第5章Linux内核简介1
《linux概述》课件
软件仓库
APT使用软件仓库来存储和管理软件包。用户可以通过配 置软件仓库来添加或删除软件源，以便获取最新的软件包 版本。
安全性和稳定性
APT软件源经过严格审查，确保安全性和稳定性。同时， APT会自动处理软件包的数字签名，验证软件包的完整性 和来源。
Red Hat系列的YUM/DNF软件包管理
YUM/DNF简介
和自动补全功能，提高命
令行效率。
命令行基本操作
介绍如何在命令行中输入 命令、查看命令帮助、执 行命令等。
Linux的常用命令
01 文件操作命令
介绍如`ls`、`cp`、`mv`、 `rm`等常用文件操作命令 及其参数。
03 系统信息命令
介绍如`uname`、`df`、
`du`等获取系统信息的命
令。
06
Linux网络配置与管理
网络基础知识
IP地址
IP地址是网络中计算机的唯一标识，分为IPv4和IPv6两种 。
01
子网掩码
用于划分IP地址的网络部分和主机部分 。
02
03
默认网关
指明数据包应发送到的下一个路由器 。
常用网络命令
ping
测试与目标主机的连接状态。
ifconfig
查看和配置网络接口信息。
桌面领域
Linux桌面操作系统如Ubuntu、 Fedora等，为用户提供了一个稳定、 安全和个性化的使用环境。
物联网与嵌入式系统
Linux的小型化和定制化特性使其在 物联网设备和嵌入式系统中得到广泛 应用。
02
Linux系统基础
Linux的文件系统
01
文件类型
详细解释Linux中的文件类型， 如普通文件、目录、符号链接、 设备文件等。
linux操作系统的结构及详细说明
linux操作系统的结构及详细说明linux的操作系统的结构你了解多少呢?下面由店铺为大家整理了linux操作系统的结构及详细说明的相关知识，希望对大家有帮助!linux操作系统的结构及详细说明：一、 linux内核内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
系统调用接口：SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。
这个接口依赖于体系结构，甚至在相同的处理器家族内也是如此。
SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。
在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现，并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。
1. 内存管理对任何一台计算机而言，其内存以及其它资源都是有限的。
为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量，Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。
Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。
Linux 包括了管理可用内存的方式，以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。
不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。
Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象，例如 slab 分配器。
这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数，然后从中分配结构，并跟踪内存页使用情况，比如哪些内存页是满的，哪些页面没有完全使用，哪些页面为空。
这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。
为了支持多个用户使用内存，有时会出现可用内存被消耗光的情况。
由于这个原因，页面可以移出内存并放入磁盘中。
这个过程称为交换，因为页面会被从内存交换到硬盘上。
内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。
2 .进程管理进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。
Linux课程介绍-第五章(1)
2．进程系统堆栈 每个进程都有一个系统堆栈，用来保存中断现场信息和进 程进入内核模式后执行子程序（函数）嵌套调用的返回现 场信息。 每个进程的系统堆栈和task_struct数据结构之间存在 紧密联系，因而二者物理存储空间也连在一起 系统堆栈的大小静态确定，用户堆栈可在运行时动态扩展
5.2.3 对进程的操作 1．进程的创建 各个进程构成了树形的进程族系 内核在引导并完成了基本的初始化以后，就有 了系统的第一个进程（即初始化进程，实际上 是内核线程）。除此之外，所有其他的进程和 内核线程都由这个原始进程或其子孙进程所创 建。 除初始化进程外，其他进程都是用系统调用 fork( )和clone( )创建的。 fork( )是全部复制 ，而clone( ) 有选择地 复制
●进程控制系统用于进程管理、进程同步、进程通 信、进程调度和内存管理等。 ●内存管理控制内存分配与回收。
●文件系统管理文件、分配文件空间、管理空闲空 间、控制对文件的访问并为用户检索数据。 ●Linux系统支持三种类型的硬件设备：字符设备、 块设备和网络设备。 ●核心底层的硬件控制负责处理中断以及与机器通 信。
• 内核所在的地址空间称作内核空间 • 其他应用程序称为外部管理程序，大部分是对外围设 备进行管理和界面操作，外部管理程序和用户进程所 占据的地址空间成为外部空间
Linux内核概述
