Linux基础知识总结 一
操作系统概述
Linux 也是一种操作系统，要想知道 Linux 是什么，首先得说一说什么是操作系统。
计算机是一台机器，它按照用户的要求接收信息、存储数据、处理数据，然后再将处理结果输出（文字、图片、音频、视频等）。计算机由硬件和软件组成：
- 硬件是计算机赖以工作的实体，包括显示器、键盘、鼠标、硬盘、CPU、主板等；
- 软件会按照用户的要求协调整台计算机的工作，比如 Windows、Linux、Mac OS、Android等操作系统，以及 Office、QQ、迅雷、微信等应用程序。
操作系统是什么？
- **操作系统（Operating System，OS）**是软件的一部分，它是硬件基础上的第一层软件，是硬件和其它软件沟通的桥梁（或者说接口、中间人、中介等）。
- 操作系统本质上是一个运行在计算机上的软件程序 ，用于管理计算机硬件和软件资源。
- 操作系统存在屏蔽了硬件层的复杂性。 操作系统就像是硬件使用的负责人，统筹着各种相关事项。
- 操作系统的内核（Kernel）是操作系统的核心部分，它负责系统的内存管理，硬件设备的管理，文件系统的管理以及应用程序的管理。
打个比方，操作系统就好像是一个政府，其它软件都会被它管控；操作系统在给其他软件提供各种便利的同时，还会约束其他软件不能为所欲为。
目前流行的服务器和 PC 端操作系统有 Linux、Windows、UNIX 等，手机操作系统有 Android、iOS、Windows Phone（简称 WP），嵌入式操作系统有 Windows CE、PalmOS、eCos、uClinux 等。
操作系统的内核（Kernel）
什么是操作系统的内核，简单概括两点：
- 操作系统的内核（Kernel）是操作系统的核心部分，它负责系统的内存管理，硬件设备的管理，文件系统的管理以及应用程序的管理。
- 操作系统的内核是连接应用程序和硬件的桥梁，决定着操作系统的性能和稳定性。
什么是中央处理器（CPU，Central Processing Unit） 简单概括三点：
- CPU 是一台计算机的运算核心（Core）+控制核心（ Control Unit），可以称得上是计算机的大脑。
- CPU 主要包括两个部分：控制器**+**运算器。
- CPU 的根本任务就是执行指令**，**对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。
CPU 与 Kernel
很多人容易无法区分操作系统的内核（Kernel）和中央处理器（CPU），你可以简单从下面两点来区别：
- 操作系统的内核（Kernel）属于操作系统层面，而 CPU 属于硬件。
- CPU 主要提供运算，处理各种指令的能力。内核（Kernel）主要负责系统管理比如内存管理，它屏蔽了对硬件的操作。
系统调用
先来了解一下用户态和系统态
用户态(user mode) : 用户态运行的进程或可以直接读取用户程序的数据。
系统态(kernel mode): 可以简单的理解系统态运行的进程或程序，几乎可以访问计算机的任何资源，不受限制。
我们运行的程序基本都是运行在用户态，如果我们调用操作系统提供的系统态级别的子功能咋办呢？那就需要系统调用了！ 也就是说在我们运行的用户程序中，凡是与系统态级别的资源有关的操作（如文件管理、进程控制、内存管理等)，都必须通过系统调用方式向操作系统提出服务请求，并由操作系统代为完成。
设备管理 ：完成设备的请求或释放，以及设备启动等功能。
文件管理 ：完成文件的读、写、创建及删除等功能。
进程控制 ：完成进程的创建、撤销、阻塞及唤醒等功能。
进程通信 ：完成进程之间的消息传递或信号传递等功能。
内存管理 ：完成内存的分配、回收以及获取作业占用内存区大小及地址等功能。
类UNIX系统是什么？
与我们熟知的 Windows 不同之处在于，Linux 是一套开放源代码程序的、可以自由传播的类 Unix 操作系统软件。 那什么是类 Unix 操作系统呢？
UNIX系统
类 Unix 系统
类 UNIX 系统（英文 Unix-like）既包括各种传统的 UNIX 系统，比如 FreeBSD、OpenBSD、Sun Solaris 等，还包括与 UNIX 相似的系统，比如 Linux、QNX、Minix 等，它们都相当程度地继承了原始 UNIX 的特性，有很多相似之处，并且都在一定程度上遵守 POSIX 规范（UNIX 可移植接口规范）。
除了 Windows，几乎你能叫的出名的都是 UNIX 和类 UNIX 系统。
UNIX与Linux的亲密关系
