1.1 Linux 是什么

Linux 可以在 计算机上运行，所以 Linux 是软件，但问题是：

  • Linux 是操作系统还是应用程序？
  • Linux 可以在哪种计算机硬件上运行？
  • Linux 源自于哪里？
  • Linux 为什么免费？

    1.1.1 Linux 是什么？操作系统/应用程序？

关键词：『硬件资源』 『操作系统』 『硬件架构』 『软件移植』 『可移植性』

操作系统除了有效 控制硬件资源的分配，并 提供计算机运行所需要的功能（如网络功能）之外，为了给程序员提供更容易开发软件的环境，所以也会 提供一整组系统调用接口 来给程序员开发用

Linux 是一个操作系统，对应下图内核和系统调用的两层；Linux 不是应用程序
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早期的 Linux 是针对 386 的计算机来开发的（驱动 386 所有的硬件），由于只是一个操作系统，不含有其他应用程序，因此下载安装了 Linux 内核后只能运行计算机而不能实现其他功能。想要实现自己的需求就要安装软件，但那时 Linux 支持的软件还很少

由于不同硬件的功能函数不同，所以同一个操作系统无法在不同硬件平台上运行。参考硬件工函数并以此修改 OS 程序代码，经过改版后的操作系统就能在另一个硬件平台上运行，这个过程被称为『软件移植』

2006 年以前苹果使用 IBM 的 PowerPC CPU 硬件架构，并在此硬件架构基础上发展出了自家的操作系统（Mac OS），Windows 基于 x86 硬件架构，因此 Windows 无法安装到 Mac 计算机；但在 2006 年以后，苹果计算机开始使用 Inter 硬件架构，转为 x86 系统，可以安装 Windows 操作系统

Linux 的可移植性：
每种操作系统都是在它专门的硬件架构上运行的，这点需要先了解。比如 Windows 本来就是针对 x86 设计的，当然只能运行在 x86 架构的计算机上，但 Linux 由于是开源的，其程序代码可以被修改成适合在各种硬件架构上运行，也就是说，Linux 具有『可移植性』

Linux 提供了一个操作系统中最底层的硬件控制与资源管理的完整架构，这个架构继承了 UNIX 的良好传统，所以相当的稳定且功能强大，并且该架构可以在个人 PC（x86 系统）上运行，因此吸引了很多软件开发者，使得 Linux 操作系统有了很多应用软件。虽然 Linux 只是其内核与内核提供的工具，但正是整合了这些软件，才让 Linux 成为了一个完整强大的 OS