Unix内核用C语言写成 单一内核：所有的操作系统功能均被封装 在内核中，与外部程序处于不同的地址空 间。外部程序智能通过功能调用来访问内 核 微内核：内核只提供最基本、最核心的一 部分操作，如创建和删除任务、中断管理、 进程管理、存储器管理、进程间通信等， 而其他功能如文件系统、网络协议栈则在 内核外操作。
3．进程的终止
linux系统结构框架
linux系统结构框架
Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。
内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
1.内核：内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux 内核由如下几部分组成：内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。
2.Shell：shell是命令行解释器，可以为用户提供对系统的访问，也可以被用作程序或者脚本的命令行环境。
有多种shell可以选择，比如bash,zsh,ksh等。
3.文件系统：Linux系统使用一个基于文件的层级结构来组织和存储系统资源。
每个文件和目录都从根目录“/”开始，然后层层嵌套。
4.应用程序：Linux系统上可以运行各种应用程序，包括文本编辑器、浏览器、开发工具等。
应用程序为用户提供了使用系统的接口。
在更细致的层次结构上，Linux系统的内存管理分为几个主要组件，包括物理内存管理、虚拟内存管理以及内核内存管理等。
物理内存管理负责物理内存的分配和回收，虚拟内存管理则将物理内存映射到虚拟地址空间，并实现内存的共享和保护。
内核内存管理则负责内核空间的分配和释放，以及内核页面的交换等。
Linux操作系统作业参考答案
第一章1、简述操作系统的定义,并指出操作系统的功能主要有哪些？答:操作系统(Operating System,简称OS)就是管理与控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,就是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其她软件都必须在操作系统的支持下才能运行。
操作系统的主要功能:(1)硬件控制;(2)资源管理;(3)提供用户接口;(4)提供输入输出处理;(5)系统监控;(6)实现计算机间的通信。
注:不局限于以上几点。
2、 Linux操作系统何时出现？由谁开发出来？并列出Linux操作系统的主要特点。
答:1991年,由芬兰赫尔辛基大学学生Linus Torvalds开发出来。
Linux操作系统主要特点有:(1)与UNIX兼容;(2)自由软件与源码公开;(3)性能高与安全性强;(4)便于定制与再开发;(5)互操作性高;(6)全面的多任务与真正的32位操作系统。
注:不局限于以上6个。
、3、解释Linux操作系统核心版本与发行版本的含义。
Linux 2、4、1版与2、5、1版中,哪一个版本更稳定？为什么？答:核心版本主要就是Linux的内核。
发型版本就是各个公司推出的版本。
2、4、1版本更稳定。
2、5、1版本就是在就是测试版本,不一定稳定。
(具体建p8核心版本的版本约定)4、 Linux操作系统的超级用户就是什么？超级用户登陆shell默认的提示符就是什么？红旗Linux默认的shell类型就是哪一种？答:Linux操作系统的超级用户就是root,超级用户登录默认提示符就是“#”,红旗Linux 默认的shell类型就是bash。
第二章1、简述Linux命令的一般格式。
答:Linux命令的一般格式就是:命令+[选项]+[参数],其中选项与参数就是可选项,不同命令有区别。
有些命令就是不带参数,有些命令必须带参数。
2、请说明以下命令的功能:date,cd,cp,pwd,rm,mkdir,echo,who,ls,cat,more,man 答:date命令:显示当天日期;cd命令:切换目录;cp命令:复制文件;pwd命令:显示当前用户工作目录;rm命令:删除文件;mkdir命令:建立目录;echo命令:将参数表示的内容显示在屏幕上;who命令:显示哪些用户在使用系统;ls命令:列出某个目录下的文件;cat命令:显示参数表示文件的内容;more命令:显示文件内容;man命令:帮助命令,可以查瞧所有Linux命令的帮助信息。
linux操作系统的体系结构
linux操作系统的体系结构Linux操作系统的体系结构Linux是一个开源的操作系统内核，它是一个多任务、多用户的操作系统。
它支持大量的硬件平台，可以运行在个人计算机、服务器、移动设备和嵌入式系统中。
Linux操作系统的核心设计是基于UNIX操作系统的设计理念，具有稳定、安全和高性能的特点。
本文将详细介绍Linux操作系统的体系结构。
一、内核空间和用户空间Linux操作系统采用了一种分层的体系结构，将操作系统分为内核空间和用户空间两部分。
内核空间是操作系统内核运行的区域，包括内核代码、驱动程序和中断处理程序等。
用户空间是用户程序运行的区域，包括应用程序、库文件和用户数据等。
内核空间和用户空间通过操作系统提供的系统调用接口进行通信。
用户程序通过系统调用接口请求操作系统提供的服务，如文件操作、进程管理和网络通信等。
操作系统在内核空间中响应这些请求，并将结果返回给用户程序。
二、进程管理Linux操作系统是一个多任务操作系统，能够同时运行多个进程。
进程是程序在操作系统中的实体，它包括代码、数据和运行环境等。
Linux操作系统通过进程管理功能对进程进行管理和调度。
进程管理功能包括创建进程、销毁进程、挂起进程、恢复进程和进程切换等。
Linux操作系统通过调度算法决定哪个进程优先执行，以实现操作系统的高效利用和公平分享。
三、内存管理Linux操作系统通过内存管理功能对内存进行管理和分配。
