UNIX_Linux操作系统内核结构
linux操作系统的组成
linux操作系统的组成1.内核（Kernel）Linux内核是整个Linux操作系统的核心，它负责管理系统资源，包括硬件、内存、进程、文件系统等。
内核提供了一系列系统调用，用户空间程序可以通过这些系统调用来访问内核提供的功能。
2.用户空间（User Space）用户空间是操作系统中除内核之外的部分。
用户空间包括Shell、图形界面、应用程序等。
用户空间通过系统调用来访问内核提供的功能。
用户空间和内核之间有一个保护机制，保证用户空间程序不能直接访问内核资源，只能通过系统调用。
3.ShellShell是Linux系统中的命令解释器，它充当了用户和内核之间的接口。
用户可以在Shell中输入命令，Shell解析命令并通过系统调用调用内核提供的功能。
Linux操作系统中常用的Shell有Bash、Zsh、Fish等。
4.文件系统（File System）Linux操作系统支持多种文件系统，包括Ext2、Ext3、Ext4、Btrfs、XFS等。
文件系统是管理文件和目录的机制，它负责在硬盘上分配空间，存储文件内容和元数据。
文件系统还提供了一些额外的功能，如权限管理、链接、快速查找等。
5.设备驱动程序（Device Driver）设备驱动程序是连接硬件设备和内核的桥梁，它转换设备的IO请求为内核能够理解的形式，并向内核提供设备的状态信息。
Linux操作系统支持多种设备驱动程序，包括字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序等。
6.命令行工具（Command-Line Tool）Linux操作系统提供了丰富的命令行工具，可以轻松地完成各种任务。
常见的命令行工具有ls、cp、mv、mkdir、rm等，还有一些高级工具，如awk、sed、grep等。
7.图形界面（Graphical User Interface）Linux操作系统提供了多种图形界面，如GNOME、KDE、Xfce、LXDE等。
图形界面提供了一种更加友好的交互方式，用户可以通过鼠标点击、拖拽等方式完成操作，极大地提高了用户的工作效率。
第11章 网络操作系统
Bourne shell（sh）是标准的UNIX. shellh具有很强的编程能力
C shell（csh）由Bill Joy编写,与c语言很相似
Korn shell（ksh）由Dave Korn编写.它具有C shell 的所有特性, 却使用Bourne shell的语法
网络操作系统的基本任务
★ 屏蔽本地资源与网络资源的差异,完成网络资源的管理并为
用户提供各种基本网络服务功能
网络操作系统的基本服务功能
文件服务
打印服务
数据库服务
通信服务 信息服务 分布式服务
网络操作系统与单机操作系统的差别
网络操作系统与单机操作系统(不论是单用户操作系统如 MS-DOS,还是多用户操作系统如OS-2)是有差别的, 因为 它们提供的服务类型不同
Linux具有UNIX操作系统所有的基本特征.包括：
遵循PSOIX标准 支持多用户访问和多任务编程 支持多种文件系统 支持TCP/IP、SLIP和PPP
Linux与其他Unix版本的不同之处:
Linux是一个完全免费的操作系统 ◆ UNIX系统大多是与硬件配套的,而Linux则可运行在多种硬件平台上
主机 B 文件服务器
主机 A
主机 A
主机 B
图8.2（a）对等式模式
图8.2（b）文件服务器模式
客户机/服务器模式
后期的非对等式网络操作系统采用了客户机/服务器（Client/Server 简称为C/S）模式的运行机制
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。
电子科技大学 UNIX_Linux操作系统内核结构6章
一个进程的上下文包括五个方面： ①、被进程正文所定义的进程状态 ②、进程所使用的全局变量和数据结构的值 ③、机器寄存器的值 ④、进程表项proc结构和user结构中的值 ⑤、用户堆栈和核心堆栈中的值
“执行一个进程”——指系统在该进程的上下文中执行， 也就是进程的上下文确定和限制了进程的运行环境和空间。
可以随进程状态的变化而在内外存之间交换的进程控制信 息中的其余部分。
为了方便进程映像在内外之间交换，UNIX系统中把进程非 常驻内存部分作为一个整体，占用连续的存贮区，其顺序是： 首先是user结构（进程扩充控制块）和核心栈，然后是数据段 和用户栈。
16
进程user结构和核心栈合并构成进程的“本进程数据区— —ppda区（per process data area）。
15
