Unix/Linux操作系统介绍

1.1 操作系统的作用

作为用户与计算机硬件系统之间的接口

操作系统算是一个巨大的软件，用来给软件系统提供能够简单控制硬件系统的接口。通过操作系统，用户能够方便、快捷的操纵计算机硬件和运行自己的程序。

• 1.1.1 操作系统的目标
  

1. 方便：使计算机系统易于使用
2. 有效：以更有效的方式使用计算机系统资源
3. 扩展：方便用户有效开发、测试和引进新功能

1.1.2 操作系统的地位

操作系统在计算机系统中承上启下的地位：向下封装硬件，向上提供操作接口。

1.2 Unix/Linux操作系统介绍

1.2.1 Unix家族

1. 1965：贝尔实验室（Bell Labs）加入一项由通用电气和麻省理工学院合作的计划，该计划要建立一套多使用者、多任务、多层次的MULTICS操作系统。后来因为项目太为复杂失败。
2. 1969：其主要开发者Thompson（后被称为UNIX之父）和Ritchie领导一组开发者，开发了一个新的多任务操作系统—UNICS，后来被改名为Unix，最初的Unix是用B语言和汇编语言混合编写而成。

1. 1971：两人在贝尔实验室共同发明了C语言，并于1973用C语言重写了Unix。

1. 1974：UNIX第一次出现在贝尔实验室以外。此后UNIX被政府机关，研究机构，企业和大学注意到，并逐渐流行开来。

1. 1980：有两个最主要的Unix的版本线，一个是Berkeley的BSD UNIX，另一个是AT&T的Unix，两者的竞争最终引发了Unix的战争，最终导致Unix出现各种各样的变种。

1. 1982：AT&T基于版本7开发了UNIX System Ⅲ的第一个商业版本，并不再开源。

1. 1992~2001：由于版权问题，AT&T公司与BSD开发组开始了一场将近10年的版权官司。UNIX由于其昂贵的费用，仅局限于大型机的应用；BSD因为版权问题，失去了宝贵的发展时期。

1.2.2 Linux家族

Minix（mini-UNIX）最初是由Andrew Tanenbaum教授，仿照4.3BSD的源代码，白手起家完成了12000行C语言的编写工作这个系统只是一个教学工具，没有什么实际应用价值。

1.   1990年，Linus Torvalds决定编写一个自己的Minix内核，初名为Linus' Minix，意为Linus的Minix内核，后来改名为Linux，此内核于1991年正式发布，并逐渐引起人们的注意。
2.   Linux操作系统的诞生、发展、和成长过程依赖于五个重要支柱：unix操作系统、minix操作系统、GNU计划、POSIX标准和互联网。
3. GNU计划：GNU是“GNU is Not Unix”的递归缩写，由Richard M.Stallman于1984年创办,旨在开发一个免费、类unix的操作系统-GNU系统及其开发工具；Emacs编辑系统、BASH shell程序、GCC、GDB等开发工具都是GNU组织的产品。
4. 1992年Linux与其他GNU软件结合，完全自由的操作系统正式诞生。该操作系统往往被称为“GNU/Linux”或简称。
5. POSIX标准：POSIX标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准，POSIX标准用来统一Unix、Linux各分支编程接口，以提高其通用型和可移植性。

1.2.3 Linux的两类用户

1.2.4 Linux的远亲

1.2.5 Linux和Unix的联系

2.5 Linux和Unix的联系

1. UNIX系统是工作站上最常用的操作系统，它是一个多用户、多任务的实时操作系统，允许多人同时访问计算机， 并同时运行多个任务。UNIX系统具有稳定、高效、安全、方便、功能强大等诸多优点，自20世纪70年代开始便运行在许多大型和小型计算机上。
2. UNIX虽然是一个安全、稳定且功能强大的操作系统，但它也一直是一种大型的而且对运行平台要求很高的操作系统，只能在工作站或小型机上才能发挥全部功能，并且价格昂贵，对普通用户来说是可望而不可及的，这为后来Linux的崛起提供了机会，Linux是一个类UNIX操作系统。
3. Linux是免费的、不受版权制约、与UNIX兼容的操作系统。

