第一章 Linux系统概述与安装.doc
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1、第一章Linux系统概述及安装Linux是一个年轻的操作系统,从诞生到现在只有十几年的时间。但是现在Linux已经成为主流操作系统之一,并得到了很多大型IT企业的支持。Linux不仅可以充当企业及文件和打印服务器以及各种Internet服务器的操作系统,还可以用来处理文档和图像,设计电子表和,进行CAD设计,玩游戏,听音乐,看电影以及上网聊天等。本章涉及的是Linux最基本的内容,关于Linux的起源、发展,Linux的多种版本,以及其他相关信息。完成这一章的学习,将对Linux的特点和自由软件文化有基本的了解。1.1 从Unix到LinuxLinux操作系统通常被称为类Unix系统,这是因为
2、Linux和Unix有着很深的渊源。要了解Linux操作系统的来龙去脉,需要从Unix谈起。 1.1.1 Unix的发展简史在计算机非常昂贵的年代里,只有在大学和大型企业中才能够接触到计算机。为了实现多个用户连接同一台计算机,计算机科学家开始研究分时系统。分时系统允许多个用户交互式的访问和共享计算机的CPU。CPU的运行时间被分为很小的时间片,在用户任务之间快速的切换,以至于每个用户好像在独占整个系统。1968年,来自通用电气公司(GE)、贝尔实验室(Bell Labs)和麻省理工学院(MIT)的研究人员开始了一个名为Multics的研究项目。该项目试图建立一个具备众多功能的“信息应用工具(I
3、nformation Utility)”,能够很漂亮的支持大量用户对大型计算机的交互式分时使用。由于当时的技术发展情况和该项目巨大的复杂性,这个项目最终失败了。然而,Unix系统正是在Multics的废墟上破土而出。1969年,AT&T(American Telephone & Telegraph Company,美国电话电报公司)贝尔实验室的研究人员Ken Thompson(Multics项目的研究人员之一)和Dennis Ritchie(C语言的发明者),在Multics的基础上开发了Unix系统。它最初运行在PDP-7小型机上,从设计之初就是一个高效、稳定、多用户和多任务的操作系统。随后
4、Unix系统开始流行起来,越来越多的研究人员开始使用它。到了1973年,Ken Thomson和Dennis Ritchie又用C语言重新编写了Unix源代码。C语言的优点之一就是能够通过一套编译指令直接访问计算机的硬件机构。同一版本的Unix源代码,通过在不同计算机上使用C语言编译器进行编译,就可以运行在不同的计算机上,而无需重新编译。C语言让Unix能够轻易的别移植到各种不同硬件的机器上,为Unix的迅速普及立下汗马功劳。最初,Unix作为科研产品被免费提供给很多研究机构使用,其中包括加州大学伯克利分校。很多研究机构也在原有的基础上进行了新的开发。在Unix的发展过程中,加州大学伯克利分校
5、很早就成为最重要的学术热点。伯克利分校早在1974年就开始了对Unix的研究。而Ken Thompson利用1975-1976年的休假在此教学,更对Unix的研究注入了强劲活力。1977年,当时默默无闻的博客里毕业生Bill Joy管理的实验室发布了第一版的BSD系统(Berkeley System Distribution,伯克利系统分布)。伯克利给Unix系统增加了很多新特性,后来很多特性成为了标准。有关伯克利Unix(包括vi编辑器)的创意和代码不断从伯克利反馈到贝尔实验室。步入20世纪80年代,Unix系统进入快速发展期。1980年微软公司开发了一个名为Xenix的Unix系统,这是一
6、个能够在PC上运行的Unix版本。不过微软在Unix开发领域的热情并没有保持多久。后来Xenix开发部门独立出来成立了SCO公司。并基于AT&T System V RRelease 3.2开发了SCO Unix。1981年Sun公司成立,并在之后基于BSD4.2开发了SunOS系统。但是在SunOS 4之后,Sun将操作系统的开发工作转向了System V阵营,将最新版本命名为Solaris 2,或者成为SunOS 5。Unix不同版本的出现导致了Unix标准的不一致。到20世纪80年代,出现了两个竞争的标准,一个是基于AT&T的Unix版本-System V;另一个是BSD版本。不同版本的U