内存是计算机中重要的资源，操作系统需要有效地管理和分配内存。
Linux操作系统使用虚拟内存管理技术，将物理内存虚拟化为逻辑地址空间。
这样，每个进程都有自己独立的逻辑地址空间，不会相互干扰。
操作系统通过内存管理功能实现虚拟地址到物理地址的转换，并对内存进行分页、分段和交换等操作，以实现内存的高效利用和管理。
四、文件系统Linux操作系统通过文件系统管理文件和目录。
文件系统是一种组织和存储文件的方式，可以将文件组织成层次结构，方便用户访问和管理。
linux操作系统的基本原理
linux操作系统的基本原理
Linux操作系统是一种开源的自由操作系统，其基本原理包括以下几个方面：
1. 内核：Linux操作系统的核心是内核，它是操作系统的核心模块，控制着系统的所有硬件和软件资源。
内核具有多任务处理、进程管理、文件系统管理、设备管理、内存管理等功能。
2. 虚拟文件系统：Linux操作系统使用虚拟文件系统（VFS）作为文件系统的框架。
VFS为所有文件系统提供了一个通用的接口，使得文件系统可以互相转换。
3. Shell：Linux操作系统使用的命令行接口被称为Shell。
Shell是用户与内核交互的一种方式，用户可以通过Shell来执行命令、管理文件、创建进程等。
4. 程序库：Linux操作系统提供了一系列的程序库，如C库、X库等，这些程序库提供了一些基本的函数和工具，方便程序员开发应用程序。
5. 系统调用：Linux操作系统提供了大量的系统调用，它们是用户程序和内核之间的接口。
用户程序可以通过系统调用来访问内核提供的各种服务，如读写文件、创建进程、网络通信等。
Linux操作系统的基本原理为开发者和用户提供了一个稳定、高效、灵活的操作系统。
它的开源特性使得用户可以自由地修改和定制操作系统，满足不同需求。
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Linux内核模块
⼯作模式⼯作性质层次权限影响竞态运⾏⽅式应⽤程序USR 模式策略性⽤户层低局部局部主动内核模块SVC 模式功能性内核层⾼全局全局被挡Linux 内核模块1、什么是内核模块？内核模块是Linux 提供的⼀种机制，允许在内核运⾏时动态加载进内核中，具有两个特点： 1）内核模块本⾝不编译⼊内核映像，有效控制缩减内核镜像⼤⼩ 2）内核模块⼀旦被加载，他就和内核中的其他部分完全⼀样2、为什么需要内核模块？如果在内核编译时把所有的功能都编译进去，就会导致内核很⼤，⽽且要往内核中添加或删除功能时必须重新编译内核⽐如在Ubuntu 在通⽤PC 平台上，预先⽆法知道需要什么设备，就不知道预先编译什么驱动。
3、内核模块和应⽤程序的区别4、内核模块的基本构成|——两个函数（⼀般需要）| |——模块初始化（加载）函数：当内核模块加载进内核的时候，做⼀些准备⼯作| |——模块卸载函数：回收、清理资源||——授权（许可证声明）（必须）：Linux 内核受GPL （General Public License ）授权约束|——模块参数（可选）：模块被加载时可以被传递给它的值，本⾝对应模块内的全局变量|——模块导出符号（可选）|——模块信息说明（可选）5、模块加载（初始化）函数⼀般以 __init 标识声明函数命名规则 xxx_init xxx 设备名 init 功能名（初始化）函数形式：static ini __init xxx_init(void ){/* 初始化代码* 返回值： 成功：0 失败：负数，绝对值是错误码* 应⽤层得到的返回值是-1，错误码保存到errno （每个进程有⼀个）； 标准化errno.h 已经明确定义linux/errno.h */}注册⽅式： module_init(x); x 为模块初始化函数的⾸地址 6、模块卸载函数⼀般以 __exit 标识声明函数命名规则 xxx_exit xxx 设备名 exit 功能名（卸载）static ini __exit xxx_exit(void ){/* 释放代码 */}注册⽅式： module_exit(x); x为模块卸载函数的⾸地址7、模块许可证声明MODULE_LICENSE(_license) //_license就是授权名称的字符串//"GPL" [GNU Public License v2 or later]//"GPL v2" [GNU Public License v2]//"GPL and additional rights" [GNU Public License v2 rights and more]//"Dual BSD/GPL" [GNU Public License v2 or BSD license choice]//"Dual MIT/GPL" [GNU Public License v2 or MIT license choice]//"Dual MPL/GPL" [GNU Public License v2 or Mozilla license choice]8、模块声明与描述在Linux内核模块中，我们可以⽤MODULE_AUTHOR、MODULE_DESCRIPTION、MODULE_VERSION、MODULE_DEVICE_TABLE、MODULE_ALIAS分别来声明模块的作者、描述、版本、设备表和别名，例如：MODULE_AUTHOR(author);MODULE_DESCRIPTION(description);MODULE_VERSION(version_string);MODULE_DEVICE_TABLE(table_info);MODULE_ALIAS(alternate_name);对于USB、PCI等设备驱动，通常会创建⼀个MODULE_DEVICE_TABLE，表明该驱动模块⽀持的设备，如：/* 对应此驱动的设备列表 */static struct