Linux操作系统介绍
Linux操作系统简介
Linux系统是一个类似UNIX的操作系统，它是UNIX在计算机上的完整实现。UNIX操作系统是1969年由K.Thomposn和D.M.Richie在美国贝尔实验室开发的一个操作系统。由于良好而稳定的性能，其速度在计算机中得到广泛的应用，在随后的几十年又做了不断的改进。
1990年，芬兰人Linux Torvalds接触了为教学而设计的Minix系统后，开始着手研究编写一个开放的与Minux系统兼顾的操作系统。1991年10月5日，Linux Torvalds在赫尔辛基技术大学的一台FTP服务器上发布了第一个Linux的内核版本0.02版。随着编程小组的扩大和完整的操作系统基础软件的出现，Linux开发人员认识到，Linux已经逐渐变成一个成熟的操作系统。1992年3月，内核1.0版本的推出，标志着Linux第一个正式的版本的诞生。
Linux系统的特点和组成
Linux系统的特点
（1）开放性
系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连OSI国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。另外，源代码开放的Linux是免费的，使得Linux的获取非常方便，而且使用Linux可节约费用。Linux开放源代码，使用者能控制源代码，按照需要对部件混合搭配，建立自定义扩展。
（2）多用户
系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户对自己的资源（如文件、设备）有特定的权限，互不影响。Linux和UNIX都具有多用户的特性。
（3）多任务
多任务是现代计算机最主要的一个特点，是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行相互独立。Linux系统调度每一个进程平等的访问微处理器。
（4）出色的速度性能
Linux可以连续运行数月、数年而无需重新启动。Linux不大在意CPU的速度，它可以把处理器的性能发挥到极限，用户会发现，影响系统性能提高的限制性因素主要是其总线和磁盘I/O的性能。
（5）良好的用户界面
Linux系统向用户提供三种界面，即用户命令界面、系统调用界面和图形用户界面。
（6）丰富的网络功能
Linux是在Internet基础上产生并发展起来的，因此，完善的内置网络是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。
（7）可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读/写进权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
（8）良好的可移植性
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台后仍然能按其自身运行方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统，能够在微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。可移植性为运行Linux的不同计算机平台与其它任何机器进行准确而有效地通信提供了手段，不需要另外增加特殊和昂贵的通信接口。
（9）具有标准兼容性
Linux是一个与可移植性操作系统接口POSIX相兼容的操作系统，它所构成的子系统支持所有相关的ANSI、ISO、IETF、和W3C业界标准。Linux也符合X/Open标准，具有完全自由的X Window实现。虽然Linux在对工业标准的支持上做的非常好，但是由于各Linux发布厂商都能自由获取和接触Linux的源代码，所以各厂家发布的Linux仍然存在细微的差别。其差异主要存在于所捆绑应用软件的版本、安装工具的版本和各种系统文件所处的目录结构等。
Linux系统的组成
Linux系统一般由4个主要部分组成。内核（Kernel）、命令解释层（Shell）、文件系统和应用程序。内核、Shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构。它们使得用户可以运行程序、管理文件并且使用系统。
l Linux内核：内核是系统的心脏，是运行程序和管理磁盘及打印机等硬件设备的核心程序。操作环境向用户提供一个操作界面，它从用户那里接受命令，并且把命令送给内核去执行。由于内核提供的都是操作系统最基本的功能，所以如果内核发生问题，那么整个计算机系统就可能会崩溃。