总结一下 Linux 和 UNIX 的关系/区别

Linux 是一个类似 Unix 的操作系统，Unix 要早于 Linux，Linux 的初衷就是要替代 UNIX，并在功能和用户体验上进行优化，所以 Linux 模仿了 UNIX（但并没有抄袭 UNIX 的源码），使得 Linux 在外观和交互上与 UNIX 非常类似。

说模仿可能会被人喷，你也可以说微创新或者改进。

相比于 UNIX，Linux 最大的创新是开源免费，这是它能够蓬勃发展的最重要原因；而目前的 UNIX 大部分都是收费的，小公司和个人都难以承受

1.2.6 Linux内核及发行版介绍

(1) Linux内核版本

内核(kernel)是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和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。

Linux内核版本又分为稳定版和开发版，两种版本是相互关联，相互循环：

1. 稳定版：具有工业级强度，可以广泛地应用和部署。新的稳定版相对于较旧的只是修正一些bug或加入一些新的驱动程序。
2. 开发版：由于要试验各种解决方案，所以变化很快。

内核源码网址：http://www.kernel.org，所有来自全世界的对Linux源码的修改最终都会汇总到这个网站，由Linus领导的开源社区对其进行甄别和修改最终决定是否进入到Linux主线内核源码中。

 

2) Linux发行版本

Linux发行版 (也被叫做 GNU/Linux 发行版) 通常包含了包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件。

这些操作系统通常由Linux内核、以及来自GNU计划的大量的函式库，和基于X Window的图形界面，在X Window中用户同样可以通过使用鼠标对窗口、菜单等进行操作来完成相应的工作。

X Window系统是一个非常出色的图形窗口系统，是类UNIX系统的图形用户界面的工业标准。X Window系统最重要的特征之一就是它的结构与设备无关。

X Window系统的主要特点有如下几点：

1. X Window系统是客户机/服务器结构的。X Window的实现是与操作系统内核分开的，其主要由X Server和X Client两部分组成。
2. X Window系统不是Unix/Linux操作系统的必须的构成部分，而只是一个可选的应用程序组件。
3. 
   

1.2.7 Unix/Linux开发应用领域介绍

1. Unix/Linux服务器

是目前Unix/Linux应用最多的一个领域，可以提供Web、FTP、Gopher、SMTP/POP3、Proxy/Cache、DNS等服务器，支持服务器集群，支持虚拟主机、虚拟服务、VPN等。

2. 嵌入式Linux系统

嵌入式Linux是将流行的Linux操作系统进行剪裁修改，能够在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。Linux嵌入式系统能够支持多种CPU和硬件平台，性能稳定，剪裁性好，开发和使用容易。其中包括Embedix、uCLinux、muLinux等。

1.桌面应用

近年来，Linux系统特别强调在桌面应用方面的改进，并且已达到相当的水平，完全可以作为一种集办公应用、多媒体应用、网络应用等多方面功能于一体的图形界面操作系统，在办公应用方面，Unix/Linux集成了openOffice、SUN公司的StarOffice以及KOffice等工具。

1. 电子政务

随着Linux的快速发展，Linux已逐渐成为Windows系统重要的竞争力量。尤其是Linux在安全性方面的独特优势，又使得Linux在政府应用领域得到很大的发展。目前一些国家正将其电子政务系统向Linux平台迁移。中国政府也对Linux给予极大的支持。

2.  文件系统

2.1 目录和路径

目录是一组相关文件的集合。

一个目录下面除了可以存放文件之外还可以存放其他目录，即可包含子目录。

2.1.2 路径

Unix/Linux路径由到达定位文件的目录组成。在Unix/Linux系统中组成路径的目录分割符为斜杠“/”，而DOS则用反斜杠“\”来分割各个目录。

路径分为绝对路径和相对路径：

1. 绝对路径
2. 绝对路径是从目录树的树根“/”目录开始往下直至到达文件所经过的所有节点目录。
3. 下级目录接在上级目录后面用“/”隔开。
4. 注意：绝对路径都是从“/”开始的，所以第一个字符一定是“/”

 

