Linux 学习笔记1: 初识 Linux

初识 linux shell

1.1 什么是 linux

linux可以分为以下四部分:

  • Linux 内核
  • GNU 工具
  • 图形化桌面环境
  • 应用软件

1.1.1 深入探究 linux 内核

概述

  • 内核是 Linux 系统的核心
  • 控制计算机系统上所有的软件和硬件
  • 必要时分配硬件 , 根据需要执行软件

历程与维护

诞生历程参见 Linus Torvalds 所著自传 Just For Fun , 历史上内核的维护经历三个阶段
– 个人维护
– 网友发布代码 , Linus 审核
– 开发小组维护

主要功能

  • 系统内存管理
  • 软件程序管理
  • 硬件设备管理
  • 文件系统管理

系统内存管理

  1. 管理机器上可用的物理内存
  2. 创建和管理虚拟内存:虚拟内存通过硬盘的储存空间实现 , 称为swap space
  3. 内存分块 (page) 储存 , 内核维护内存页面表 : 记录正在使用的内存 , 将长时间未使用的放入虚拟内存 (换出,swapping out) , 当要访问页面时 , 需要调入内存

软件程序管理

  1. linux 将系统中正在运行的程序称作进程 , 可以在前台 , 后台运行
  2. 内核会创建一个 init 进程来启动系统上所有其他的进程
    • 内核启动时 , init 进程会放入虚拟内存中
    • 内核在启动任何进程时 , 都会在虚拟内存中开设一块来储存该进程用到的数据和代码
    • 一些 linux 发行版使用在 /etc/inittab 中的一个表来管理开机启动的进程
    • 另一些系统 (如ubuntu) 储存在 /etc/init.d 中 , 将开机时启动或停止某个应用的脚本放在这个目录下 , 这些脚本通过 /etc/rcX.d 的符号链接使用
  3. linux 系统的 init 系统采用了 5 个不同的运行级
    • 只启动基本的系统进程和一个控制台终端进程 — 单用户模式 — 用来在系统有问题时紧急维护 , 通常只有管理员能够登录
    • 标准的启动运行级是 3 , 大多数应用软件 , 比如网络支持程序 , 都会启动.
    • 5 级允许用户通过图形化窗口 (X window) 控制

硬件管理程序

任何 Linux 系统需要与之通信的设备 , 都需要在内核代码中加入其驱动代码 , 他是应用程序和硬件设备之间的中间人

以下是两种插入设备代码的方式:
– 编译进入内核的设备驱动代码
– 必须重新编译内核
– 可插入内核的设备驱动代码模块
– 允许将驱动代码热插入内核 , 不再使用可以移走

Linux 系统将硬件当成特殊的文件 , 称为设备文件 , 有三种分类
1. 字符型设备文件
– 每次只能处理一个字符的设备 : 大多数调制解调器和终端
2. 块设备文件
– 每次可以处理大块数据的设备 : 硬盘
3. 网络设备文件
– 采用数据包发送和接收数据的设备 : 包括各种网卡和一个特殊的回环设备 (允许 Linux 使用常见的网络编程协议同自身通信)

Linux 为每个设备创建一种称为节点的特殊文件 , 与设备的通信都通过节点完成 , 每个节点都有唯一的数值对供内核标识 : 包括主设备号和次设备号 , 前者指类似的设备 , 后者标识特定的设备

文件系统管理

linux 支持不同的文件格式从硬盘中读取数据 : 包括自身和其他系统的格式 , 内核必须在编译时就加入对这些格式的支持

文件系统 描述
ext linux拓展文件系统 , 最早的linux文件系统
ext2 在以上拓展更多功能
ext3 支持日志
ext4 支持高级日志
hpts os/2高性能文件系统
jfs IBM日志文件系统
iso9660 CD-ROM的iso 9660文件系统
msdos 微软的FAT16
minix MINIX文件系统
ncp netware文件系统
nfs 网络文件系统
ntfs 支持nt内核的文件系统
proc 访问系统信息
ReiserFS 高级Linux文件系统,提供更好的性能和硬盘恢复功能
smb 支持网络访问的samba smb文件系统
sysv 较早期的Unix文件系统
ufs BSD文件系统
umdos 建立在msdos上的类unix文件系统
vfat FAT32
XFS 高性能64位日志文件系统

linux系统所访问的硬盘必须格式化成为列表所列出来的其中一种

linux内核采用虚拟文件系统 (Virtual File System,VFS) 作为每个文件系统和系统交互的接口 , 每当文件系统被挂载和使用时 , VFS信息将会被存在内存中

