嵌入式课件02

2.1.1 Linux与UNIX和GNU 2.1.2 Linux的特点 2.1.3 Linux的发展及应用
第2章 嵌入式LINUX操作系统
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Linux与UNIX和GNU
UNIX操作系统是美国贝尔实验室的Ken.Thompson和Dennis Ritchie于1969 年夏在DEC PDP-7小型计算机上开发的一个分时操作系统。Ken Thompson在 1969年夏天利用一个月的时间开发了UNIX操作系统的原型。后经Dennis Ritchie 于1972年用移植性很强的C语言进行了改写，使得UNIX系统在大专院校得到了 推广。 MINIX系统是由Andrew S. Tanenbaum（AST）于1987年开发的，主要用于 学生学习操作系统原理。AST工作在荷兰Amsterdam的Vrije大学，并从事数学与 计算机科学系统研究，是ACM和IEEE的资深会员（全世界也只有很少人是两会 的资深会员）。 GNU计划和自由软件基金会FSF（the Free Software Foundation）是由 Richard M. Stallman于1984年一手创办的，旨在开发一个类似UNIX，并且是自 由软件的完整操作系统：GNU系统（GNU是“GNU’s Not UNIX”的递归缩写， 它的发音为“gun-NEW”）。各种使用Linux作为核心的GNU操作系统正在被广 泛地使用。虽然这些系统通常被称为“Linux”，但是Stallman认为，以严格意义 上讲，它们应该被称为GNU/Linux系统。 到20世纪90年代初，GNU项目已经开发出许多高质量的免费软件，其中包括 有名的emacs编辑系统、bash shell程序、gcc系列编译程序、gdb调试程序，等 等。这些软件为Linux操作系统的开发创造了一个合适的环境，这也是Linux能够 诞生的基础之一，以至于目前许多人都将Linux操作系统称为“GNU/Linux”操作 系统。
第2章 嵌入式LINUX操作系统
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Байду номын сангаас
6．提供了丰富的网络功能 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。Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能，包括支持Internet、文 件传输和远程访问。 7．可靠的系统安全 在Linux操作系统中采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、 带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这些措施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，并使它仍然能按其 自身的方式运行的能力。Linux一开始是基于Intel 386机器设计的，但是随着网 络的散布，加上有许多工程师致力于各式平台的移植，使得Linux可以在x86、 MIPS、ARM/StrongARM、PowerPC、Motorola 68k、Hitachi SH3/SH4、 Transmeta等平台上运行。这些平台几乎覆盖了所有嵌入式系统的CPU种类，这 样，在硬件平台设计时，使得可以考虑的CPU种类增加了不少。 9．应用软件多 自由软件世界里有个很大的特点就是软件多，授权几乎都是采用GPL方式， 大家都可以自由参考与使用，但是因为这些软件多半是由设计者利用空余时间开 发的，不以赢利为目的，所以并不能担保这些软件完全没有问题。尽管如此，仍 有许多优秀软件出现，例如，大家熟知的KDE与GNOME便是很好的证明。
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Linux的发展及应用
1991年10月5日，Linus Torvalds在新闻组comp.os.minix发布了大约有1万行 代码的Linux v0.01版本。 1992年，大约有1000人在使用Linux，基本上都属于真正意义上的黑客。 1993年，大约有100余名程序员参与Linux内核代码编写/修改工作，其中核心 组由5人组成，此时Linux 0.99的代码大约有十万行，用户大约有10万个左右。 1994年3月，Linux 1.0发布，代码量为17万行，正式采用GPL协议。Linux的 代码中充实了对不同硬件系统的支持，大大提高了跨平台移植性。 1995年，Linux可在Intel、Digital，以及Sun SPARC处理器上运行了，用户 量也超过了50万，相关介绍Linux的Linux Journal杂志的发行也超过10万册。 1996年6月，Linux 2.0内核发布，此内核大约有40万行代码，并可以支持多 个处理器。此时的Linux已经进入了实用阶段，全球大约有350万人使用。 1997年夏，好莱坞影片《泰坦尼克号》在制作特效中使用的160台Alpha图形 工作站中，有105台采用了Linux操作系统。 1998年是Linux迅猛发展的一年。RedHat 5.0获得了InfoWorld的操作系统奖 项。4月，Mozilla代码发布，成为Linux图形界面上的王牌浏览器。王牌搜索引擎 “Google”现身，采用的也是Linux服务器。Mysql数据库充分得到发展。12月， IBM发布了适用于Linux的文件系统AFS 3.5，以及Jikes Java编辑器和Secure Mailer及DB2测试版，IBM的此番行为，可以看做是与Linux的第一次亲密接触。 迫于Windows和Linux的压力，Sun逐渐开放了Java协议，并且在UltraSparc上支 持Linux操作系统。由此可见，1998年可以说是Linux与商业接触的一年。
