是0.01，其次是，其次是0.02,0.03,0.10,0.11,0.12（第一（第一个个GPL版本）版本）0.95,0.96,0.97,0.98,0.99及及1.0。1.0和和2.6版之间版之间：版本的格式为：版本的格式为A.B.C，其中，其中A、B、C代表：代表：A主要版本，即大幅修改的内核。主要版本，即大幅修改的内核。B次要版本，偶数的次要版本号码来表示稳定版本。次要版本，偶数的次要版本号码来表示稳定版本。C轻微修订，有安全补丁、缺陷修复、新的功能或驱动程序等。轻微修订，有安全补丁、缺陷修复、新的功能或驱动程序等。2.6.0版本之后版本之后：自：自2.6.0（2003年年12月）发布后，版本的格式为月）发布后，版本的格式为A.B.C.D，其中，其中A、B、C、D代表：代表：A和和B是无关紧要的。是无关紧要的。C是内核的版本。是内核的版本。D是安全补丁。是安全补丁。Linux内核版本内核版本主版本主版本1.02.02.22.42.6以前以前2,3年更新一次，年更新一次，3.0版本后更新速度很快版本后更新速度很快稳定版稳定版2.0.402.2.12 2.4.182.6.211,2月更新月更新稳定版更新稳定版更新2.6.18.12.6.18.71,2周更新周更新如何下载内核如何下载内核http:/www.kernel.org(内核官方网站)wget http:/kernel.org/pub/linux/kernel/.wget http:/kernel.org/././linux-*.bz2.signgpg verify linux-2.xx.tar.bz2.signtar jxvf linux-2.xx.tar.bz22.Linux发行版本发行版本Linux由某个组织、公司或者个人发行，通常所说的由某个组织、公司或者个人发行，通常所说的“Linux操作系统操作系统”指的是发行版本。指的是发行版本。典型的典型的Linux发行版包括发行版包括Linux内核，一些内核，一些GNU函数库和工具，命令行函数库和工具，命令行shell，图形界面，图形界面的的XWindow系统和相应的桌面环境（如系统和相应的桌面环境（如KDE或或GNOME），并包含多种应用软件，如办公套件、），并包含多种应用软件，如办公套件、编译器、文字编辑器等。编译器、文字编辑器等。发行版面向的目标各自不同，包括对不同硬件结构的支持（如发行版面向的目标各自不同，包括对不同硬件结构的支持（如X86或或ARM）、区域或语）、区域或语言的本地化定制版本（如言的本地化定制版本（如LinuxDeepin、红旗、红旗Linux等）、实时应用和嵌入式系统等。目前，活等）、实时应用和嵌入式系统等。目前，活跃的发行版本超过跃的发行版本超过300个，其中约十多种被广泛使用。个，其中约十多种被广泛使用。1.5.2流行的流行的Linux发行版本发行版本 1.流行的发行版本流行的发行版本主流主流Linux发发行版本桌面所占市行版本桌面所占市场场份份额额情况情况（2011年年9月数据）月数据）1.5.2流行的流行的Linux发行版本发行版本 2.RedHat系发行版本系发行版本RedHat系发行版本包括系发行版本包括RedHatEnterpriseLinux（RHEL）、）、Fedora、CentOS及其他衍生版本，它及其他衍生版本，它在国内目前应用较为广泛，技术先进，更新迅速，具备较在国内目前应用较为广泛，技术先进，更新迅速，具备较多的技术支持资源多的技术支持资源，国内使用用户较多，国内使用用户较多。稳定性方面稳定性方面RHEL和和CentOS的稳定性非常好，适合于的稳定性非常好，适合于服务器服务器使用，但是使用，但是FedoraCore的稳定性较差，最好只用的稳定性较差，最好只用于于桌面应用桌面应用3.openSUSEopenSUSE最初由最初由Slackware衍生，同样拥有较大的衍生，同样拥有较大的用户群体，具备优秀的用户群体，具备优秀的Web站点基础结构和完善的文档。站点基础结构和完善的文档。软件包采用软件包采用YaST管理管理RPM包。该系列产品的问题是受到了包。该系列产品的问题是受到了Novell与与Microsoft之间达成的知识产权专利交易影响，与之间达成的知识产权专利交易影响，与RedHat系存在同样的问题，即系存在同样的问题，即软件源数量相对较少，速软件源数量相对较少，速度较低度较低。