在进程映像占用的内存被分配给其他进程之前，不但该进 程的程序和数据需要调出内存，该进程的控制信息也被调出内 存。但为了该进程能够再次被调入内存，内存中需要保留一部 分必要的信息，这就把进程控制信息也分成了常驻内存和非常 驻内存两部分： 常驻内存控制信息块
是系统需要经常查询以及恢复整个进程映象时所不可缺少 的信息。 非常驻内存控制信息块
7
3、进程的解释
在UNIX系统中进程的概念包含什么意义？
在较高级的方面 进程是一个重要的组织概念。可以把计算机系统看作是若
干进程组合的活动。进程是系统中活动的实体，它可以生成和 消灭，申请和释放资源，可以相互合作和竞争，而真正活动的 部件如处理机和外部设备则是看不见的。
在较低级方面 进程是不活动的实体，而处理机则是活动的，处理机的任
核心从一个进程转到另一个进程执行时，叫做“上下文切
换”，也就是系统从一个进程上下文确定的环境换到另一个进
Linux内核.ppt
❖ LINUX文件系统: Linux文件系统是文件存放在磁盘等存储设
备上的组织方法。Linux能支持多种目前浒的文件系统，如EXT2、EXT3、 FAT、VFAT、ISO9660、NFS、SMB等。
❖ LINUX应用系统：标准的Linux系统都有一整套称为应
用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言、X Window、 办公套件、Internet工具、数据库等。
❖GNU 软件和派生工作均适用 GNU 通用公共许 可证，即 GPL（General Public License ）
❖Linux的开发使用了众多的GUN工具
<>
GPL－开源软件的法律
❖GPL 允许软件作者拥有软件版权 ❖但GPL规定授予其他任何人以合法复
制、发行和修改软件的权利。
<>
2. Linux系统的主要特点
内核模块的能力
所有模块全部运行在内核态，直接调用函数，无需消息传递 支持多称多处理SMP机制
讲究效率的单模块操作系统
进程管理
内存管理
设备管理
文件管理
模块之间可以互相调用的单模块结构 <>
讲究效率的单模块操作系统
❖模块之间直接调用函数，除了函数调用 的开销外，没有额外开销。 ❖庞大的操作系统有数以千计的函数 ❖复杂的调用关系势必导致操作系统维护 的困难
个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。Linux是一种可 移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境 中和任何平台上运行。
3. LINUX的组成
❖ LINUX的内核：内核是系统的核心，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。
❖ LINUX SHELL: Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进
windows和linux和unix系统
操作系统（Operating System，简称OS）传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。
操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。
当多个程序同时运行时，操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。
一个操作系统可以在概念上分割成两部分：内核(Kernel)以及壳(shell)。
一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核：硬件<->内核<->壳<->应用程序。
但有些操作系统上内核与壳完全分开（例如Unix、Linux等），这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳；而另一些的内核与壳关系紧密（例如Microsoft Windows），内核及壳只是操作层次上不同而已。
目前，全球五大操作系统分别是：Microsoft Windows、Mac OS X、Linux、UNIX和DOS。
目前，全球操作系统市场占有率高于1%的分别为：Microsoft Windows占有93%，位居第一；Mac OS X占有5%，位居第二；Linux占有1%，位居第三。
其它诸多“小品种”相加之和为1%分析三大系统：Microsoft Windows之所以一家独大、备受青睐，主要取决于两个方面：其一，操作系统的易用性和人性化；其二，营销策略的灵活性和全局性。