  相对路径

1. 相对路径是指目标目录相对于当前目录的位置。
2. 如果不在当前目录下，则需要使用两个特殊目录“.”和“”了。目录“.”指向当前目录，而目录“..”。

2.2 文件系统

2.2.1 Windows和Linux文件系统区别

在 windows 平台下，打开“计算机”，我们看到的是一个个的驱动器盘符：

每个驱动器都有自己的根目录结构，这样形成了多个树并列的情形，如图所示：

在 Linux 下，我们是看不到这些驱动器盘符，我们看到的是文件夹（目录）：

在早期的 UNIX 系统中，各个厂家各自定义了自己的 UNIX 系统文件目录，比较混乱。Linux 面世不久后，对文件目录进行了标准化，于1994年对根文件目录做了统一的规范，推出 FHS ( Filesystem Hierarchy Standard ) 的 Linux 文件系统层次结构标准。FHS 标准规定了 Linux 根目录各文件夹的名称及作用，统一了Linux界命名混乱的局面。

和Windows操作系统类似，所有Unix/Linux的数据都是由文件系统按照树型目录结构管理的。而且Unix/Linux操作系统同样要区分文件的类型，判断文件的存取属性和可执行属性。

Unix/Linux也采用了树状结构的文件系统，它由目录和目录下的文件一起构成。但Unix/Linux文件系统不使用驱动器这个概念，而是使用单一的根目录结构，所有的分区都挂载到单一的“/”目录上，其结构示意图如图所示：

无论何种版本的 Linux 发行版，桌面、应用是 Linux 的外衣，文件组织、目录结构才是Linux的内心。

2.2.2 Linux目录结构

1. /：根目录，一般根目录下只存放目录，在Linux下有且只有一个根目录。所有的东西都是从这里开始。当你在终端里输入“/home”，你其实是在告诉电脑，先从/（根目录）开始，再进入到home目录。
2. /bin: /usr/bin: 可执行二进制文件的目录，如常用的命令ls、tar、mv、cat等。
3. /boot：放置linux系统启动时用到的一些文件，如Linux的内核文件：/boot/vmlinuz，系统引导管理器：/boot/grub。
4. /dev：存放linux系统下的设备文件，访问该目录下某个文件，相当于访问某个设备，常用的是挂载光驱 mount /dev/cdrom /mnt。
5. /etc：系统配置文件存放的目录，不建议在此目录下存放可执行文件，重要的配置文件有 /etc/inittab、/etc/fstab、/etc/init.d、/etc/X11、/etc/sysconfig、/etc/xinetd.d。
6. /home：系统默认的用户家目录，新增用户账号时，用户的家目录都存放在此目录下，~表示当前用户的家目录，~edu 表示用户 edu 的家目录。
7. /lib: /usr/lib: /usr/local/lib：系统使用的函数库的目录，程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助。
8. /lost+fount：系统异常产生错误时，会将一些遗失的片段放置于此目录下。
9. /mnt: /media：光盘默认挂载点，通常光盘挂载于 /mnt/cdrom 下，也不一定，可以选择任意位置进行挂载。
10. /opt：给主机额外安装软件所摆放的目录。
11. /proc：此目录的数据都在内存中，如系统核心，外部设备，网络状态，由于数据都存放于内存中，所以不占用磁盘空间，比较重要的目录有 /proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/* 等。
12. /root：系统管理员root的家目录。
13. /sbin: /usr/sbin: /usr/local/sbin：放置系统管理员使用的可执行命令，如fdisk、shutdown、mount 等。与 /bin 不同的是，这几个目录是给系统管理员 root使用的命令，一般用户只能"查看"而不能设置和使用。
14. /tmp：一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录，任何人都可以访问，重要数据不可放置在此目录下。
15. /srv：服务启动之后需要访问的数据目录，如 www 服务需要访问的网页数据存放在 /srv/www 内。
16. /usr：应用程序存放目录，/usr/bin 存放应用程序，/usr/share 存放共享数据，/usr/lib 存放不能直接运行的，却是许多程序运行所必需的一些函数库文件。/usr/local: 存放软件升级包。/usr/share/doc: 系统说明文件存放目录。/usr/share/man:  程序说明文件存放目录。
17. /var：放置系统执行过程中经常变化的文件，如随时更改的日志文件 /var/log，/var/log/message：所有的登录文件存放目录，/var/spool/mail：邮件存放的目录，/var/run:程序或服务启动后，其PID存放在该目录下。