linux內核分析與操作系統設計

A. linux操作系統的主要組成部分是什麼

Linux系統
一般有4個主要部分：內核、shell、文件系統和應用程序。內核、shell和文件系統一起形成了基本的
操作系統結構
，它們使得用戶可以運行程序、管理文件並使用系統。
一．
Linux內核
內核是操作系統的核心，具有很多最基本功能，如
虛擬內存
、多任務、共享庫、需求載入、
可執行程序
和TCP/
IP網路
功能。Linux內核的模塊分為以下幾個部分：
存儲管理
、CPU和
進程管理
、文件系統、設備管理和驅動、網路通信、系統的初始化和
系統調用
等。
二．Linux
shell
shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的一種介面。它接收用戶輸入的命令並把它送入內核去執行，是一個命令
解釋器
。另外，
shell編程
語言具有普通編程語言的很多特點，用這種編程語言編寫的
shell程序
與其他應用程序具有同樣的效果。
三．
Linux文件系統
文件系統是文件存放在磁碟等存儲設備上的組織方法。Linux系統能支持多種目前流行的文件系統，如
EXT2
、
EXT3
、FAT、
FAT32
、VFAT和
ISO9660
。
四．Linux應用程序
標準的Linux系統一般都有一套都有稱為應用程序的
程序集
，它包括
文本編輯器
、編程語言、XWindow、
辦公套件
、Internet工具和資料庫等。

B. 基於linux內核開發設計的操作系統有哪些

目賀遲仿前成型的系統有如下：

手機：Android、ios（只能算半個）

電腦：linux、ubuntu、MAC等

還有諸如：openSUSE、Mint、Fedora、Debian、Mandriva、PCLinuxOS、Puppy、Sabayon、MEPIS、CentOS、Arch、Slackware、FreeBSD、Kubuntu、DamnSmall等等就不說了

Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統，是一個基於POSIX和UNIX的多用戶旦灶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。它能運行主要的UNIX工具軟體、應用程序和網路協議。它支持32位和64位硬體。Linux繼承了Unix以網路為核心的設計思想，是一個性能穩禪纖定的多用戶網路操作系統。

Linux操作系統誕生於1991年10月5日（這是第一次正式向外公布時間）。Linux存在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了Linux內核。Linux可安裝在各種計算機硬體設備中，比如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制台、台式計算機、大型機和超級計算機。

嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內核，但實際上人們已經習慣了用Linux來形容整個基於Linux內核，並且使用GNU工程各種工具和資料庫的操作系統。