Mac OS X是个独具特色的操作系统。
但是，从一开始它就奉行了非常不利于攻城略地的“闭关锁国”政策：将“自家”系统和“自家”苹果机牢牢地捆绑在一起。
苹果机的价格高昂，使平民百姓望而却步。
加之近些年来该公司另起锅灶，对Mac OS X研发相对分心。
Linux作为“开源”操作系统，其“开放性”、“多样化”理应获得较高的市场占有。
但是，用过Linux的网友都会清楚：Microsoft Windows具有的最大优势，恰恰正是Linux自身难以克服的最大劣势。
众多用户是通过系统平台实现各自用途达到各自愿望的，真正研究系统“源代码”的不过是凤毛麟角；将简单操作“复杂化”更会使众人远离Linux。
请UNIX操作系统LINUX操作系统Windows他们的区别和优缺点？
UNIX操作系统LINUX操作系统Windows操作系统他们的区别和优缺点linux源于UNIX，优于unix；但他们的源代码不同，后者适用于大型服务器，前者适用于网络服务器嵌入式领域，一般家庭PC不会选择UNIX。
linux类似与DOS，但DOS命令不灵活，且不稳定等；Windows是一款图形化的操作系统，界面友善，操作方便，但其没linux和UNIX稳定。
所以适合装在不长时间使用的个人PC上。
所以说linux集合了各操作系统的优点，可谓是免费开源的较完美的系统了。
首先回答你的问题，笼统的说unix是一种操作系统。
对于unix这种操作系统更详细的解释如下：操作系统是一种特殊的用于控制计算机（硬件）的程序（软件），就如你常用的windows系统也是一种操作系统。
区别在于windows和unix系统面对的计算机硬件不同，windows系统个人版和企业版分别面对个人电脑和pc server；而unix一般来说是针对小型机的操作系统（solaris是可以安装在一些pc server 机器上的），一种提供了一个分时的系统以控制计算机的活动和资源，并且提供一个交互，灵活的操作界。
UNIX 被设计成为能够同时运行多进程，支持用户之间共享数据。
同时，UNIX 支持模块化结构。
这些功能都是针对高端行业用户来设计的。
一、概述标准 UNIX 操作系统是一个交互式的分时系统，提供了一个支持程序开发全过程的基础和环境，可以支持40个终端用户。
UNIX系统是由美国电报电话公司（AT&T）下属的Bell实验室的两名程序员K.汤普逊（Ken Thompson）和D.里奇(Dennis Ritchie)于1969～1970年研制出来的。
UNIX问世以来十分流行，它运行在从高档微机到大型机各种具有不同处理能力的机器上。
目前，UNIX除了可在PDP-11 、DEC公司的VAX-11系统的各种机型上运行之外，还可以在IBM的370、3300系列机和Amdahi 公司、Data General公司、Hp公司的系列机上。
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。
主流操作系统分类
主流操作系统分类Microsoft Windows中文有译作微软视窗或微软窗口，是微软公司比尔·盖茨推出的一系列操作系统。
它问世于1985年，起初仅是MS-DOS之下的桌面环境，而后其后续版本逐渐发展成为个人电脑和服务器用户设计的操作系统，并最终获得了世界个人电脑操作系统软件的垄断地位。
成为了最受欢迎的个人电脑操作系统，也是人们最喜爱的操作系统。
Windows采用了GUI图形化操作模式，比起从前的指令操作系统——DOS更为人性化。
Windows操作系统是目前世界上使用最广泛的操作系统。
随着电脑硬件和软件系统的不断升级，微软的Windows操作系统也在不断升级，从16位、32位到64位操作系统。
从最初的Windows 1.0和Windows3.2到大家熟知的Windows 95、Windows 97、Windows 98、Windows 2000、Windows Me、Windows XP、Windows Server、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 8.1各种版本的持续更新，微软一直在尽力于Windows操作的开发和完善。
UNIX操作系统是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统，最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。
目前它的商标权由国际开放标准组织所拥有，只有符合单一UNIX规范的UNIX系统才能使用UNIX这个名称，否则只能称为类UNIX（UNIX-like）。