7、nix基本都属于这两大阵营之一。为了综合不同的Unix版本,开发一个标准系统,AT&T建立了一个名为“Unix系统实验室”的组织。1991年,Unix系统实验室综合了各个版本的优点,发布了System V Release 4。另外,由于AT&T关于版权的起诉,伯克利不得不推出不包含任何AT&T源代码的4.4 BSD Lite。1993年,AT&T把Unix系统实验室出售给Novell公司,Novell公司随后发布了自己基于System V Release 4的Unix版本,并命名为UnixWare。Novell在购买UnixWare之后的一个重要举动是将Unix商标赠送给一个非盈利的Unix组
8、织X/Open,结束了Unix系统实验室与BSD以及其他厂商的纷争。后来由于经营问题,Novell不得不将UnixWare再次出售给SCO公司。Unix的一些版本主要被设计为面向工作站环境,例如AIX是为IBN的工作站开发的,Sun Solaris主要是为Sun工作站开发的。另外,由于PC机的普及,也有很多PC版本的Unix,如SCO公司的OpenServer。 1.1.2 Linux的发展简史1986年,Andrew Tanenbaum开发了Minix系统,这是Unix系统的一个变体。1991年,Linus Torvalds还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,由于对课堂上使用的Minix系统不太
9、满意,于是开始在一台386PC机上开发自己的操作系统。他曾将在comp.os.minix新闻组贴过下面这个帖子:“你好,所有使用Minix系统的人,我正在为386(486)AT做一个免费的操作系统,仅仅是为了爱好,不会像GNU那样很大很专业”Linus最初为自己的这套系统取名为freax,他将源代码放在了芬兰的一个FTP站点上供大家下载,该站点的FTP管理员认为这个系统是Linus的Minix系统,因此建立了一个名字叫Linux的目录来存放这个新系统的源代码。于是,Linus在1991年的这个帖子中所说的“爱好”就成了今天微软的头号对手,功能强大且价格低廉的Linux操作系统。Linus先于1
10、991年10月5日发布了Linux的第一个版本:Linux 0.0.2。并在网络上公布了Linux的核心程序的源代码,同时决定以GPL(大众所有版权,也叫GNU通用公共许可证)的方式来发行传播,也就是说这个软件允许任何人以任何形式进行修改和传播。随着网络的日益盛行,越来越多的技术高超的程序员加入到Linux的开发与完善中来。在这个过程中,无数的富有个性和开创性的程序员在没有计较任何报酬的前提下,完全自发的加入到开发行列中来。一旦一个程序员完成了其中的部分程序,他便会立即将这个程序发表,并免费将它发给任何一个需要这个程序的人,而其他的一些程序员研究后将会立即发表并发回这个程序的修正和改良程序。这
11、个过程周而复始,因此Linux的改进速度是最快的,同时,它的稳定性也是非常高的。这种集市型的开发模式促成了Linux系统的繁荣。可以这么说,Linux完全是一个热情、自由、开放的网络产物。今天Linux已经成为一个功能完善的主流网络操作系统。作为服务器的操作系统,它包括配置和管理各种网络所需的所有工具。并且得到Oracle、IBM、惠普、戴尔等大型IT企业的支持,越来越多的企业开始采用Linux作为服务器的操作系统,也有很多用户采用Linux作为桌面操作系统。1.2 自由软件文化自由软件的发展,最初是由Richard Stallman领导的自由软件基金会(Free Software Found
12、ation,FSF)主导的。自由软件文化中的“自由软件”英文名称为Free Software,这里的Free实际上指的是自由,而不是价格。这个自由包含用户的使用自由、复制自由、传播自由、修改自由等。为了实现这个理想,Richard Stallman四处呼吁,并做了大量的工作,被人们尊为“自由软件之父”。 1.2.1 GPLGPL是通用公共许可证(General Public License)的缩写,GPL与Copyleft共同构成自由软件生存和发展的基石。GPL具有以下特点: GPL赋予使用者复制、传播和修改自由软件的权利。确定了向使用者免费提供自由软件源程序、开放技术秘密的运作方式。 GPL