1.1.2 GNU 工具

GNU , linux 除内核之外 , 用来实现一些标准功能的工具 :

ps:
– GNU (GNU’s Not Unix) 在名为开源软件的软件理念下 , 开发了一套完整的 Unix 工具
– 开源软件理念允许程序员开发软件 , 并将其免费发布 : 任何人都可以使用 , 修改该软件 , 或者集成进入自己的系统

核心 GNU 工具

GNU coreutils 软件包:
1. 用以文件处理的工具
2. 用以操作文本的工具
3. 用以进程管理的工具

shell

  • GNU/Linux shell 是一种特殊的交互式工具 : 提供了启动程序 , 管理文件系统中的文件和运行的进程的途径
  • shell 的核心是命令提示符: 命令提示符是 shell 负责交互的部分 : 允许输入文本命令 解释命令 在内核中执行
  • shell 包含了一组内部命令
  • 将多个 shell 命令放入文件中作为程序执行 , 称为 shell 脚本
  • linux 上 , 有多个不同特性的 shell
    • 默认shell — bash shell
shell 描述
ash 运行在内存受限环境中的与bash shell完全兼容的轻量级shell
korn 与unix shell(Bourne shell)兼容的shell,支持诸如数组和浮点等高级程序特性
tcsh 将c语言中一些元素引入shell脚本的shell
zsh 结合bash/korn/tcsh特性,提供高级编程特性,共享历史文件和主题化提示符的高级shell

1.1.3 Linux 桌面环境

Linux 提供多种图形化界面:

X window

  • X window 是直接和显卡和显示器打交道的底层程序
  • Linux 并不是唯一使用该图形系统的操作系统
  • X window 的实现不止一种
  • X.org 提供了 X windows 的开源实现 , 支持市面上的新显卡 , 因此最为流行
  • 核心的 X window 提供了独立程序运行的图形化显示界面 , 但没有桌面环境
  • Fedora 采用了实验性的 Wayland , 以及 Ubuntu 的 Mir

KDE 桌面(openSUSE : KDE 4)

K Desktop Environment 在1996年作为开源项目发布 , 会产生类似于 windows 的图形化桌面环境

GNOME 桌面

the GNU Network Object Model Environment 与1999年发布 , 最为流行 , 成为以 Red Hat , CentOS 为首的许多发行版的首选

尽管不再沿用 windows 的标准观感 , 但仍然继承许多 windows 的优秀功能

Unity 桌面

unity 用于 ubuntu , 得名于其目的 , 为工作站 , 平板电脑 , 移动设备提供一套一致的桌面体验

其他桌面

一些轻量级图形化桌面

桌面 描述
Fluxbox 没有面板的轻型桌面 , 仅有一个可用来启动程序的弹出式菜单
Xfee 类KDE的轻量级系统
JWM joe的窗口管理器,适用于低内存低硬盘的超轻型桌面
Fvwm 支持诸如虚拟桌面和面板等高级功能,但可以在低内存环境运行
fvwm95 fvwm衍生出的观感类似windows95桌面

1.2 Linux 发行版

完整的 linxu 系统包被称为发行版,不同的发行版常常归为3类
– 完整的核心linux发行版
– 特定用途的发行版
– LiveCD 测试发行版

1.2.1 核心 Linux 发行版

核心 Linux 发行版含有内核 , 一个或多个图形化桌面环境以及预编译好的几乎所有能够见到的 Linux 应用 , 提供了一站式的完整 Linux 安装

发行版 描述
Stackware 最早发行版中的一员,在linux极客中比较流行
Red Hat 用于web服务器
Fedora 从RH分离出的家用发行版
Gentoo 为高级用户设计的发行版,仅包含Linux源代码
openSUSE 用于商用和家用的发行版
Debian 在linux专家和Linux商用产品中流行的发行版

1.2.2 特定用途的 Linux 发行版

  1. 基于某个主流发行版 , 仅包含主流发行版中一部分用于特定用途的应用程序
  2. 尝试通过自动检测和自动配置常见硬件引导安装
发行版 描述
CentOS 基于RH企业版Linux源代码构建的免费发行版
Ubuntu 用于学校和家庭的免费发行版
PCLinuxOS 用于家庭和办公的免费发行版
Mint 用于家庭娱乐的免费发行版
dyne:bolic 用于音频和MIDI应用的免费发行版
Puppy Linux 用于老旧PC的小型免费发行版

Linux LiveCD

略 , 类似于 windows to go

取决于基质和系统 , 对诸如读写性有诸多的限制

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