UNIX的特性UNIX系统是一个多用户，多任务的分时操作系统。
UNIX的系统结构可分为两部分：操作系统内核，系统的外壳。
外壳由Shell解释程序，支持程序设计的各种语言，编译程序和解释程序，实用程序和系统调用接口等组成UNIX系统大部分是由C语言编写的，这使得系统易读，易修改，易移植。
Linux内核0.11体系结构——《Linux内核完全注释》笔记打卡
Linux内核0.11体系结构——《Linux内核完全注释》笔记打卡0 总体介绍⼀个完整的操作系统主要由4部分组成：硬件、操作系统内核、操作系统服务和⽤户应⽤程序，如图0.1所⽰。
操作系统内核程序主要⽤于对硬件资源的抽象和访问调度。
图0.1 操作系统组成部分内核的主要作⽤是为了与计算机硬件进⾏交互，实现对硬件部件的编程控制和接⼝操作，调度对硬件资源的访问，并为计算机上的⽤户程序提供⼀个⾼级的执⾏环境和对硬件的虚拟接⼝。
1 Linux内核模式操作系统内核的结构模式主要可分为整体式的单内核模式和层次是的微内核模式。
Linux 0.11采⽤了单内核模式。
如图1.2所⽰，单内核操作系统所提供的服务流程为：应⽤主程序使⽤指定的参数值执⾏系统调⽤指令(int x80)，使CPU从⽤户态切换到核⼼态，然后操作系统根据具体的参数值调⽤特定的系统调⽤服务程序，这些服务程序根据需要再调⽤底层的⼀些⽀持函数以完成特定的功能。
完成服务后，系统使CPU从核⼼态回到⽤户态，执⾏后续的指令。
图1.1 单内核模式的简单模型结构2 Linux内核系统体系结构Linux内核主要由5个模块构成，分别为：进程调度模块、内存管理模块、⽂件系统模块、进程间通信模块和⽹络接⼝模块。
模块之间的依赖关系如图2.1所⽰，虚线部分表⽰0.11版本内核中未实现部分（所有的模块都与进程调度模块存在依赖关系）。
图2.1 Linux内核系统模块结构及相互依赖关系从单内核模式结构模型出发，Linux 0.11内核源代码的结构将内核主要模块分配如图2.2所⽰。
（除了硬件控制⽅框，其他粗线分别对应内核源代码的⽬录组织结构）图2.2 内核结构框图3 Linux内核对内存的管理和使⽤对于机器中的物理内存，Linux 0.11内核中，系统初始化阶段将其划分的功能区域如图3.1所⽰。
图3.1 物理内存使⽤的功能分布图虚拟地址：(virtual address)由程序产⽣的由段选择符合段内偏移地址两个部分组成的地址。
Linux系统用户态和内核态
Linux 系统⽤户态和内核态Unix/Linux 的体系架构如上图所⽰，从宏观上来看，Linux 操作系统的体系架构分为⽤户态和内核态（或者⽤户空间和内核空间）。
内核从本质上看是⼀种软件-----控制计算机的硬件资源，并提供上层应⽤程序运⾏的环境。
⽤户态即上层应⽤程序的活动空间，应⽤程序的执⾏必须依托于内核提供的资源，包括CPU 资源、存储资源、I/O 资源等。
为了使上层应⽤能够访问到这些资源，内核必须为上层应⽤提供访问的接⼝:。
简单来说：：运⾏在内核空间的进程的状态：运⾏在⽤户空间的进程的状态系统调⽤是操作系统的最⼩功能单位，这些系统调⽤根据不同的应⽤场景可以进⾏扩展和裁剪，现在各种版本的Unix 实现都提供了不同数量的系统调⽤，如Linux 的不同版本提供了240-260个系统调⽤，FreeBSD ⼤约提供了320个。
我们可以把系统调⽤看成是⼀种不能再化简的操作（类似于原⼦操作，但是不同概念），有⼈把它⽐作⼀个汉字的⼀个“笔画”，⽽⼀个“汉字”就代表⼀个上层应⽤，我觉得这个⽐喻⾮常贴切。
⼀个汉字有很多笔画组成，因此有时候如果要实现⼀个完整的汉字就必须调⽤很多的系统调⽤。
这有时是⼀件很崩溃的事情,⽐如说这个字，你可能认识，但是有⼏个⼈会写呢？：系统调⽤的封装应⽤程序直接使⽤系统调⽤，这势必会加重程序员的负担，良好的程序设计⽅法是：重视上层的业务逻辑操作，⽽尽可能避免底层复杂的实现细节。
那么有没有优化空间呢？库函数正是为了将程序员从复杂的细节中解脱出来⽽提出的⼀种有效⽅法。
它实现对系统调⽤的封装，将简单的业务逻辑接⼝呈现给⽤户，⽅便⽤户调⽤，从这个⾓度上看，库函数就像是组成汉字的“偏旁”。
这样的⼀种组成⽅式极⼤增强了程序设计的灵活性，对于简单的操作，我们可以直接调⽤来访问资源，如“⼈”；对于复杂操作，我们借助于来实现，如“仁”。
库函数依据不同的标准也可以有不同的实现版本，如ISOC 标准库，POSIX 标准库等。
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。
第1章UNIX和Linux操作系统概述