13、赋予使用者的权利可以行使,未赋予或者未对自由软件的使用做出明确约定的权项,不能主观的认为是开放的权项。 GPL是自由软件社区和国际上公认的契约,目前尚未在法律上获得明确解释,违反GPL可能导致自由软件组织的谴责和国际社会的声讨,甚至法律诉讼。 GPL要求使用者原封不动的将GPL连同GPL代码一起进行复制、传播。 GPL严格限定自由软件变成“专有权”的可能性,对自由软件可能受到专有权的威胁进行了约定,即:任何专有权必须保障每个人可自由使用或者无许可使用。 1.2.2 Copyleft软件大多数商业软件都是带有版权(Copyright)保护的,购买软件的用户可以使用软件,但无法获知软件的内部结构,
14、亦无法获取软件源代码。而Copyleft软件是一种自由软件,它的分发条款不允许分销商在分发或修改软件时增加任何额外的限制。这意味着,无论是否修改过,该软件的每个拷贝都是自由软件。在GNU计划中,所有软件都实行Copyleft,目的是使每个用户得到“自由软件”所体现的自由。Copyleft是一个通用的概念,实际上它也是一个程序,需要一套具体的分发条款,有很多方法来著述分发条款。 1.2.3 GNU项目GNU项目开始于1984年,由“自由软件之父”Richard Stallman创建,旨在开发一个类似Unix的,并且是自由软件的完整操作系统GUN系统。GNU是GUN is Not Unix的递归缩
15、写。各种使用Linux作为核心的GNU操作系统正在被广泛的使用。虽然这些系统通常被称作Linux,但是严格的说,它们应该被称为GNU Linux系统。GNU软件是在GNU项目赞助下发行的软件。大多数GNU软件是免费分发的(Copyleft),但不是所有的GNU软件都是这样;然而,所有的GNU软件必须是自由软件。有一些GNU软件是自由软件基金会(FSF)成员编写的,但大多数GNU软件是志愿者捐献的。有些捐献软件是自由软件基金会免费分发,但有一些软件由作者享有版权。1.3 Linux系统的特点及其应用 说到使用Linux的理由,人们大都首先会想到Linux几乎是免费的,但这不是最主要的原因,更主要
16、的是Linux还具有良好的想能、完善的功能、超强的稳定性和可靠性。Linux不仅包含了Windows的所有功能(甚至包括域登录)。而且在很多方面要比Windows系统更稳定,这一点在连续工作的服务器类型的系统中表现的尤为明显。另外,Linux属于开源操作系统,程序的源代码一目了然,所以在可靠性和安全性上来讲,更适合政府、军事、金融等关键性机构使用。 1.3.1 选择Linux系统的几个原因 Linux可以进行内核定制不管是Windows还是Linux,其操作系统的核心都是系统内核。系统内核控制着系统运行的各个方面,影响着一个系统的整体性能。Linux可以根据自己的需要对系统内核进行定制,从而构
17、建一个新的符合服务器角色的内核,减少不必要的内存占用,提升系统的整体性能。Windows系统不允许用户进行内核的定制,因此在整体性能上不如Linux。 Linux的系统角色灵活由于Linux是以“内核+系统组件”的形式存在的,因此可以简便的转换系统的角色。虽然现在很多的Linux发行版本往往分为专门的服务器版本和客户机版本,但二者并无本质区别。在需要将客户机版本转变成一台服务器时,只需要安装相关的系统组件即可;而Windows系统时无法将系统从工作站角色转变成服务器角色的,一旦系统安装完毕,除非购买新的的操作系统进行安装,否则将无法改变系统角色。 Linux的GUI是可选组件图形化操作系统虽然
18、友好、简便,但是毕竟是以牺牲系统整体性能来换取的。Linux不仅有GUI(图形化用户界面),还有命令行操作界面。根据用户的需要,两者可以进行切换,做到不同情况使用不同界面,而Windows的GUI是不可选的,而且永远也没有办法关闭,这一点对于提高服务器的性能和稳定性来讲尤为重要。 Linux系统拥有完善的功能和卓越的稳定性Linux系统继承了Unix系统卓越的稳定性表现,使其成为企业中重要服务器的首选系统之一。另外由于Linux的源代码开放的特点,使其得到了广大程序开发者和软件社区的广泛支持。因此,Linux平台下的应用软件也极其丰富。1.3.2 Linux系统的版本初学者在刚刚接触Linux