usb_device_id skel_table [ ] = {{USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) }, { } /* 表结束 */}};MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);9、模块参数：在加载模块时，可以给模块传参头⽂件 linux/moduleparam.hA、传递普通变量module_param(name, type, perm);声明内核模块参数/*name - 接收参数的变量名type - 变量类型 Standard types are: byte, short, ushort, int, uint, long, ulong charp: a character pointer bool: a bool, values 0/1, y/n, Y/N. invbool: the above, only sense-reversed (N = true)perm - 权限 头⽂件 linux/stat.h #define S_IRWXUGO (S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO) #define S_IALLUGO (S_ISUID|S_ISGID|S_ISVTX|S_IRWXUGO) #define S_IRUGO (S_IRUSR|S_IRGRP|S_IROTH) #define S_IWUGO (S_IWUSR|S_IWGRP|S_IWOTH) #define S_IXUGO (S_IXUSR|S_IXGRP|S_IXOTH)*/范例：int i = 0;module_param(i, int, 0644);运⾏：# insmod xxx.ko i=10B、传递数组参数module_param_array(name, type, nump, perm)/*声明内核模块数组参数name - 数组名type - 数组成员类型nump – ⼀个指向保存数组长度的整型变量的指针perm - 权限*/范例：int arr[] = {1,2,3,4,5,6};int len=0;module_param(arr, int, &len, 0644);运⾏：# insmod xxx.ko arr=1,2,3,4,5C、传递字符串参数module_param_string(name, string, len, perm)/*声明内核模块字符串参数name - 字符串缓存的外部名（传⼊变量名）string - 字符串缓存的内部名nump - 数组的数量perm - 权限*/范例：char insidestr[] = "hello world";module_param(extstr, insidestr, szieof(insidestr), 0644);运⾏：# insmod xxx.ko extstr="hello"10、编译内核模块如果⼀个内核模块要加载到某个内核中运⾏，则这个模块必须使⽤编译该内核镜像的源码进⾏编译，否则运⾏时会出错A、头⽂件（语法问题）B、编译结果（最主要影响）编译时符号表（只在编译时使⽤）运⾏时内核符号表# cat /proc/kallsyms 运⾏时内核符号表C、编译系统⽰例Makefile：# 内核模块的Makefile（模块源码在内核源码外，且内核先编译）# 1、找内核的Makefile# 2、内核的Makefile找内核模块的Makeifle内核模块的Makeifle定义要编译对象ifneq ($(KERNELRELEASE),)#要编译对象表⽰把demo.c编译成demo.ko obj-m = demo.oelse#内核源码⽬录KERNELDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/buildPWD := $(shell pwd)modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modulesendifclean: rm -rf .tmp_versions Module.symvers modules.order .tmp_versions .*.cmd *.o *.ko *.mod.cKERNELRELEASE 是在内核源码的顶层Makefile中定义的⼀个变量，在第⼀次读取执⾏此Makefile时，KERNELRELEASE没有被定义，所以make将读取执⾏else之后的内容。
linux内核简介.ppt
–API只是一个函数定义 –系统调用通过“软中断”向内核发出一个明确
的请求
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
10
系统调用图解 用户态
内核态
系统调用 1
系统调用 返回
2
trap 0
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
中断的概念，终端 控制台设备驱动
Shell程序分析输入参 数，确定这是ls命令
什么是shell？
终端解释程序
什么是系统调用？
内核态用户态相关问 题，内存保护
调用系统调用fork生成 一个shell本身的拷贝
调用exec系统调用将ls 的可执行文件装入内存
从系统调用返回
Shell和ls都得以执行
系统调用是怎 么实现的？
3
Linux 基本概念
• 系统调用 • 内存管理 • 进程管理 • 虚拟文件系统（VFS） • 信号机制 • 内核初始化过程
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
4
➢ 提纲
• 用户态和内核态 • 系统调用意义 • 系统调用方法
2020年2月10日