4.GentooGentoo是是Linux世界世界最年轻最年轻的发行版本的发行版本。Gentoo包管理系包管理系统的设计是模块化、可移植、易维护、灵活，并且可针对用户机器统的设计是模块化、可移植、易维护、灵活，并且可针对用户机器优化。优化。Gentoo优点是提供了优秀的软件管理系统，具备出色的在线优点是提供了优秀的软件管理系统，具备出色的在线文档。文档。Gentoo是所有是所有Linux发行版本里安装最复行版本里安装最复杂的，但是又是的，但是又是安装完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件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境下运行最快的版本。的版本。缺点是开发者之间存在内部矛盾，缺乏明确的方向，另外软件缺点是开发者之间存在内部矛盾，缺乏明确的方向，另外软件包从源代码编译才能运行，频繁编译的时间开销会影响系统构建进包从源代码编译才能运行，频繁编译的时间开销会影响系统构建进度，对用户技术水平要求也更高。度，对用户技术水平要求也更高。5.UbuntuUbuntu属于属于Debian系的衍生版本，虽然诞生较晚，但发展极系的衍生版本，虽然诞生较晚，但发展极为迅速，用户数量已经超越为迅速，用户数量已经超越RedHat系发行版本。系发行版本。Ubuntu使用高级使用高级软件包工具软件包工具APT管理管理DEB软件包，其优点是软件包，其优点是发行周期和支持周期稳发行周期和支持周期稳定定，服务器版支持时间，服务器版支持时间长达长达5年年，用户界面友好，文档丰富全面，特，用户界面友好，文档丰富全面，特别是国内的软件包源数量较多，速度较快，别是国内的软件包源数量较多，速度较快，Ubuntu中文社区在所有中文社区在所有发行版本中最为活跃，可以迅速找到技术支持发行版本中最为活跃，可以迅速找到技术支持。服务器版本与其他。服务器版本与其他发行版本相比尚属后来者，但是增长极为迅速。发行版本相比尚属后来者，但是增长极为迅速。LINUX发行版的选择发行版的选择如果你只是需要一个如果你只是需要一个桌面系统桌面系统，而且既不想使用盗版，而且既不想使用盗版，又不想花大量的钱购买商业软件，那么你就需要一款适合桌又不想花大量的钱购买商业软件，那么你就需要一款适合桌面使用的面使用的Linux发行版本了，那么选择发行版本了，那么选择ubuntu吧吧如果你需要的是一个如果你需要的是一个服务器系统服务器系统，而且你已经非常厌烦，而且你已经非常厌烦各种各种Linux的配置，只是想要一个比较稳定的服务器系统而的配置，只是想要一个比较稳定的服务器系统而已，那么你最好的选择就是已，那么你最好的选择就是CentOS了，安装完成后，经过了，安装完成后，经过简单的配置就能提供非常稳定的服务了简单的配置就能提供非常稳定的服务了如果你需要的是一个如果你需要的是一个坚如磐石的非常稳定的服务器坚如磐石的非常稳定的服务器系统，系统，那么你的唯一选择就是那么你的唯一选择就是FreeBSD。如果你需要一个稳定的服务器系统，而且想如果你需要一个稳定的服务器系统，而且想深入摸索一深入摸索一下下Linux的各个方面的知识，想自己定制许多内容，那么推的各个方面的知识，想自己定制许多内容，那么推荐你使用荐你使用Gentoo。1.6Ubuntu发行版发行版1.Ubuntu简介简介Ubuntu是一个以是一个以桌面应用为主桌面应用为主的的GNU/Linux操作系统。其名称来自非操作系统。其名称来自非洲南部祖鲁语洲南部祖鲁语“Ubuntu”一词，意思一词，意思是是“Humanitytoothers（人性待人）（人性待人）”，类似中华，类似中华文化的文化的“仁爱仁爱”思想。思想。Ubuntu由由南非南非的亿万富翁的马克的亿万富翁的马克舍特舍特尔沃斯（尔沃斯（MarkShuttleworth）创立，）创立，第一个版本第一个版本4.10发布于发布于2004年年10月月20日，背后的支持日，背后的支持厂商为厂商为Canonical有限公司有限公司。在技术方面，在技术方面，Ubuntu基于基于Debian“Sid”（一一分支），它包含了一些优分支），它包含了一些优秀的软件包，诸如秀的软件包，诸如GNOME、Firefox和和OpenOffice.org（现已改为（现已改为LibreOffice）的最新版本。）