二者的关系，不是大哥和小弟，"UNIX 是 Linux 的父亲"这个说法更怡当。因为在学习的时候，其实 Linux 与 UNIX 有很多的共通之处，简单地说，如果你已经熟练掌握了 Linux，那么再上手使用 UNIX 会非常容易。
二者也有两个大的区别：
- UNIX 系统大多是与硬件配套的，也就是说，大多数 UNIX 系统如 AIX、HP-UX 等是无法安装在 x86 服务器和个人计算机上的，而 Linux 则可以运行在多种硬件平台上；
- UNIX 是商业软件，而 Linux 是开源软件，是免费、公开源代码的。
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。
UNIX/Linux中的编程语言
说到在 Linux 下的编程，很多人会想到用C语言，Linux 的内核、shell、基础命令程序，也的确是用C语言编写的。
但是细心的人会发现，Linux 启动过程中所涉及的各种程序，很少有C语言的痕迹。它们大多是脚本程序。不单单在启动过程中是这样，那些用于安装软件的工具 yum、apt-get，甚至是 configure 和 Makefile 也都是脚本程序。那些用于系统管理的工具，如配置 ADSL 拨号上网的工具、配置守护进程的工具等，很多也都是脚本程序。
大量使用脚本程序，是所有类 Unix 系统不同于其他系统的一个显著特征，催生人们在 Linux 中大量使用脚本来编写程序，并不仅仅是因为脚本对人直观、容易修改这种显著特性所决定的。另外一个主要的原因就是 Linux 所支持的脚本语言种类十分丰富。
所有类 Unix 系统所必备的 shell，其本身就是一个强大的脚本解释器。
所以总结来说：
- C语言所编写的程序是以效率著称的，C语言是 Unix/Linux 的母语。
- 脚本程序由于是解释执行的，在执行效率上自然是会有很大损失的。但是脚本程序更加简单，上手速度快。所以大量使用脚本程序，是所有类 Unix 系统不同于其他系统的一个显著特征。
- 所有类 Unix 系统所必备的 shell，其本身就是一个强大的脚本解释器。
UNIX/Linux系统结构
UNIX/Linux 系统可以粗糙地抽象为 3 个层次，如图下图所示。底层是 UNIX/Linux 操作系统，即系统内核（Kernel）；中间层是 Shell 层，即命令解释层；高层则是应用层。
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内核层
内核层是 UNIX/Linux 系统的核心和基础，它直接附着在硬件平台之上，控制和管理系统内各种资源（硬件资源和软件资源），有效地组织进程的运行，从而扩展硬件的功能，提高资源的利用效率，为用户提供方便、高效、安全、可靠的应用环境。
Shell层
Shell 层是与用户直接交互的界面。用户可以在提示符下输入命令行，由 Shell 解释执行并输出相应结果或者有关信息，所以我们也把 Shell 称作命令解释器，利用系统提供的丰富命令可以快捷而简便地完成许多工作。
应用层
应用层提供基于 X Window 协议的图形环境。X Window 协议定义了一个系统所必须具备的功能（如 TCP/IP 是一个协议，定义软件所应具备的功能），系统能满足此协议及符合 X 协会其他的规范，便可称为 X Window。
X Window 与微软的 Windows 图形环境有很大的区别：
- UNIX/Linux 系统与 X Window 没有必然捆绑的关系，也就是说，UNIX/Linux 可以安装 X Window，也可以不安装；而微软的 Windows 图形环境与内核捆绑密切。
- UNIX/Linux 系统不依赖图形环境，依然可以通过命令行完成 100% 的功能，而且因为不使用图形环境还会节省大量的系统资源。
Linux是什么，有什么特点？
Linux操作系统是非常流行的，主要是因为它具备如下这些优秀的特点：
- Linux 不仅是免费的，更是开源的，这意味着任何人都可以获得其代码并根据自己的需求进行修改。事实上，这已经孵化出专属 Linux 各发行版的巨大生态系统。
- Linux 与 Unix 系统兼容，该系统的构建采用了一些与 UNIX 操作系统相同的技术，具备 Unix 几乎所有的优秀特性（系统的稳定性和安全性尤为突出）。
- 和其他操作系统相比，Linux 更容易安装，且不会收到任何商业化版本的制约。
- Linux 让开展各种实际有用且具有创造性的事情成为可能。例如，我们可以在一个U盘上装载 Linux 的自生系统引导映像（live boot image），启动一台硬盘已经崩溃的计算机，之后查找并解决该问题。或者，因为 Linux 是一个真正的多用户操作系统，它具有非常好的私密性和稳定性，整个团队可以同时从本地或远程登录进行工作。