第1章UNIX和Linux操作系统概述一谈到Linux就不得不谈到UNIX，因为Linux是从UNIX发展而来的。
Linux本身也是UNIX系统大家族中的一员。
毫无疑问，UNIX和Linux在目前和可以预见的将来都是最有影响的计算机操作系统。
UNIX和Linux系统被广泛地应用到大中企业级服务器和Web 服务器上，它们已经成为了当今的主流操作系统。
1.1 什么是UNIXUNIX是一个计算机操作系统，一个用来协调、管理和控制计算机硬件和软件资源的控制程序。
UNIX操作系统是一个多用户和多任务操作系统：多用户表示在同一时刻可以有多个用户同时使用UNIX操作系统而且他们互不干扰；多任务表示任何用户在同一时间可以在UNIX操作系统上运行多个程序。
与Windows操作系统不同的是UNIX主要的用户界面是命令行界面（UNIX也有图形界面），用户通过UNIX系统提供的命令来操作计算机系统。
UNIX一共有大约250多个命令，但是常用的很少。
Windows被称为用户友好的操作系统，因为普通用户很容易学习和使用。
UNIX被称为程序员友好的操作系统，因为程序员可以方便地重新配置UNIX操作系统使之适应于自己的工作环境。
UNIX系统不但可以使用在大中型计算机、小型计算机、工作站上，随着微型机的功能不断提高和Internet的发展，UNIX（特别是Linux）系统也越来越多地使用在微机上。
UNIX 得到企业的广泛应用的主要原因是该系统的功能强大、可靠性高、技术成熟、网络功能强大、开放性好等特点。
Linux被广泛地应用于Web服务器的另一个非常重要的原因是其成本非常低廉（应该是最低的），因为绝大多数Linux软件是免费的。
1.2 UNIX的简要发展史UNIX操作系统的诞生本身就是一个传奇。
事情可以追溯到20世纪60年代末期，当时美国麻省理工学院（MIT）、AT&T公司的贝尔（Bell）实验室和通用电气公司（GE）联合研发一个叫做Multics（Multiplexed Information and Computing System）的操作系统。
描述linux操作系统的基本架构
描述linux操作系统的基本架构
Linux操作系统的基本架构是一个分层的架构，它由多个组件
和层次结构组成。
以下是Linux操作系统的基本架构的主要组
成部分：
1.内核（Kernel）：内核是操作系统最底层的部分，负责管
理和控制计算机的硬件资源。
它提供了访问硬件、进程管理、内存管理、文件系统以及网络功能等基本服务。
2.Shell：Shell是操作系统的用户界面，提供了用户与内核
进行交互的方式。
用户可以通过Shell来执行命令、运行程序、管理文件等操作。
3.系统库（System Libraries）：系统库提供了一些常用功能
的函数接口，使得应用程序能够更方便地访问操作系统的功能。
例如，C语言的标准库提供了很多文件操作、字符串处理等功能。
4.系统实用程序（System Utilities）：系统实用程序是一些
辅助工具，用于管理系统配置、监控性能、诊断问题、安全管理等操作。
例如，登陆管理器、网络配置工具、进程监控工具等。
5.应用程序（Applications）：应用程序是在操作系统上运行
的各种应用软件，如文本编辑器、网页浏览器、办公套件、图形处理软件等。
整个系统架构是层次结构的，每一层都依赖于下一层，并提供对上一层的抽象接口。
内核提供了最基本的功能和服务，上层的组件则依赖于内核提供的接口来实现更高级别的功能。
这种分层结构使得系统的各个组件能够独立地发展和演化，同时也提供了灵活性和可扩展性。
UNIX_Linux操作系统内核结构
1.3.1 文件系统
/
bin
usr
etc
home
tmp
dev
who
ls
bin
lib
rc
ttys
st
teach
tty0
hd02
admin
hwconf
liu
wang
chen
aa
dir2 save
UNIX文件系统树示例
UNIX文件系统的特征： 1、树状层次结构 树根、树枝、树叶、路径 2、对文件数据的一致对待 文件为有序无格式的字节流，逻辑意义由使用者解释 3、文件管理 建立、删除、修改、备份、移动、替换 存储空间的分配和释放 4、文件的访问和保护 索引节点（inode）、文件描述符(fd) 用户分组、权限划分 5、设备文件管理 统一各外部设备的访问模式
1.3.3 构件原语
“软件复用”和“模块组装”理念
程序内部： 简单功能划分；纯代码设计 程序外部： 使用构件原语进行功能重叠和组装 UNIX包含两种构件原语： ① 输入输出重定向 ② 管道
I/O重定向（I/O redirect）： 一个进程通常(default)打开三个文件： 标准输入文件（fd=0） 标准输出文件（fd=1） 标准错误输出文件（fd=2）