C. Linux內核的內核結構

操作系統是一個用來和硬體打交道並為用戶程序提供一個有限服務集的低級支撐軟體。一個計算機系統是一個硬體和軟體的共生體，它們互相依賴，不可分割。計算機的硬體，含有外圍設備、處理器、內存、硬碟和其他的電子設備組成計算機的發動機。但是沒有軟體來操作和控制它，自身是不能工作的。完成這個控制工作的軟體就稱為操作系統，在Linux的術語中被稱為「內核」，也可以稱為「核心」。Linux內核的主要模塊（或組件）分以下幾個部分：存儲管理、CPU和進程管理、文件系統、設備管理和驅動、網路通信，以及系統的初始化（引導）、系統調用等。 Linux內核使用三種不同的版本編號方式。第一種方式用於1.0版本之前（包括1.0）。第一個版本是0.01，緊接著是0.02、0.03、0.10、0.11、0.12、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和之後的1.0。
第二種方式用於1.0之後到2.6，數字由三部分「A.B.C」，A代表主版本號，B代表次主版本號，C代表較小的末版本號。只有在內核發生很大變化時（歷史上只發生過兩次，1994年的1.0,1996年的2.0），A才變化。可以通過數字B來判斷Linux是否穩定，偶數的B代表穩定版，奇數的B代表開發版。C代表一些bug修復，安全更新，新特性和驅動的次數。以版本2.4.0為例，2代表主版本號，4代表次版本號，0代表改動較小的末版本號。在版本號中，序號的第二位為偶數的版本表明這是一個可以使用的穩定版本，如2.2.5，而序號的第二位為奇數的版本一般有一些新的東西加入，是個不一定很穩定的測試版本，如2.3.1。這樣穩定版本來源於上一個測試版升級版本號，而一個穩定版本發展到完全成熟後就不再發展。
第三種方式從2004年2.6.0版本開始，使用一種「time-based」的方式。3.0版本之前，是一種「A.B.C.D」的格式。七年裡，前兩個數字A.B即「2.6」保持不變，C隨著新版本的發布而增加,D代表一些bug修復，安全更新，添加新特性和驅動的次數。3.0版本之後是「A.B.C」格式，B隨著新版本的發布而增加,C代表一些bug修復，安全更新，新特性和驅動的次數。第三種方式中不再使用偶數代表穩定版，奇數代表開發版這樣的命名方式。舉個例子：3.7.0代表的不是開發版，而是穩定版！ 在討論大型而復雜的系統的體系結構時，可以從很多角度來審視系統。體系結構分析的一個目標是提供一種方法更好地理解源代碼。
Linux 內核實現了很多重要的體系結構屬性。在或高或低的層次上，內核被劃分為多個子系統。Linux 也可以看作是一個整體，因為它會將所有這些基本服務都集成到內核中。這與微內核的體系結構不同，後者會提供一些基本的服務，例如通信、I/O、內存和進程管理，更具體的服務都是插入到微內核層中的。
隨著時間的流逝，Linux 內核在內存和 CPU 使用方面具有較高的效率，並且非常穩定。但是對於 Linux 來說，最為有趣的是在這種大小和復雜性的前提下，依然具有良好的可移植性。Linux 編譯後可在大量處理器和具有不同體系結構約束和需求的平台上運行。一個例子是 Linux 可以在一個具有內存管理單元（MMU）的處理器上運行，也可以在那些不提供MMU的處理器上運行。Linux 內核的uClinux移植提供了對非 MMU 的支持。 核心的開發和規范一直是由Linux社區控制著，版本也是唯一的。實際上，操作系統的內核版本指的是在Linus本人領導下的開發小組開發出的系統內核的版本號。自1994年3月14日發布了第一個正式版本Linux 1.0以來，每隔一段時間就有新的版本或其修訂版公布。
Linux將標準的GNU許可協議改稱Copyleft，以便與Copyright相對照。通用的公共許可（GPL）允許用戶銷售、拷貝和改變具有Copyleft的應用程序。當然這些程序也可以是Copyright的，但是你必須允許進一步的銷售、拷貝和對其代碼進行改變，同時也必須使他人可以免費得到修改後的源代碼。事實證明，GPL對於Linux的成功起到了極大的作用。它啟動了一個十分繁榮的商用Linux階段，還為編程人員提供了一種凝聚力，誘使大家加入這個充滿了慈善精神的Linux運動。

D. Linux 內核的特點有哪些

Linux 是一個開放自由的操作系統內核，具有一些鮮明特點如下：
（1） Linux 是一個一體化內核；
註：「一體化內核」是也稱「宏內核」，是相對於「微內核」而言的。幾乎所有
的嵌入式和實時系統都採用微內核，如 VxWorks、uC/OS-II、PSOS 等。
（2） 可移植性強。盡管 Linus 最初只為在 X86 PC 上實現一個「類 UNIX」，後來隨
著加入者的努力，Linux 目前已經成為支持硬體平台最廣泛的操作系統；
註：目前已經在 X86、IA64、ARM、MIPS、AVR32、M68K、S390、Blackfin、M32R
等眾多架構處理器上運行。
（3） 是一個可裁剪操作系統內核。Linux 極具伸縮性，內核可以任意裁剪，可以大至
幾十或者上百兆，可以小至幾百 K，運行的設備從超級計算機、大型伺服器到
小型嵌入式系統、掌上移動設備或者嵌入式模塊，都可以運行；
（4） 模塊化。Linux 內核採用模塊化設計，很多功能模塊都可以編譯為模塊，可以在
內核運行中動態載入/卸載而無需重啟系統；
（5） 網路支持完善。Linux 內核集成了完整的 POSIX 網路協議棧，網路功能完善；
（6） 穩定性強。運行 Linux 的內核的伺服器可以做到幾年不用復位重啟；
（7） 安全性好。Linux 源碼開放，由眾多黑客參與 Linux 的開發，一旦發現漏洞都能及時修復；
（8） 支持的設備廣泛。Linux 源碼中，設備驅動源碼佔了很大比例，幾乎能支持任何
常見設備，無論是很老舊的設備還是最新推出的硬體設備，幾乎都能找到 Linux下的驅動。致遠電子那邊有很多的，你可以去看一下