l 命令解释层：Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口，即在操作系统内核与用户之间提供操作界面。它可以描述为命令解释器，对用户输入的命令进行解释，再将其发送到内核。Linux系统中个每个用户都可以拥有自己的用户操作界面，根据自己要求进行定制。不仅如此，Shell还有自己的编程语言用于命令的编辑，它允许用户编写由Shell命令组成的程序。
l Linux文件系统：文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织办法。Linux能支持多种流行的文件系统，如XFS、EXT2/3/4、FAT、VFAT、ISO9660、NFS、CIFS等。
l Linux应用系统：标准的Linux系统都有一套称为应用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言X Window、办公套件、Internet工具、数据库等。
Linux系统的版本
1. 内核版本
内核是系统的心脏，是运行程序和管理磁盘及打印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设备与应用程序间的抽象层。例如，程序本身不需要了解用户的主板芯片集成或者磁盘控制器的细节就能在高层次上读写磁盘。
内核的开发和规范一直由Linux Benedict Torvalds领导的开发小组控制着，版本也是唯一的。开发小组每隔一段时间公布新的版本或其修订版，从1991年10月Linux向世界公布的内核0.0.2版本到目前最新版本的内核5.4.0版本，Linux的功能越来越强大。
Linux内核的版本号命名是有一定规则的，版本号的格式通常为“主版本号.次版本号．修正号”。主版本号和次版本号标志着重要的功能变动，修正号表示较小的功能变更。以2.6.12版本为例，2表示主版本号，6表示次版本号，12代表修正号。其中次版本号还有特定的意义：如果是偶数数字，就代表该内核是一个可放心使用的稳定版；如果是奇数数字，则表示该内核加入了某些测试的新功能，是一个内部可能存在BUG的测试版。例如，2.5.74表示一个测试版的内核，2.6.12表示一个稳定版的内核。读者可以到Linux内核官方网站下载最新的内核代码。
2. 发行版本
仅有内核而没有应用软件的操作系统是无法使用的，所以许多公司或者社团将内核、源代码及相关的应用程序组织构成一个完整的操作系统，让一般的用户可以简便地安装和使用Linux，这就是所谓的发行版本。一般谈论的Linux系统便是针对这些发行版本的。目前各种发行版本超过300种，它们的发行版本号各不相同，使用的内核版本号也可能不一样，现在流行的套件有Red Hat（红帽子）、Centos、Fedora、openSUSE、Debian、Ubuntu、红旗Linux等。
Linux系统应用领域
Linux操作系统自诞生到现在，已经在各个领域得到了广泛应用，显示了强大的生命力，并且其应用正日益强大。
1. 教育与服务领域
设计先进和公开源代码这两大特性使Linux成为操作系统课程的好教材。Linux服务器应用广泛，稳定、健壮、系统要求低、网络功能强等特点，使Linux成为Internet服务器操作系统的首选，现已达到了服务器操作系统市场40%以上的占有率。
2. 云计算领域
当今云计算如火如荼。在构建云计算平台的过程中，开源技术起到了不可替代的作用。从某种程度上说，开源是云计算的灵魂。大多数的云基础设施平台都使用Linux操作系统。目前已经有多个云计算平台的开源实现，主要开源云计算项目有OpenStack、CloudStack和OpenNebula等。
3. 嵌入式领域
Linux是最适合嵌入式开发的操作系统。Linux嵌入式应用涵盖的领域极为广泛，嵌入式领域将是Linux最大的发展空间。迄今为止，在主流IT界取得最大成功的当属由谷歌开发的Andriod系统，它是基于Linux的移动操作系统。Android把Linux交到了全球无数移动设备消费者的手中。
4. 企业领域
利用Linux系统可以使企业用低廉的投入架设E-mail服务器、www服务器、DNS和DHCP服务器、目录服务器、防火墙、文件和打印服务器、代理服务器、透明网关、路由器等。当前，谷歌、亚马逊、思科、IBM、纽约证券交易所和维珍美国公司等都是Linux用户。
5. 超级计算领域
Linux高性能计算、计算密集型应用，如风险分析、数据分析、数据建模等方面也得到了广泛的应用。在2018及2019年世界500强超级计算机排行榜中，基于Linux操作系统的计算机都占据了100%的份额。
6. 桌面领域
面向桌面的Linux系统特别在桌面应用方面进行了改进，达到了相当高的水平，完全可以作为一种集办公应用、多媒体应用、网络应用等多功能于一体的图形界面操作系统。
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