Operating System 简明教程

Operating System - Linux

Linux 是 UNIX 操作系统流行版本之一。它是开源的，因为它的源代码是免费提供的。它免费使用。Linux 的设计考虑了 UNIX 兼容性。它的功能列表与 UNIX 非常相似。

Components of Linux System

Linux 操作系统主要有三个组件

  1. Kernel - 内核是 Linux 的核心部分。它负责此操作系统的全部主要活动。它由各种模块组成，并与底层硬件直接交互。内核提供必要的抽象，以将底层硬件详细信息隐藏到系统或应用程序程序中。

  2. System Library - 系统库是使用应用程序程序或系统实用程序访问内核功能的特殊功能或程序。这些库实现了操作系统的多数功能，并不需要内核模块的代码访问权限。

  3. System Utility - 系统实用程序负责执行专门的、个人级别的任务。

linux os

Kernel Mode vs User Mode

内核组件代码在称为 kernel mode 的特殊特权模式下执行，可以完全访问计算机的所有资源。此代码表示一个进程，在单个地址空间中执行，不需要任何上下文切换，因此非常高效且快速。内核运行每个进程并向进程提供系统服务，向进程提供对硬件的受保护访问。

不需要在内核模式下运行的支持代码位于系统库中。用户程序和其他系统程序在 User Mode 中运行，它们无法访问系统硬件和内核代码。用户程序/实用程序使用系统库访问内核功能以获取系统的底层任务。

Basic Features

以下列出了 Linux 操作系统的一些重要功能。

  1. Portable − 移植性意味着软件可以在不同类型的硬件上以相同的方式工作。Linux 内核和应用程序支持其在任何类型的硬件平台上的安装。

  2. Open Source − Linux 源代码是免费提供的，它是一个基于社区的开发项目。多个团队协同工作以增强 Linux 操作系统的能力，并且它在不断发展。

  3. Multi-User − Linux 是一个多用户系统，这意味着多个用户可以同时访问系统资源，如内存/RAM/应用程序。

  4. Multiprogramming − Linux 是一个多道程序系统，这意味着多个应用程序可以同时运行。

  5. Hierarchical File System − Linux 提供了一个标准文件结构，其中安排了系统文件/用户文件。

  6. Shell − Linux 提供了一个特殊的解释器程序，可用于执行操作系统的命令。它可用于执行各种类型的操作，调用应用程序等。

  7. Security − Linux 使用身份验证功能提供用户安全，如密码保护/对特定文件的受控访问/数据加密。

Architecture

下图显示了 Linux 系统的架构 −

linux architecture

Linux 系统的架构由以下层组成 −

  1. Hardware layer − 硬件包括所有外围设备（RAM/HDD/CPU 等）。

  2. Kernel − 它是操作系统的核心组件，直接与硬件交互，为上层组件提供低级服务。

  3. Shell − 一个内核接口，向用户隐藏内核函数的复杂性。Shell 从用户接收命令并执行内核函数。

  4. Utilities − 实用程序提供了用户大多数操作系统的功能。