E. linux內核主要由哪幾個部分組成

一個完整的Linux內核一般由5部分組成，它們分別是內存管理、進程管理、進程間通信、虛擬文件系統和網路介面。

1、內存管理
內存管理主要完成的是如何合理有效地管理整個系統的物理內存，同時快速響應內核各個子系統對內存分配的請求。

Linux內存管理支持虛擬內存，而多餘出的這部分內存就是通過磁碟申請得到的，平時系統只把當前運行的程序塊保留在內存中，其他程序塊則保留在磁碟中。在內存緊缺時，內存管理負責在磁碟和內存間交換程序塊。

2、進程管理
進程管理主要控制系統進程對CPU的訪問。當需要某個進程運行時，由進程調度器根據基於優先順序的調度演算法啟動新的進程。：Linux支持多任務運行，那麼如何在一個單CPU上支持多任務呢？這個工作就是由進程調度管理來實現的。

在系統運行時，每個進程都會分得一定的時間片，然後進程調度器根據時間片的不同，選擇每個進程依次運行，例如當某個進程的時間片用完後，調度器會選擇一個新的進程繼續運行。

由於切換的時間和頻率都非常的快，由此用戶感覺是多個程序在同時運行，而實際上，CPU在同一時間內只有一個進程在運行，這一切都是進程調度管理的結果。

3、進程間通信
進程間通信主要用於控制不同進程之間在用戶空間的同步、數據共享和交換。由於不用的用戶進程擁有不同的進程空間，因此進程間的通信要藉助於內核的中轉來實現。

一般情況下，當一個進程等待硬體操作完成時，會被掛起。當硬體操作完成，進程被恢復執行，而協調這個過程的就是進程間的通信機制。

4、虛擬文件系統
Linux內核中的虛擬文件系統用一個通用的文件模型表示了各種不同的文件系統，這個文件模型屏蔽了很多具體文件系統的差異，使Linux內核支持很多不同的文件系統。

這個文件系統可以分為邏輯文件系統和設備驅動程序：邏輯文件系統指Linux所支持的文件系統，例如ext2、ext3和fat等；設備驅動程序指為每一種硬體控制器所編寫的設備驅動程序模塊。

5、網路介面
網路介面提供了對各種網路標準的實現和各種網路硬體的支持。網路介面一般分為網路協議和網路驅動程序。網路協議部分負責實現每一種可能的網路傳輸協議。

網路設備驅動程序則主要負責與硬體設備進行通信，每一種可能的網路硬體設備都有相應的設備驅動程序。

(5)linux內核分析與操作系統設計擴展閱讀：

Linux 操作系統的誕生、發展和成長過程始終依賴著五個重要支柱：UNIX操作系統、MINIX操作系統、GNU計劃、POSIX標准和Internet 網路。

1981 年IBM公司推出微型計算機IBM PC。

1991年，GNU計劃已經開發出了許多工具軟體，最受期盼的GNU C編譯器已經出現，GNU的操作系統核心HURD一直處於實驗階段，沒有任何可用性，實質上也沒能開發出完整的GNU操作系統，但是GNU奠定了Linux用戶基礎和開發環境。

1991年初，林納斯·托瓦茲開始在一台386sx兼容微機上學習minix操作系統。1991年4月，林納斯·托瓦茲開始醞釀並著手編制自己的操作系統。

1991 年4 月13 日在comp.os.minix 上發布說自己已經成功地將bash 移植到了minix 上，而且已經愛不釋手、不能離開這個shell軟體了。