例如： grep grep grep grep
abc abc < file1 abc < file1 > file2 abc < file1 > file2 2> file3
管道（pipe）：
A进程的输出 B进程的输入
A进程将标准输出重新定向到管道中去； B进程将标准输入重新定向从管道中来。 例如： ps -e | grep student3 | wc -l 查看当前系统中与用户student3相关的进程有多少
Linux和UNIX的关系及区别(详解版)
Linux和UNIX的关系及区别（详解版）UNIX 与 Linux 之间的关系是一个很有意思的话题。
在目前主流的服务器端操作系统中，UNIX 诞生于 20 世纪 60 年代末，Windows 诞生于 20 世纪 80 年代中期，Linux 诞生于 20 世纪90 年代初，可以说 UNIX 是操作系统中的"老大哥"，后来的 Windows 和 Linux 都参考了 UNIX。
UNIX 操作系统由肯•汤普森（Ken Thompson）和丹尼斯•里奇（Dennis Ritchie）发明。
它的部分技术来源可追溯到从 1965 年开始的 Multics 工程计划，该计划由贝尔实验室、美国麻省理工学院和通用电气公司联合发起，目标是开发一种交互式的、具有多道程序处理能力的分时操作系统，以取代当时广泛使用的批处理操作系统。
可惜，由于 Multics 工程计划所追求的目标太庞大、太复杂，以至于它的开发人员都不知道要做成什么样子，最终以失败收场。
以肯•汤普森为首的贝尔实验室研究人员吸取了 Multics 工程计划失败的经验教训，于 1969年实现了一种分时操作系统的雏形，1970 年该系统正式取名为 UNIX。
想一下英文中的前缀 Multi 和 Uni，就明白了 UNIX 的隐意。
Multi 是大的意思，大而且繁；而 Uni 是小的意思，小而且巧。
这是 UNIX 开发者的设计初衷，这个理念一直影响至今。
有意思的是，肯•汤普森当年开发 UNIX 的初衷是运行他编写的一款计算机游戏 Space Travel，这款游戏模拟太阳系天体运动，由玩家驾驶飞船，观赏景色并尝试在各种行星和月亮上登陆。
他先后在多个系统上试验，但运行效果不甚理想，于是决定自己开发操作系统，就这样，UNIX 诞生了。
自 1970 年后，UNIX 系统在贝尔实验室内部的程序员之间逐渐流行起来。
1971-1972 年，肯•汤普森的同事丹尼斯•里奇发明了传说中的C语言，这是一种适合编写系统软件的高级语言，它的诞生是 UNIX 系统发展过程中的一个重要里程碑，它宣告了在操作系统的开发中，不再是主宰。
计算机操作系统有哪些及介绍
计算机操作系统有哪些及介绍计算机操作系统的种类可以分为好几种，目前最常见的是windows、linux以及unix操作系统，下面由店铺为大家搜集整理了计算机操作系统有哪些及介绍的相关知识，希望对大家有帮助!计算机操作系统有哪些及介绍一、计算机操作系统有哪些windows操作系统windows操作系统是由微软公司开发，大多数用于我们平时的台式电脑和笔记本电脑。
windows操作系统有着良好的用户界面和简单的操作。
我们最熟悉的莫过于windows XP和现在很流行的windows 7，还有比较新的windows 8.微软还开发了适合服务器的操作系统，像windows server 2000，windows server 2003.一般的台式机不会去装此类的操作系统，因为最初的设计是为服务器安装的，个硬件的要求都不一样的。
UNIX操作系统UNIX基本都是安装在服务器上，没有用户界面，基本上都是命令操作。
所以你进入该系统的时候就是一个黑乎乎的界面，然后就之后一个光标在闪呀闪。
没有什么娱乐软件，不能看图片，不能听歌。
linux操作系统linux算是UNIX的孩子吧，他继承了UNIX的许多特性，还加入自己的一些新的功能。
有的linux有界面有的没有。
而且Linux是开源的，免费的。
谁都可以拿去做修改，然后开发出有自己特色的操作系统。
做的比较好的有：红旗，ubuntu，Fedora，Debian等。
这些都可以装在台式机或笔记本上。
也有相应的软件可以用，比如：QQ，IE 等一些常用的软件。
苹果操作系统苹果操作系统是比较知名的操作系统，其实大家都不知到其是他是基于UNIX上面开发的。
他有着良好的用户体验，华丽的用户界面和简单的操作。
他的设计很人性化，最求的是良好的用户体验。