1.1.2 Linux 之前，UNIX 的历史

关键词：『Unics』 『UNIX』 『Minix』 『GNU』

Linux 的内核是由 Linus·Torvalds（林纳斯·托瓦兹） 在 1991 年编写的，其前身是 UNIX

历史脉络：

  • 1969 年以前
    • 批处理操作系统
      • 输入设备只有读卡机
      • 输出设备只有打印机，用户也无法与 OS 互动
    • 兼容分时系统
      • 主机与终端
      • 主机具有计算功能，可将结果输出到终端
      • 终端不具备计算功能，只有输入/输出功能
    • Bell、MIT 与 GE（通用电气公司）的 Multics 系统
      • 让大型主机可以实现 300 个以上的终端用于联机
      • 1969 年左右进度赶不上计划、资金短缺，Bell 退出该计划
      • 最后被成功开发出，但没有受到很大重视，不过 培养出来的人才都很牛
  • 1969年：
    • Ken·Thompson（肯·汤普森） 的小型 file server system
      • 贝尔实验室的 Ken·Thompson 用 Assembly language（汇编语言）写出了一组内核程序，同时包括一些内核工具程序，以及一个小型文件系统，这就是 UNIX 的原型
      • 这个系统有两个重要概念：
        • 所有的程序或系统设备都是文件
        • 不管程序本身还是附属文件，所写的程序有且只有一个目的，且要有效地完成目标
      • 这个内核被 Ken·Thompson 的同事戏称为 Unics（Multics 的简化版）
      • Ken·Thompson 会写这个 Unics 内核程序，是为了移植『太空旅游』的游戏
  • 1973 年：
    • Dennis·Ritchie（丹尼斯·里奇） 等人用 C 写出第一个正式 UNIX 内核
      • Unics 非常好用广为流传，但由于汇编语言具有专一性，加之当时计算机架构差别很大，导致每次安装到不同机器都要重写汇编程序
      • 后来 Dennis·Ritchie 将性能较差的 B 改写为 C，用 C 改写了 Unics ，最后命名并发行了 UNIX 的正式版本
      • C 较之汇编语言与硬件的相关性较低，这也使得 UNIX 很容易被移植到不同机器上
  • 1977 年
    • 重要的 UNIX 分支 —— BSD
      • 伯克利大学的 Bill·Joy（比尔·乔伊） 在取得 UNIX 内核源代码后，修改成适合自己机器的版本并添加了很多工具软件和编译器，最终将其命名为 Berkeley Software Distribution（BSD）
      • BSD 是 UNIX 的一个重要分支，Bill·Joy 也是 UNIX 行业 Sun Microsystem（太阳微系统）的创始人
      • Sun 公司即是以 BSD 版本内核进行自己的商业 UNIX 版本的开发，后来可以安装在 x86 上的 FreeBSD 即是 BSD 改版的
  • 1979 年
    • 重要的 System V 架构与版权声明
      • 由于 UNIX 的高可移植性以及当时没有版权纠纷，很多商业公司都开始结合自家主机改写 UNIX，如 AT&T 自家的 System V、IBM 的 AIX 以及 HP 与 DEC 等
      • 和兼容分时系统一样，UNIX 强调多用户多任务的环境，但早期 286 个人计算机架构下的 CPU 没有能力处理多任务，因此没有人对移植 UNIX 到 x86 感兴趣，于是早先的 UNIX 只能与服务器或大型工作站挂钩
      • 但之后 AT&T 推出了 System V 第七版 UNIX，这一班重要的特色是支持 x86 架构的个人计算机，即 System V 可以在个人计算机上安装与运行
      • 出于商业考量，以及当时的现实环境，AT&T 将 UNIX 的版权收了回去，特别提到了『不可对学生提供源代码』的严格限制
  • 1984 年之一：
    • x86 架构的 Minix 操作系统开始编写并于两年后诞生
      • 版权声明，受影响最大的就是讲内核的教师
      • Andrew·S·Tanenbaum（安德鲁·S·塔南鲍姆） 教授联想到 System V 第七版 UNIX，自己动手写了 Minix 这个 UNIX-like 的内核程序，并且能与 UNIX 兼容
      • 为避免版权纠纷，Andrew·S·Tanenbaum 编写 Minix 时完全不参照 UNIX 的源代码
      • Minix 不完全免费且无法在网上下载，必须购买磁盘/磁带，但会有附带的 Minix 源代码
      • Andrew·S·Tanenbaum 始终认为 Minix 主要用于教学，对 Minix 点到为止，因此无法满足用户更多的需求
  • 1984 年之二：GNU 计划与 FSF 基金会的成立

Richard·Mathew·Stallman（理查德·马修·斯托曼） 于 1984 年发起，目前大多数自由软件或开源软件都直接或间接受益于该计划

  • 一个分享的环境
    • Stallman 于 1971 年进入黑客圈中著名的人工智能实验室（AI Lab.），这时的黑客专职计算机能力强的人，而非破坏计算机的骇客（Cracker）
    • 当时的黑客都乐于分享，都认为互相学习代码才是产生更优秀代码的最佳方式
    • 后来由于各种问题，实验室人员出走，而 Stallman 留了下来，但他发现一个人无法完成所有工作，于是想要成立一个开放的团体来共同努力
  • 使用 UNIX 阶段

    • 1.1.3 关于 GNU 计划、自由软件与开放源代码