东华大学计算机科学与技术学院 by XinLuo
Memory manager Signal 。。。
File systems Process management Device drivers Net work
Kernel interface to the hardware
Terminal controllers Terminals
Device controllers Memory controllers
Linux操作系统
• 每个版本又分为以下几种：
• Fedora Desktop
• Fedora Workstation Server(WS)
• Fedora Enterprise Server(ES)
• Fedora Advanced Server(AS)
第七页，共317页。
第一章 Linux简介
• Red Hat Fedora
芬兰的大学生Linus Torvalds在Minix基础上 编写了 一个操作系统核心软件，并于1991年10月公布为 Linux 0.0.2版。随后世界上众多的 Unix爱好者和黑 客共同完善了其余部分。
目前有很多商业公司可以免费得到Linux的核心源 代码，并加以包装和改进后形成自己的产品， 即 Linux发行套件(distribution)。
第一章 Linux简介
一、Linux的发展过程
• 在Linux操作系统面世之前，计算机操作系统市场 主要由两大系统占领：Unix系统和Microsoft Windows。
• Unix是大中小型机、工作站和高档微型机的主流操作 系统，拥有众多的企业用户，并已成为事实上的操作 系统标准。
• Windows系统则以易用性占据了微型计算机操作系统 市场的绝大部分份额。
1992年4月
第一个Linux新闻组comp.os.linux诞生，Linux 0.96首次可以运 行X- Window；
1993年1月 第一个商业发行版Slackware Linux诞生；
1994年3月 Linux 1.0推出，Linux转向GPL版权协议；
1995年3月 Linux 1.2推出；
第二章 图形环境
三、GNOME的基本操作
GNOME面板（即windows任务栏）
linux操作系统的基本体系结构
linux操作系统的基本体系结构一、内核（Kernel）Linux操作系统的核心是内核，它负责管理系统资源、控制硬件设备、调度进程和提供基本的系统服务。
Linux内核采用单内核结构，包含了操作系统的大部分核心功能和驱动程序。
内核是操作系统的核心组件，它提供了操作系统运行所必须的基本功能。
Linux内核具有以下特点：1、多任务处理：Linux内核支持多任务处理，可以同时运行多个程序，并实现多个程序之间的切换和管理。
2、硬件管理：Linux内核负责管理硬件设备，与硬件设备交互，控制硬件设备的工作状态。
3、内存管理：Linux内核负责管理系统的内存，包括内存的分配、释放、映射和交换等操作。
4、文件系统：Linux内核支持多种文件系统，包括ext4、NTFS、FAT等，负责文件的读写、管理和保护。
5、进程管理：Linux内核管理系统进程，包括进程的创建、调度、挂起、唤醒和终止等操作。
6、网络通信：Linux内核支持网络通信功能，包括TCP/IP协议栈、网卡驱动等，实现网络数据传输和通信。
二、ShellShell是Linux操作系统的命令解释器，用户通过Shell与操作系统进行交互。
Shell接受用户的命令，并将其转换为对应的系统调用，最终由内核执行。
Linux系统中常用的Shell有Bash、Zsh等，用户可以根据自己的喜好选择不同的Shell。
Shell具有以下功能：1、命令解释：Shell接受用户输入的命令，并将其翻译为操作系统可以执行的命令。
2、执行程序：Shell可以执行各种程序、脚本和命令，包括系统工具、应用程序等。
3、环境控制：Shell可以设置环境变量、别名和路径等，帮助用户管理系统环境。
4、文件处理：Shell可以处理文件操作，包括创建、删除、复制、移动等。
5、脚本编程：Shell支持脚本编程，用户可以编写Shell脚本来自动执行一系列操作。
三、系统工具Linux操作系统提供了丰富的系统工具，帮助用户管理系统和执行各种任务。
Linux系统及编程基础习题答案
Linux系统及编程基础习题答案第1章Linux基础及安装1. 什么是Linux？Linux是一款优秀的计算机操作系统，支持多用户、多进程、多线程，实时性好，功能强大且稳定。
同时，它又具有良好的兼容性和可移植性，被广泛应用于各种计算机平台上。
作为Internet的产物，Linux 操作系统由全世界的许多计算机爱好者共同合作开发，是一个自由的操作系统。
2. Linux的主要特点是什么？Linux具有UNIX的所有特性并且具有自己独特的魅力，主要表现在以下几个方面：(1)开放性(2)多用户(3)多任务(4)出色的稳定性能(5)良好的用户界面：Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用界面。
(6)设备独立性：设备独立性是指操作系统把所有外部设备统一当作文件来看，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件那样操作并使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。
(7)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。
其他操作系统不包含如此紧密的内核结合在一起的联接网络的能力，也没有内置这些联网特性的灵活性。
而Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。
(8)可靠的安全性(9)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，使它仍然能按其自身的方式运行的能力。