二、计算机操作系统介绍WINDOWS操作系统1windows xp:这应该是我们现在最常用的操作系统了，因为它简单好用所以很多用户都选择安装windows xp作为自己的操作系统，即便你初始电脑也能快速的运用自如，这是其他操作系统不必比拟的，如果你对电脑刚入门的话，推荐你使用windows xp作为你的操作系统。
操作系统的结构和硬件支持
操作系统的结构和硬件⽀持操作系统虚拟机定义：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机。
操作系统的核⼼在裸机上运⾏；⽤户程序在扩充后的机器上运⾏。
操作系统虚拟机的指令系统裸机的指令系统：机器指令操作系统虚拟机的指令系统操作命令（⼜称命令接⼝）：作业控制语⾔，键盘命令，图形化⽤户界⾯系统功能调⽤（⼜称程序接⼝）操作系统的结构类型单体结构操作系统组织成⼀个过程（模块）集合，任⼀过程可以调⽤其它过程。
操作系统⽆结构。
代码执⾏效率⽐较⾼；规模扩⼤时，难以维护、调试；如UNIX、Linux；操作系统作为⼦例程为⽤户程序调⽤。
操作系统运⾏的组织结构：模块化结构操作系统由若⼲模块组合，早期操作系统采⽤这种结构设计⽅法。
这种类型的操作系统由多个模块构成，各模块可相互调⽤。
性能退化，易于维护、扩展；如CHOICES实验系统。
可扩展内核结构/微内核结构微内核：最基本的核⼼功能（进程（线程）管理、低级存储器管理、中断和陷⼊处理）。
服务进程：⽂件服务、存储管理服务操作系统：运⾏在核⼼态的微内核以及运⾏在⽤户态并以C/S⽅式活动的服务进程优点：正确性、灵活性、易于维护性和可扩充性（稳定，易于维护，服务进程便于定制）操作系统以客户/服务器形式为⽤户程序服务：内核把该消息传给服务器，服务器进程接受⽤户服务请求，内核⽤消息把结果返回给⽤户。
系统效率受到影响：消息发送、消息切换操作系统运⾏的组织结构：层次结构特点：层次结构的优点：整体问题局部化，系统的正确性可通过各层正确性来保证。
增加、修改或替换层次不影响其他层次，有利于系统的维护和扩充。
层级结构是分层单向依赖的，必须要建⽴模块（进程）间的通信机制，系统花费在通信上的开销较⼤，系统的效率也就会降低。
实例操作系统的结构UNIX操作系统的结构UNIX核⼼层：处理机管理、存储管理、设备管理、⽂件系统UNIX实⽤层：实⽤程序——编辑程序、调试程序、系统状态监控、⽂件管理等实⽤程序存储管理软件⼯具——源代码控制程序SCCS、⽂档准备程序包等处理机的特权级为什么要区分处理机的状态？系统中两类程序的职责和区别管理程序⽤户程序管理系统资源使⽤资源，提出申请控制程序运⾏被控制区分处理机状态的⽬的：保护操作系统处理机的状态及分类什么是处理机的态：处理机的态，⼜称为处理机的特权级，是中央处理机的⼯作状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
操作系统内核结构
电子科技大学信软学院
教 师 介 绍
课 程 概 述
一．课程内容简介
1、讲授范围
具体的技术系统及其算法和实现流程，而不是操作系统基本 原理； 2、通用操作系统的现状和分类 DOS类 ---- 结构简单、使用方便、效率低、安全性低
UNIX类 ---- 运行高效、结构通用、安全可靠、适应能力强、 系统较复杂
• 1.2 系统结构
app_1 sh a.out app_n ls date who
内核 硬件 kernel
grep app_2
date
wc
vi
UNIX操作系统的整体结构
系统调用（system call）
以函数形式提供给核外的命令和上层应用系统使用的一 组程序，涵盖操作系统的所有功能。是应用程序请求操作 系统服务的唯一通道。
⑦ ⑧
多国语言支持 • 支持全世界现有的几十种主要语言 网络和资源共享 • 内部: 多进程结构易于资源共享 • 外部: 支持多种网络协议
说明： 1、其它操作系统可能包含部分上述UNIX的特征，但非全部 （如NT就有部分多用户系统特征） 2、这些特征有些是核心直接实现的，有些是由核心提供实现 这种特征的方便性和可能性，而由使用者来实现的。
char buffer[2048]; main(int argc, char *argv[]) { int fdold, fdnew; if(argc != 3) { printf(“need 2 arguments for copy program\n”); exit(1); } fdold = open(argv[1], O_RDONLY); if (fdold == -1) { printf(“cannot open file %s\n”, argv[1]); exit(1); } fdnew = creat(argv[2], 0666); if(fdnew == -1) { printf(“cannot create file %s\n”, argv[2]); exit(1); } copy(fdold, fdnew); exit(0); } copy(int old, int new) { int count; while((count = read(old, buffer, sizeof(buffer))) > 0) write(new, buffer, count); }