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1999年，IBM宣布与Redhat公司建立伙伴关系，以确保Redhat在IBM机器上 正确运行。3月，第一届LinuxWorld大会的召开，象征Linux时代的来临。IBM、 Compaq和Novell宣布投资Redhat公司，以前一直对Linux持否定态度的Oracle公 司也宣布投资。5月，SGI公司宣布向Linux移植其先进的XFS文件系统。7月， IBM启动对Linux的支持服务，并发布了Linux DB2。 2000年初始，Sun公司在Linux的压力下宣布Solaris8降低售价。事实上， Linux对Sun造成的冲击远比对Windows来得更大。2月，Red Hat发布了嵌入式 Linux的开发环境，Linux在嵌入式行业的潜力逐渐被发掘出来。 2001年Oracle宣布在OTN上的所有会员都可免费索取Oracle 9i的Linux版本。 IBM则决定投入10亿美元扩大Linux系统的应用。到了5月，微软公开反对“GPL”， 此举引起了一场大规模的论战。8月，红色代码爆发，引得许多站点纷纷从 Windows操作系统转向Linux操作系统。12月，Red Hat为IBM s/390大型计算机 提供了Linux解决方案。 2002年是Linux企业化的一年。2月，微软公司迫于各州政府的压力，宣布扩 大公开代码行动，这是Linux开源带来的深刻影响的结果。3月，内核开发者宣布 新的Linux系统支持64位的计算机。 2003年1月，NEC宣布将在其手机中使用Linux操作系统，代表着Linux成功 进军手机领域。 2004年6月的统计报告显示在世界500强超级计算机系统中，使用Linux操作 系统的已经占到了280席，抢占了原本属于各种UNIX的份额。9月HP开始网罗 Linux内核代码人员，以影响新版本的内核朝对HP有利的方式发展，而IBM则准 备推出OpenPower服务器，仅运行Linux系统 。
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Linux的特点
1．开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互联（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 联。Linux采用GPL授权，除了把源代码公开以外，任何人都可以自由使用、修 改、散布；而Linux核心本身采用模块化设计，让人很容易增减功能，由于Linux 具有这样高的可伸缩性，所以可以调出最适合我们硬件平台的核心出来。 2．多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有并使用，即每个用户对自己 的资源有特定的权限，互不影响。Linux和UNIX都具有多用户的特性。 3．多任务是现代计算机最主要的一个特点。它是指计算机同时执行多个程序， 而且各个程序的运行互相独立。Linux系统调度每一个进程平等地访问微处理器。 由于CPU的处理速度非常快，其结果是，启动的应用程序看起来好像在并行运行。 4．稳定性强，Linux不属于任何一家公司，但它却拥有全世界愿意投入自由 软件的开发人员。在全球各处都有无数的人参与Linux核心的改进、调试与测试， 也正因此造就了稳定度高的Linux。所以，Linux虽不是商业的产物，但它的质量 却不逊于商业产品。 5．设备独立性，是指操作系统把所有外部设备统一当做文件来看待，只要安 装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件一样，操纵、使用这些设备，而 不必知道它们的具体存在形式。另外，由于用户可以免费得到Linux的内核源代 码，因此，用户可以修改内核源代码，以便适应新增加的外部设备。
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Linux的应用和优势（以银行为例） 银行业是中国各行业中开展信息化建设最早的行业之一，其信息化建设投入力 度大，信息化水平高，在各行业的IT应用和系统建设中走在前列。 （1）银行业的数据量大且集中决定了其对主机、存储设备、网络设备等硬件 设备需求很大；同时对存储管理、数据仓库、网络管理、网络安全、CRM等方面 的软件需求也不小。正由于银行业的数据量大且集中，因此金融安全问题也越发 突出。Linux的高可靠性和安全性是它在这一行业中应用的有力保障。 （2）对银行业而言，成本因素在整体经济环境欠佳的今天显得尤其重要。选 择Linux的动力很大程度上来自于各个企业公司预算的减少。 （3）Linux系统所具有的优良集群特性也是吸引更多客户的原因。Linux集群系 统能够让客户相对落后的PⅡ或PⅢ计算机变成可以处理复杂任务的超级计算机系 统。这对客户来说是非常有吸引力的。 （4）北京市商业银行综合业务系统建设采用了基于IBM Server i系列服务器的 Linux解决方案。该解决方案从整体上减少了总拥有成本，并且减少了系统管理的 复杂性，实现了对人员、财政及信息技术的有效管理，同时还提高了服务器管理 能力。 （5）再以印度工业开发银行（IDBI）为例。他们自1995年开始使用Linux系统 从事关键的电话银行、资产追踪及人力资源管理等业务，IDBI因此节省的IT预算达 到70%。 （6）如今有越来越多的商业公司采用Linux作为操作系统，例如，科学工作者 使用Linux来进行分布式计算，ISP使用Linux配置Intranet服务器、电话拨号服务器 等网络服务器，CERN（西欧核子中心）采用Linux做物理数据处理。