3. Linux的主要组成包括什么？(1)Linux内核(Kernel)：内核(Kernel)是系统的心脏，是运行程序和管理硬件设备的内核程序，决定着系统的性能和稳定性，实现操作系统的基本功能。
(2)Linux的Shell：Shell是系统的用户界面，提供用户与内核进行交互操作的一种接口。
Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令并且把他们送到内核执行。
Shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，用这种编程语言编写shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
(3)Linux 文件系统：文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。
linux主要内容
linux主要内容Linux是一种开源的操作系统，它是由Linus Torvalds于1991年开始开发的。
它的主要目标是为个人电脑和服务器提供一个稳定、安全和高性能的操作系统。
Linux的主要内容包括以下几个方面：1. 内核：Linux的核心是它的内核，它是操作系统的核心部分，负责系统资源管理、进程调度、设备驱动程序等。
Linux内核具有高度的可定制性和灵活性，可以根据用户的需求进行定制和优化。
2. 命令行界面：Linux提供了强大的命令行界面，通过命令行可以完成各种系统管理任务和操作。
命令行界面使得系统管理人员可以方便地进行自动化脚本编写和批处理任务。
3. 文件系统：Linux支持多种文件系统，包括ext4、XFS、Btrfs等。
文件系统是用来组织和管理存储在硬盘上的文件和文件夹的，它提供了快速、可靠和安全的数据存储。
4. 软件包管理：Linux提供了强大的软件包管理机制，可以方便地安装、更新和卸载软件包。
常用的软件包管理工具有apt、yum、dnf 等，它们可以自动解决软件包之间的依赖关系，并确保系统的安全和稳定。
5. 多用户和权限管理：Linux是一个多用户操作系统，可以同时支持多个用户登录和使用。
同时，Linux还有强大的权限管理机制，可以对文件和目录进行细粒度的权限控制，确保系统的安全性。
6. 网络功能：Linux提供了丰富的网络功能，支持各种网络协议和服务，如TCP/IP、HTTP、FTP、SSH等。
这使得Linux成为一个理想的服务器操作系统，可以用于搭建Web服务器、邮件服务器、数据库服务器等。
7. 开源社区：Linux是一个开源项目，它的开发和维护依赖于全球开源社区的贡献。
这个社区不仅提供了大量的开源软件和工具，还提供了技术支持和交流平台，使得Linux不断发展和改进。
总之，Linux作为一个开源、稳定和高性能的操作系统，具有强大的系统管理和网络功能，适用于各种场景和需求。
它的主要内容包括内核、命令行界面、文件系统、软件包管理、多用户和权限管理、网络功能以及开源社区。
什么是linux内核
什么是linux内核
Linux是一种开源电脑操作系统内核。
它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。
Linux最早是由芬兰黑客Linus Torvalds为尝试在英特尔x86架构上提供自由免费的类Unix操作系统而开发的。
该计划开始于1991年，在计划的早期有一些Minix 黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。
Linux内核［kernel］是整个操作系统的最底层，它负责整个硬件的驱动，以及提供各种系统所需的核心功能，包括防火墙机制、是否支持LVM 或Quota等文件系统等等，如果内核不认识某个最新的硬件，那幺硬件也就无法被驱动，你也就无法使用该硬件。
计算机真正工作的东西其实是硬件，例如数值运算要使用到CPU、数据储存要使用到硬盘、图形显示会用到显示适配器、音乐发声要有音效芯片、连接Internet 可能需要网络卡等等。
内核就是控制这些芯片如何工作。
。
linux工作原理
linux工作原理Linux是一种开源的操作系统内核，它是由Linus Torvalds于1991年开发的。
Linux工作原理主要包括以下几个方面：1. 内核：Linux的核心部分是内核，它是操作系统的关键组成部分。
内核负责管理系统的底层资源，如处理器、内存、外设等。
它提供了系统调用接口，允许应用程序与硬件交互，并提供了各种驱动程序来支持不同类型的硬件设备。
2. 进程管理：Linux使用进程管理来管理系统中运行的应用程序。
每个应用程序都会被分配一个唯一的进程ID，进程管理器负责启动、暂停、恢复和终止进程。
此外，Linux还支持多任务处理，即可以同时运行多个应用程序。
3. 文件系统：Linux使用文件系统来组织和管理文件和目录。
常见的文件系统包括Ext4、XFS、Btrfs等。
文件系统提供了访问文件和目录的方法，并提供了权限管理、文件压缩、加密等功能。
4. 设备驱动：Linux支持各种硬件设备，如网络接口卡、显卡、打印机等。
每个硬件设备都需要相应的设备驱动程序来与内核进行通信。
Linux提供了一种通用的设备驱动接口，使得硬件设备能够与操作系统无缝集成。
5. 网络通信：Linux具有强大的网络功能，支持各种网络协议和通信方式，如TCP/IP、HTTP、FTP等。
通过网络子系统，Linux可以实现网络连接、数据传输和通信协议处理。
总的来说，Linux工作原理是通过内核来管理底层资源和设备，为应用程序提供一套接口，使得应用程序能够运行、交互和访问文件。
同时，Linux还具有强大的网络功能，能够实现网络通信和连接。
linux系统框架介绍