1993年，大約有100餘名程序員參與了Linux內核代碼編寫/修改工作，其中核心組由5人組成，此時Linux 0.99的代碼大約有十萬行，用戶大約有10萬左右。

1994年3月，Linux1.0發布，代碼量17萬行，當時是按照完全自由免費的協議發布，隨後正式採用GPL協議。

1995年1月，Bob Young創辦了RedHat（小紅帽），以GNU/Linux為核心，集成了400多個源代碼開放的程序模塊，搞出了一種冠以品牌的Linux，即RedHat Linux,稱為Linux"發行版"，在市場上出售。這在經營模式上是一種創舉。

2001年1月，Linux 2.4發布，它進一步地提升了SMP系統的擴展性，同時它也集成了很多用於支持桌面系統的特性：USB，PC卡（PCMCIA）的支持，內置的即插即用，等等功能。

2003年12月，Linux 2.6版內核發布，相對於2.4版內核2.6在對系統的支持都有很大的變化。

2004年的第1月，SuSE嫁到了Novell，SCO繼續頂著罵名四處強行「化緣」， Asianux， MandrakeSoft也在五年中首次宣布季度贏利。3月，SGI宣布成功實現了Linux操作系統支持256個Itanium 2處理器。

F. 學習linux內核，請推薦幾本書及順序，謝謝。

可以看一下我校的Linux系列叢書，主要包括《跟老男孩學Linux運維web集群實戰》、專《跟老男孩學Linux運維屬Shell編程實戰》、《跟老男孩學Linux運維核心系統命令實戰》、《跟老男孩學Linux運維核心基礎篇（上）》、《跟老男孩學Linux運維MySQL入門與提高實踐》

G. Linux操作系統概述

Linux操作系統概述

Linux是一套可以免費使用和自由傳播的，類似於UNIX風格的操作系統。Linux最早是由芬蘭人托瓦茲(Linus Torvalds)設計的。下面是關於Linux操作系統概述，希望大家認真閱讀!

Linux系統的起源與發展

由於UNIX的商業化，很遺憾，它一般只運行在昂貴的工作台上，普通人難得一見。後來Andrew Tannebaum教授開發了Minix操作系統，發布在網上，供人們免費使用，因為Minix具有UNIX的特點，但是由與UNIX不完全兼容，所以1991年10月托瓦茲自己動手寫了一個UNIX PC版本，同年11月，在很多熱新的支持者的幫助下開發和推出了第一個穩定的'Linux0.10工作版本。

後來1994年的3月，Linux1.0版本出現，在Linux設計過程中，借鑒了很多UNIX的思想，但是源代碼都是重寫的。 後面發展迅速並有很多的IT公司的加入開發，這時Linux迅速發展並普及並進入了商業領域。在1995年6月，發布了Linux 2.0版本，強大的它已經支持很多處理器，而且具有了強大的網路功能，並增強了系統的文件與虛擬內存的性能，同時可以為文件系統提供獨立的高速緩存設備。

如今它已經受到了更多企業用戶的重視，Linux正日益成為一個令人生畏的對手。

linux系統

Linux系統的組成

操作系統是一台計算機必不可少的系統軟體，是整個計算機系統的靈魂。Linux操作系統由內核(Kernel)，外殼(shell)和應用程序三大部分組成。硬體平台是Linux操作系統運行的基礎。

linux系統的內核：內核是linux系統的心臟，是運行程序和管理硬體設備的 核心程序，負責控制硬體設備，管理文件系統，程序流程以及其他工作。

linux系統的外殼：外殼程序是系統的用戶界面，提供用戶與內核進行交互操作的一種介面。它接收用戶命令，傳達給內核處理，內核處理並把結果傳送到界面。

linux系統的應用程序：1.文本處理工具。2.X Window。3.編程語言和開發工具。4.Internet工具軟體。5.資料庫。

linux系統的組成

Linux系統的特點

Linux操作系統以它的安全性，高效性和靈活性著稱，它能夠實現幾乎全部UNIX的特性，還具有多任務，多用戶的能力。

特點：

自由軟體，源碼公開多用戶多任務並發可靠的安全系統良好的可移植性豐富的網路功能設備的獨立性良好的用戶界面