19、的时候,经常会对Linux系统多种多样的版本号感到疑惑:为什么我安装的Linux的版本号是Enterprise Linux AS 5,现在讨论的却是2.6呢?原因是这样的,Linux的版本号分为两种:内核版本和发行版本。1、内核版本内核版本是指在Linus领导下的内核小组开发维护的系统内核的版本号。内核版本也有两种不同的版本号:开发版本(实验版本)和稳定版本(产品版本)。要分辨到底是哪一个类型,只需查看版本号就可以了。内核版本的每一个版本号都是由三个数字组成的,其构成形式如下:major.minor.patchlevel其中,major为主版本号,minor为次版本号,二者共同构成了当前内核版
20、本号;patchlevel表示对当前版本的修订次数。例如:2.6.18表示内核2.6版本的第10次修订。其中说明内核类型的是第二个数字,是偶数说明是稳定版本(产品版本),奇数说明是开发版本(实验版本)。开发版本和稳定版本的区别是:开发版本还将不断地增加新的功能,不断地修正BUG,从而发展到稳定版本,而稳定版本不再增加新的功能,只是修正错误。而这个稳定化的版本将衍生出下一个新的开发版本,继续增加功能和修正错误,由此不断循环。这样一来,开发者作测试的版本和用户使用的稳定版本就不会搞乱了。2、发行版本Linux发行版本比较混乱,这一点倒是延续了Unix的特征。发行版本是一些组织和公司根据自己发行版本
21、的不同而自定的,发行版本的版本号也是随着发行者的不同而不同。比较知名的Linux发行商有Red Hat、SlackWare、Debian、Mandrake、SuSE、XLinux、TurboLinux、BluePoint、Red Flag、Xterm、ubuntu等。这些发行商都有自己的发行版本号,如Red Hat Enterprise Linux 5、Debian Linux 3.1、Turbo Linux 10、Mandrake Linux 10等。 1.3.3 Linux系统的应用现状目前Linux系统的应用可以分为两个主要的方向:作为计算机操作系统平台和作为嵌入式系统的应用。前者的应用
22、又可分为面向家庭和一般办公环境的桌面应用和面向服务器的企业级应用。企业级应用是Linux增长最迅速的领域,Linux的安全性是很多企业选择其作为服务器操作系统的关键因素。目前由于Linux技术的不断发展,各个Linux厂商也不失时机的宣传自己的成功案例,使得用户对Linux兴趣大增。Linux在企业级的应用已经成为Linux的主要发展方向。桌面应用一直被认为是Linux发展最薄弱的环节。虽然越来越多的人开始接触Linux,但这部分使用者大多只是计算机高手或急于尝鲜的好奇者。由于用户在桌面端对Linux的接受程度没有很大提高。近几年来,桌面端应用的比例甚至有所缩小。尽管如此,各个Linux厂商并
23、没有放弃桌面端产品的开发,而是把桌面端产品作为让更多用户了解Linux的窗口,借助桌面端产品教育和培育整个Linux市场。Linux由于自身的优良特性,几乎天然的适合作为嵌入式操作系统。因为Linux的主要特点是源代码开放,没有版权;功能强大、稳定、健壮,具有非常优秀的网络功能、图像功能和文件管理功能,以及多任务支持功能,可定制性,有成千上万的开发人员支持,有大量的且不断增加的开发工具。基于以上原因,使得Linux称为最适合嵌入式开发的操作系统。嵌入式领域将是Linux最大的发展空间,也是近年来国内外开发研究的热点。嵌入式系统的产品丰富,已深入到我们生活的各个方面。具体产品包括宽带机顶盒、PD
24、A、电脑彩票机、无盘工作站以及自动化控制设备和汽车电子等,很多手机厂商都推出了基于嵌入式Linux系统的智能手机。1.4 认识主流的Linux产品不管是将Linux作为企业应用的一部分,还是要学习Linux,都需要首先选择一个Linux发行版本。本节对目前市场上的主流Linux产品分别进行介绍。 1.4.1 Red Hat Linux要是Linux被更多的用户接受,必须达到一定程度的用户友好水平。Red Hat公司作了很多努力,使Linux很快在操作系统领域有了一席之地,Red Hat公司也成为全球最大的Linux厂商。Red Hat Linux的主要特点包括: 使用Red Hat软件包管理程
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