linux系统框架介绍Linux系统框架介绍Linux是一种开源的操作系统，其设计基于Unix操作系统，并且具有高度的可定制性和灵活性。
Linux系统的框架是其架构的基础，它定义了系统的组织结构和各个组件之间的关系。
在本文中，我们将对Linux系统的框架进行详细介绍。
Linux系统的框架可以分为五个主要部分：内核空间、系统调用接口、标准C库、Shell和应用程序。
1. 内核空间：Linux内核是操作系统的核心部分，它提供了各种基本功能，如进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等。
内核空间是内核代码运行的环境，只能被特权进程访问。
内核空间包含了多个子系统，每个子系统负责特定的功能，通过模块化的方式组织起来，使得内核具有高度的可扩展性和可定制性。
2. 系统调用接口：系统调用是用户程序与内核之间的接口，它允许用户程序访问内核提供的功能。
Linux系统提供了大量的系统调用，包括文件操作、进程管理、网络通信等。
用户程序通过调用系统调用接口来请求内核执行特定的操作，内核在接收到请求后执行相应的功能并返回结果。
3. 标准C库：标准C库是一组函数库，提供了一些常用的函数和工具，以帮助程序员开发应用程序。
标准C库提供了对C语言标准函数的封装和扩展，使得开发者可以更方便地编写应用程序。
在Linux系统中，常用的标准C库是GNU C库（glibc），它是一个功能强大的库，包含了大量的函数和工具。
4. Shell：Shell是Linux系统的命令行解释器，它允许用户通过输入命令来与系统交互。
Shell解释器接收用户输入的命令，并将其解释为相应的系统调用或应用程序。
Linux系统中常用的Shell解释器有Bash、Csh、Ksh等。
Shell提供了丰富的命令和功能，使得用户可以通过命令行方式完成各种任务。
5. 应用程序：应用程序是用户直接使用的软件，可以是系统自带的工具，也可以是用户自己开发的程序。
Linux系统提供了大量的应用程序，包括文本编辑器、图形界面工具、网络应用等。
Linux操作系统简介
2.5 Linux旳内核体系构造
与UNIX系统相同，Linux系统大致可分 为3层：接近硬件旳底层是内核，即Linux操 作系统旳常驻内存部分；中间层是内核之外 旳Shell层，亦即操作系统旳系统程序部分； 最高层是应用层，即顾客程序部分，涉及多 种文本处理程序、语言编译程序及游戏程序 等。Linux旳系统构造如图2.1所示。
（4）Mail 服 务 器 ： Qmail、sendmail、 XMail；
（5）E-Mail客户端：pine、Kmail；
（6） 浏 览 器 ： Netscape、Mozilla、 Phoenix、lynx；
（7） 虚 拟 终 端 ： rxvt、xterm、gnometerminal、mlterm；
Linux常用旳网络应用软件有下列几类。
（ 1 ） WWW 服 务 器 ： Apache、Caudium、 CERN HTTPD Server、Netscape Fast Track Server、Zeus Server；
（2）FTP 服 务 器 ： Wu-ftp、proftpd、 vsftpd；
（3）FTP客户端：gFTP、lftp；
（8）聊天工具：gaim、Licq。
（9）网络共享服务：samba。
(10)远程登陆：telnet、ssh1、ssh2
2.4.5 X Window
X窗口系统是Linux上旳原则图形界面， 它是一种有效旳支持多种应用旳环境。 在XWindow 基础上实现不同旳桌面系统， 如：KDE, gnome桌面系统。
Linux操作系统简介
1 Linux旳发展 2 Linux旳版本 3 Linux旳特征和功能 4 Linux旳常用软件 5 Linux旳内核体系构造 6 Linux旳现状及前景
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5.1 Linux内核概述
微内核特点：
➢ 使操作系统具有良好的灵活性 ➢ 操作系统内部结构简单清晰 ➢ 程序代码维护十分方便 ➢ 体现了面向对象式软件的结构特征
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5.1 Linux内核概述
但是：Linux内核采用单一内核
原因：
➢ 注重效率 ➢ Linux将代码执行效率作为操作系统第一要务 ➢ Linux内核的程序员都是世界各地的黑客，比起结
构的清晰，更注重功能的强大和高效率的代码
特点：
每个功能部件不能轻易拆除
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从结构上看，Linux操作系统是采用单块结构的操作系统。
一般说来，可以将操作系统划分为内核和系统程序两部分 。
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●进程控制系统用于进程管理、进程同步、进程通 信、进程调度和内存管理等。 ●内存管理控制内存分配与回收。 ●文件系统管理文件、分配文件空间、管理空闲空 间、控制对文件的访问并为用户检索数据。 ●Linux系统支持三种类型的硬件设备：字符设备、 块设备和网络设备。 ●核心底层的硬件控制负责处理中断以及与机器通 信。
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5.2 进 程 管 理--进程和线程的概念
1．进程及其状态
简单说来，进程就是程序的一次执行过程。 进程至少要有三种基本状态。这三种基本状态是：运行态
、就绪态和封锁态（或等待态）。 进程的状态可依据一定的条件和原因而变化
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进程的三种基本状态
