Linux作業系統起源

作業系統的起源

0.1.詳述作業系統的構成（按圖分析）

答：

1. 作業系統由底層的kernel space（核心空間）和頂層的user space（使用者空間）組成。
2. **kernel space（核心空間）**又由主要由LINUX核心與排程程式（scheduler），驅動程式（drivers），安全（security），網絡（networking）構成。
   1. **排程程式（scheduler）：**作業系統的職能之一，主要是對處理機進行管理。為了提高CPU的使用率而采用多道程式技術。通過程序管理來協調多道程式之間的關系，使CPU得到充分的利用。
   2. **驅動程式（drivers）：**是一種可以使計算機和裝置通信的特殊程式。相當于硬體的接口，作業系統隻有通過這個接口，才能控制硬體裝置的工作，假如某裝置的驅動程式未能正确安裝，便不能正常工作。比作“ 硬體的靈魂”、“硬體的主宰”、和“硬體和系統之間的橋梁”。
   3. 安全（security）

      國際标準化委員會的定義是"為資料處理系統和采取的技術的和管理的安全保護，保護計算機硬體、軟體、資料不因偶然的或惡意的原因而遭到破壞、更改、顯露。"

      中國公安部計算機管理監察司的定義是"計算機安全是指計算機資産安全，即計算機資訊系統資源和資訊資源不受自然和人為有害因素的威脅和危害。"

   4. 網絡（networking）：是用實體鍊路将各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成資料鍊路，進而達到資源共享和通信的目的。
3. **user space（使用者空間）**又由libraries（庫函數）,system daemons（系統守護程式），shells（殼，系統使用者界面），tools（工具）構成。他們有着shared libraries（共享庫），這些使用者應用程式（資料庫、網絡、網絡工具等）可以通過共享庫進行資料的共享。
   1. libraries（庫函數）：把函數放到庫裡，供别人使用的一種方式。
   2. system daemons（系統守護程式）：守護程序是在背景運作不受終端控制的程序（如輸入、輸出等），一般的網絡服務都是以守護程序的方式運作。
   3. shells：是系統的使用者界面，提供了使用者與核心進行互動操作的一種接口。它接收使用者輸入的指令并把它送入核心去執行，是一個指令解釋器。

0.2.簡述Linux核心功能

答：

• 記憶體管理

  1）linux采用“虛拟記憶體”的記憶體管理模式

  2）Linux 将記憶體劃分為容易處理的“記憶體頁”（對于大部分體系結構來說都是 4KB）

  3）Linux 提供了對 4KB 緩沖區的抽象，用 4KB 緩沖區為基數，然後從中配置設定結構，并跟蹤記憶體

  頁使用情況，可根據系統需要來動态調整記憶體使用

  4）為了支援多個使用者使用記憶體，防止記憶體被消耗光，頁面可以移出記憶體并放入磁盤中，這個過

  程稱為交換

• 程序管理

  1）程序實際是某特定應用程式的一個運作實體

  2）能夠同時運作多個程序，Linux 通過在短的時間間隔（時間片）内輪流運作這些程序而實作

  “多任務”

  3）讓程序輪流運作的方法稱為“程序排程” ，完成排程的程式稱為排程程式，

  4）程序排程控制程序對CPU的通路，由排程程式選擇最值得運作的程序

  5）通過多任務機制，每個程序可認為隻有自己獨占計算機，每個程序有自己單獨的位址空間，

  并且隻能由這一程序通路，作業系統還提供程序間的通訊機制來幫助完成綜合兩個程式功能的任務

  6）核心通過 SCI 提供了一個應用程式程式設計接口（API）來建立一個新程序，停止程序，并在它們

  之間進行通信和同步

• 驅動管理

  1）裝置驅動程式是 Linux 核心的主要部分，它實際控制作業系統和硬體裝置之間的互動

  2）裝置驅動程式運作在高特權級的處理器環境中，進而可以直接對硬體進行操作，任何一個設

  備驅動程式的錯誤都可能導緻作業系統的崩潰

  3）裝置驅動程式和裝置的控制晶片有關

• 檔案系統管理

  1）Linux 作業系統将獨立的檔案系統組合成了一個階層化的樹形結構，并且由一個單獨的實體

  代表這一檔案系統

  2）“挂載”‘解除安裝’：将新的檔案系統挂裝到某個目錄上

  3）Linux支援許多不同類型的檔案系統

  4）虛拟檔案系統可以分為邏輯檔案系統和裝置驅動程式，邏輯檔案系統指Linux所支援的檔案系

  統，如ext2,fat等，裝置驅動程式指為每一種硬體控制器所編寫的裝置驅動程式子產品

  5）VFS提供了多達數十種不同的檔案系統，在使用者和檔案系統之間提供了一個交換層

  4）VFS提供了多達數十種不同的檔案系統，在使用者和檔案系統之間提供了一個交換層

• 網絡管理

  1）網絡接口提供了對各種網絡标準的存取和各種網絡硬體的支援

  2）網絡接口可分為網絡協定和網絡驅動程式，網絡協定部分負責實作每一種可能的網絡傳輸協

  議

  3）Linux 的網絡實作支援 BSD 套接字，支援全部的TCP/IP協定，Linux核心的網絡部分由BSD

  套接字、網絡協定層和網絡裝置驅動程式組成

0.3.常用的Linux發行版本有哪些，有哪些特點

答：

常用的大緻分為兩類：

商業公司維護的發行版本，以著名的 Red Hat 為代表；

社群組織維護的發行版本，以 Debian 為代表。

發行版本	特點
ubuntu	流行的桌面Linux發行版。朝着發展一種**“易用和免費”**的桌面作業系統做出了極大的努力和貢獻，能夠與市場上任何一款個人作業系統相競争。Ubuntu的優勢是固定的釋出周期和支援期限、易于初學者學習、具有豐富的文檔。
SUSE	擁有讓使用者滿意的漂亮的桌面環境，優秀的系統管理工具，同時為那些購買盒裝版的使用者提供最好的印刷品與任何可用的文檔。
CentOS	可靠的伺服器發行版。是一個重新編譯可安裝的Red Hat Enterprise Linux(RHEL)代碼，并提供及時的安全更新的所有套裝軟體更新為目标的社群項目。目前很多網際網路企業在用的發行版本。
Red Hat	教育訓練、學習、應用、知名度比較高的Linux發行版本。對硬體相容性來說也比較不錯，版本更新很快，對新硬體和新技術支援較好。Red Hat的開放源碼模式提供跨實體、虛拟和雲端環境的企業運算解決方案，以幫助企業降低成本并提升效能、穩定性與安全性。
Debian	優勢是非常穩定、擁有卓越的品質控制、超過20,000數量的軟體、比任何其他的Linux發行支援更多的處理器架構。

開放源碼模式提供跨實體、虛拟和雲端環境的企業運算解決方案，以幫助企業降低成本并提升效能、穩定性與安全性。 |

| Debian | 優勢是非常穩定、擁有卓越的品質控制、超過20,000數量的軟體、比任何其他的Linux發行支援更多的處理器架構。 |