MVS类 ---- 功能强大、处理能力巨大、系统复杂、较封闭
功能强大
大巨型机 + z/OS
小中型机 + UNIX
微型机 + Windows
简单易用
3、根本特点
分时多用户、开放性
分时多用户： 多个用户多个进程同时在一个系统中运行 系统资源高度共享、有效协调 开放性： 标准化 —— 结构上的一致性 可移植性 —— 应用软件的编码及系统应用接口 可互操作性 —— 可保持用户原来的使用习惯 异种机之间的互操作
4、教学难点
多用户多进程——同步/互斥、数据一致性、访问安全性 开放性——硬件依赖性、结构伸缩性、广泛适应性
二、教学目的
1、了解主流操作系统的发展方向 低端操作系统 VS 高端操作系统 2、掌握UNIX类操作系统的内部结构和主要算法 文件、文件系统、进程、时钟、输入输出 3、学习大型程序设计的方法和理念 系统结构、功能流程、数据安全、思维模式 4、奠定系统开发和应用开发的基础 功能选择、层次划分、应用系统模式的确定
内核（kernel）
系统调用的集合及实现系统调用的内部算法就形成操作 系统核心
1.3.1 文件系统
/
bin
usr
etc
home
tmp
dev
who
ls
bin
lib
rc
ttys
st
teach
tty0
hd02
admin
hwconf
liu
wang
chen
aa
dir2 save
UNIX文件系统树示例
UNIX文件系统的特征： 1、树状层次结构 树根、树枝、树叶、路径 2、对文件数据的一致对待 文件为有序无格式的字节流，逻辑意义由使用者解释 3、文件管理 建立、删除、修改、备份、移动、替换 存储空间的分配和释放 4、文件的访问和保护 索引节点（inode）、文件描述符(fd) 用户分组、权限划分 5、设备文件管理 统一各外部设备的访问模式
第一章 系统概貌
• 1.1 发展状况
1、发展历史及版本 v.0 1970年 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie PDP-7 汇编语言 UNICS v.1 1971年 PDP-11 汇编语言 UNIX v.2 1972年 增加管道功能
1973年 Dennis Ritchie B language ---- C language 重写UNIX 第一个高级语言OS v.6 1975年 对外发表UNIX 大学和科研单位应用 v.7 1978年 第一个商业版本 我国开始深入研究应用的最早版本 System III 1981年 完全转向为社会提供的商品软件 v.5
3、基本功能特征 ① 交互式分时多用户 • 人机间实时交互数据 • 多个用户可同时使用一台机器 • 每个用户可同时执行多个任务 ② 软件复用 • 每个程序模块完成单一的功能 • 程序模块可按需任意组合 • 较高的系统和应用开发效率 ③ 可移植性强 • 数千行汇编码, 数十万行C语言代码, 参数灵活可调 • 核外应用系统, 任意裁减 • 限制规则很少 ⑤ 界面方便高效 • 内部: 系统调用丰富高效 • 外部: shell命令灵活方便可编程 • 应用: GUI 清晰直观功能强大 ⑥ 安全机制完善 • 口令、权限、加密等措施完善 • 抗病毒结构 • 误操作的局限和自动恢复功能
System V 1983年 系统功能稳定完善 公布号: 1.0、2.0、2.3、3.5、4.0、4.2、4.3 现在最后版本为 System V Release 4 (SVR4)
2、主要分支和兼容版本 BSD 加州大学伯克利分校 XENIX/OpenServer Microsoft、SCO公司 HP-UX HP公司 AIX IBM Solaris SUN公司 IRIX SGI公司 Ultrix DEC公司 Linux 开放源代码
三、教材 《UNIX操作系统设计》 （The Design of the UNIX Operating System） （美）Maurice J.Bach 著
陈葆珏
王旭
柳纯录 冯雪山 译
2005年10月出版
机械工业出版社 四、考核说明
本课程为“考查”，请以选“考试”的同学进行更正。
成绩构成：平时成绩 + 期末报告