运行状态：指当前进程已分配CPU，它是程序正在处理器上 执行的状态。在一般单一CPU机制中，任何时刻处于运行状 态的进程至多只有一个。
查看内核版本：
uname -r
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5.1 Linux内核概述
kernel是操作系统的核心程序。
向外部提供对计算机设备的核心管理及调用，负责对计算 机资源的抽象、分配和共享
➢ 代码分为两部分： • 内核所在的地址空间称作内核空间 • 其他应用程序称为外部管理程序，大部分是对外围设 备进行管理和界面操作，外部管理程序和用户进程所 占据的地址空间成为外部空间
有必要对多线程进行控制！
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5.2.2 进程的结构
1．task_struct结构，包含下列几方面的信息：
进程状态
调度信息
标志符（PID）
内部进程通讯(信号、管道、信号量等)
链接信息（指向父进程、兄弟进程、子进程的指针）
就绪状态：指进程已具备运行条件，但因为其他进程正占 用CPU，所以暂时不能运行而等待分配CPU资源的状态。处 于该状态的进程可以有多个。
封锁状态：指进程因等待某种事件发生（如等待某一输入 、输出操作完成，等待其他进程发来的信号等）而暂时不 能运行的状态。处于封锁状态的进程尚不具备运行条件。 也称为不可运行状态或挂起状态。可以有多个。
第5章 Linux 内核简介
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主要内容
Linux核心的一般结构 进程的概念、进程的调度和进程通信 文件系统的构成和管理 内存管理 设备驱动及中断处理
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5.1 Linux内核概述
Linux系统大致可分为三层： 靠近硬件的底层是内核，即Linux操作系统常驻内存部分。 中间层是内核之外的shell层，即操作系统的系统程序部分
。 最高层是应用层，即用户程序部分
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5.1 Linux内核概述
Linux有两种不同的含义
➢ 严格技术角度：指的时开放源代码的类Unix操作系 统的内核
➢ 一般意义：指以Linux内核为基础的操作系统，包 括内核、系统工具、完整的开发环境和应用
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Linux的版本
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5.1 Linux内核概述
Unix内核用C语言写成
单一内核：所有的操作系统功能均被封装在内 核中，与外部程序处于不同的地址空间。外部 程序只能通过功能调用来访问内核。
微内核：内核只提供最基本、最核心的一部分 操作，如创建和删除任务、中断管理、进程管 理、存储器管理、进程间通信等，而其他功能 如文件系统、网络协议栈则在内核外操作。
具有一段可执行的程序、专用的系统堆栈空间、 私有的“线程控制块”（即thread_struct数据结 构）
缺少自己的存储空间
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程序、进程与线程
进程是程序的一次执行；线程可理解为进程中执行的一段 代码片段
进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；线程基 本上不拥有系统资源
进程间相互独立的；线程可与同属一个进程的其他的线程
共享进程所拥有的全部资源。
为什么有了进程还
进程与线程之间的数量关系？
要有线程？
解决执行较长时间的操作而不至于用户界面失去响应
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多线程优势
提高应用程序的响应速度。
耗时操作时程序无法响应鼠标、键盘事件
多CPU系统更加有效。
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2．Linux进程状态
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3．进程的模式和类型
在Linux系统中，进程的执行模式划分为用户模式和内核模 式
按照进程的功能和运行的程序来分，进程划分为两大类： 一类是系统进程，另一类是用户进程
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4．Linux线程
Linux把线程定义为进程的“执行上下文”
Linux有两种版本，一个是核心（Kernel）版本，另一个是发行（ Distribution）版本。
序号由三部分数字构成，其形式为:
major.minor.patchlevel
主版本号.次版本号.修订版本号
例如：2.6.18表示对核心2.6版本的第18次修订。
约定：次版本号为奇数时，表示该版本加入新内容，但不一定很稳定 ，相当于测试版，如2.5.XX；次版本号为偶数时，表示这是一个可以 使用的稳定版本，如2.6.XX。
线程数小于CPU个数时，不同程序在不同CPU上执行，真 正同时执行
改善程序结构。
复杂的进程可考虑分为多个线程，有利于理解和维护
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多线程程序特点
多线程执行顺序无法保证。
取决于操作系统调度策略和优先级等
多线程切换可能发生在任何时间、任何地点。
多线程程序的行为无法预测。
多个线程运行时，结果很可能不同