的最新版本。普通的桌面版可以获得普通的桌面版可以获得18个月个月的支持，标为的支持，标为LTS（Long-TermSupport，长期支持）的桌面应用版可以获得更长时间的支持。例如，长期支持）的桌面应用版可以获得更长时间的支持。例如Ubuntu12.04LTS，其，其桌面应用系列可以获得三年技术支持桌面应用系列可以获得三年技术支持，服务器版可服务器版可以获得五年技术支持以获得五年技术支持。1.6Ubuntu发行版发行版2.Ubuntu的版本的版本Ubuntu每每6个月个月发布一个新版，每个版本都有代号和发布一个新版，每个版本都有代号和版本号。版本号源自发布日期，例如版本号。版本号源自发布日期，例如12.04代表是代表是2012年年4月发布。默认的月发布。默认的Ubuntu版本采用版本采用Gnome桌面系统，不过桌面系统，不过从从11.04版开始，它采用自己开发的版开始，它采用自己开发的Unity界面界面。版本版本发布时间发布时间代号代号含义含义4.102004年年10月月20日日WartyWarthog多疣的疣猪多疣的疣猪5.042005年年4月月8日日HoaryHedgehog白发的刺猬白发的刺猬6.06LTS2006年年6月月1日日DapperDrake整洁的公鸭整洁的公鸭6.102006年年10月月26日日EdgyEft尖利的小蜥蜴尖利的小蜥蜴7.042007年年4月月19日日FeistyFawn烦躁不安的小鹿烦躁不安的小鹿7.102007年年10月月18日日GutsyGibbon胆大的长臂猿胆大的长臂猿8.04LTS2008年年4月月24日日HardyHeron坚强的苍鹭坚强的苍鹭9.042009年年04月月23日日JauntyJackalope活泼的兔子活泼的兔子9.102009年年10月月29日日KarmicKoala幸运的无尾熊幸运的无尾熊10.04LTS2010年年4月月29日日LucidLynx清醒的猞猁清醒的猞猁10.102010年年10月月10日日MaverickMeerkat标新立异的的狐獴标新立异的的狐獴11.042011年年4月月28日日NattyNarwhal敏捷的独角鲸敏捷的独角鲸11.102011年年10月月13日日OneiricOcelot有梦的虎猫有梦的虎猫12.04LTS2012年年4月月PrecisePangolin精准的穿山甲精准的穿山甲12.102012年年10月月QuantalQuetzal绿咬鹃绿咬鹃3.衍生版本衍生版本除除Ubuntu外，外，Canonical还支持如下的还支持如下的Ubuntu衍生版本。衍生版本。KubuntuEdubuntuXubuntuLubuntuUbuntuServerEditionUbuntuStudioUbuntuJeOSUbuntuMobileUbuntuKylin针对中国定制中国定制新闻新闻Ubuntu目前还在向手机软件市场目前还在向手机软件市场、智能电视智能电视和平板电脑和平板电脑市场市场进军，发布了进军，发布了UbuntuforAndroid和和UbuntuTV。本本章章小小结结本章主要讲述了本章主要讲述了Linux操作系统的基础知识，操作系统的基础知识，包括包括Linux的历史发展演变、开放源码的的历史发展演变、开放源码的特点，简要介绍了特点，简要介绍了Linux的特性、的特性、Linux体体系结构、内核与流行的发行版本简介等。系结构、内核与流行的发行版本简介等。Linux以其开放性、安全性、稳定性、可移以其开放性、安全性、稳定性、可移植性等特色，为植性等特色，为PC用户、移动设备用户、用户、移动设备用户、服务器用户等提供了优秀的行业解决方案。服务器用户等提供了优秀的行业解决方案。Linux自由免费、开放源码，以自由软件自由免费、开放源码，以自由软件为基石，必将在计算机产业高速发展的进为基石，必将在计算机产业高速发展的进程中占据不可或缺的地位。程中占据不可或缺的地位。思思考考题题1.Linux的主要应用领域有哪些？的主要应用领域有哪些？2.请列举请列举Linux的主要发行版本。的主要发行版本。3.Linux与与Windows相比，具备哪些优点和缺点？相比，具备哪些优点和缺点？4.Linux的内核和发行版本之间的关系如何？的内核和发行版本之间的关系如何？