- Linux 提供了复杂的软件包管理系统，可以放心地安装和维护每一个在线资源库中的软件应用。
Linux的发行版
Linux 有众多的发行版本，常常搞得一头雾水。
从技术上来说，李纳斯•托瓦兹开发的 Linux 只是一个内核。内核指的是一个提供设备驱动、文件系统、进程管理、网络通信等功能的系统软件，内核并不是一套完整的操作系统，它只是操作系统的核心。一些组织或厂商将 Linux 内核与各种软件和文档包装起来，并提供系统安装界面和系统配置、设定与管理工具，就构成了 Linux 的发行版本。
Linux 的各个发行版本使用的是同一个 Linux 内核，因此在内核层不存在什么兼容性问题，每个版本有不一样的感觉，只是在发行版本的最外层（由发行商整合开发的应用）才有所体现。
Linux 的发行版本可以大体分为两类：
- 商业公司维护的发行版本，以著名的 Red Hat 为代表；
- 社区组织维护的发行版本，以 Debian 为代表。
很难说大量 Linux 版本中哪一款更好，每个版本都有自己的特点。介绍几款常用的 Linux 发行版本。
Red Hat Linux
Red Hat（红帽公司）创建于 1993 年，是目前世界上资深的 Linux 厂商，也是最获认可的 Linux 品牌。
我国国内互联网公司常用的 Linux 发行版本 CentOS， 它是基于 Red Hat Enterprise Linux 源代码重新编译、去除 Red Hat 商标的产物，各种操作使用和付费版本没有区别，且完全免费。缺点是不向用户提供技术支持，也不负任何商业责任。有实力的公司可以选择付费版本。
Ubuntu Linux
Ubuntu 基于知名的 Debian Linux 发展而来，界面友好，容易上手，对硬件的支持非常全面，是目前最适合做桌面系统的 Linux 发行版本，而且 Ubuntu 的所有发行版本都免费提供。
SuSE Linux
SuSE Linux 以 Slackware Linux 为基础，原来是德国的 SuSE Linux AG 公司发布的 Linux 版本，1994 年发行了第一版，早期只有商业版本，2004 年被 Novell 公司收购后，成立了 OpenSUSE 社区，推出了自己的社区版本 OpenSUSE。
SuSE Linux 可以非常方便地实现与 Windows 的交互，硬件检测非常优秀，拥有界面友好的安装过程、图形管理工具，对于终端用户和管理员来说使用非常方便。
Gentoo Linux
Gentoo 最初由 Daniel Robbins（FreeBSD 的开发者之一）创建，首个稳定版本发布于 2002 年。Gentoo 是所有 Linux 发行版本里安装最复杂的，到目前为止仍采用源码包编译安装操作系统。
Gentoo：快速、设计干净而有弹性，它的出名是因为其高度的自定制性（基于源代码的发行版）。尽管安装时可以选择预先编译好的软件包，但是大部分使用 Gentoo 的用户都选择自己手动编译。这也是为什么 Gentoo 适合比较有 Linux 使用经验的老手使用。
Linux的主要应用
Linux 似乎在我们平时的生活中很少看到，其实，在生活中随时随地都有 Linux 为我们服务着。
网站服务器
世界知名的网站 google.com、qq.com、新浪、网易等，无一例外地应用着 Linux。就连 microsoft.com 微软的下载站等也在使用 Linux。
为什么这么多大型网站会采用 Linux 而不使用 UNIX 或 Windows？其中一个重要的原因就是使用 Linux 成本较低，而 UNIX 和 Windows 都是商业软件；另一个更重要的原因是出于安全和性能方面的考虑。
嵌入式应用
由于 Linux 系统开放源代码，功能强大、可靠、稳定性强、灵活而且具有极大的伸缩性，再加上它广泛支持大量的微处理器体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议，因此在嵌入式应用的领域里，从因特网设备（路由器、交换机、防火墙、负载均衡器等）到专用的控制系统（自动售货机、手机、PDA、各种家用电器等），几乎涵盖了生活中的所有电器设备，如手机、平板电脑、电视机顶盒、游戏机、智能电视、汽车、数码相机、自动售货机、工业自动化仪表与医疗仪器等。
服务器领域
Linux 在服务器上的应用非常广泛，可以用来搭建 Web 服务器、数据库服务器、负载均衡服务器（CDN）、邮件服务器、DNS服务器、反向代理服务器、VPN服务器、路由器等。用 Linux 作为服务器系统不但非常高效和稳定，还不用担心版权问题，不用付费。
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