linux内核分析与操作系统设计

A. linux操作系统的主要组成部分是什么

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。
一．
Linux内核
内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，如
虚拟内存
、多任务、共享库、需求加载、
可执行程序
和TCP/
IP网络
功能。Linux内核的模块分为以下几个部分：
存储管理
、CPU和
进程管理
、文件系统、设备管理和驱动、网络通信、系统的初始化和
系统调用
等。
二．Linux
shell
shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令
解释器
。另外，
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的
shell程序
与其他应用程序具有同样的效果。
三．
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系统能支持多种目前流行的文件系统，如
EXT2
、
EXT3
、FAT、
FAT32
、VFAT和
ISO9660
。
四．Linux应用程序
标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的
程序集
，它包括
文本编辑器
、编程语言、XWindow、
办公套件
、Internet工具和数据库等。

B. 基于linux内核开发设计的操作系统有哪些

目贺迟仿前成型的系统有如下：

手机：Android、ios（只能算半个）

电脑：linux、ubuntu、MAC等

还有诸如：openSUSE、Mint、Fedora、Debian、Mandriva、PCLinuxOS、Puppy、Sabayon、MEPIS、CentOS、Arch、Slackware、FreeBSD、Kubuntu、DamnSmall等等就不说了

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户旦灶、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳禅纤定的多用户网络操作系统。

Linux操作系统诞生于1991年10月5日（这是第一次正式向外公布时间）。Linux存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。

严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。

C. Linux内核的内核结构

操作系统是一个用来和硬件打交道并为用户程序提供一个有限服务集的低级支撑软件。一个计算机系统是一个硬件和软件的共生体，它们互相依赖，不可分割。计算机的硬件，含有外围设备、处理器、内存、硬盘和其他的电子设备组成计算机的发动机。但是没有软件来操作和控制它，自身是不能工作的。完成这个控制工作的软件就称为操作系统，在Linux的术语中被称为“内核”，也可以称为“核心”。Linux内核的主要模块（或组件）分以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信，以及系统的初始化（引导）、系统调用等。 Linux内核使用三种不同的版本编号方式。第一种方式用于1.0版本之前（包括1.0）。第一个版本是0.01，紧接着是0.02、0.03、0.10、0.11、0.12、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和之后的1.0。
第二种方式用于1.0之后到2.6，数字由三部分“A.B.C”，A代表主版本号，B代表次主版本号，C代表较小的末版本号。只有在内核发生很大变化时（历史上只发生过两次，1994年的1.0,1996年的2.0），A才变化。可以通过数字B来判断Linux是否稳定，偶数的B代表稳定版，奇数的B代表开发版。C代表一些bug修复，安全更新，新特性和驱动的次数。以版本2.4.0为例，2代表主版本号，4代表次版本号，0代表改动较小的末版本号。在版本号中，序号的第二位为偶数的版本表明这是一个可以使用的稳定版本，如2.2.5，而序号的第二位为奇数的版本一般有一些新的东西加入，是个不一定很稳定的测试版本，如2.3.1。这样稳定版本来源于上一个测试版升级版本号，而一个稳定版本发展到完全成熟后就不再发展。
第三种方式从2004年2.6.0版本开始，使用一种“time-based”的方式。3.0版本之前，是一种“A.B.C.D”的格式。七年里，前两个数字A.B即“2.6”保持不变，C随着新版本的发布而增加,D代表一些bug修复，安全更新，添加新特性和驱动的次数。3.0版本之后是“A.B.C”格式，B随着新版本的发布而增加,C代表一些bug修复，安全更新，新特性和驱动的次数。第三种方式中不再使用偶数代表稳定版，奇数代表开发版这样的命名方式。举个例子：3.7.0代表的不是开发版，而是稳定版！ 在讨论大型而复杂的系统的体系结构时，可以从很多角度来审视系统。体系结构分析的一个目标是提供一种方法更好地理解源代码。
Linux 内核实现了很多重要的体系结构属性。在或高或低的层次上，内核被划分为多个子系统。Linux 也可以看作是一个整体，因为它会将所有这些基本服务都集成到内核中。这与微内核的体系结构不同，后者会提供一些基本的服务，例如通信、I/O、内存和进程管理，更具体的服务都是插入到微内核层中的。
随着时间的流逝，Linux 内核在内存和 CPU 使用方面具有较高的效率，并且非常稳定。但是对于 Linux 来说，最为有趣的是在这种大小和复杂性的前提下，依然具有良好的可移植性。Linux 编译后可在大量处理器和具有不同体系结构约束和需求的平台上运行。一个例子是 Linux 可以在一个具有内存管理单元（MMU）的处理器上运行，也可以在那些不提供MMU的处理器上运行。Linux 内核的uClinux移植提供了对非 MMU 的支持。 核心的开发和规范一直是由Linux社区控制着，版本也是唯一的。实际上，操作系统的内核版本指的是在Linus本人领导下的开发小组开发出的系统内核的版本号。自1994年3月14日发布了第一个正式版本Linux 1.0以来，每隔一段时间就有新的版本或其修订版公布。
Linux将标准的GNU许可协议改称Copyleft，以便与Copyright相对照。通用的公共许可（GPL）允许用户销售、拷贝和改变具有Copyleft的应用程序。当然这些程序也可以是Copyright的，但是你必须允许进一步的销售、拷贝和对其代码进行改变，同时也必须使他人可以免费得到修改后的源代码。事实证明，GPL对于Linux的成功起到了极大的作用。它启动了一个十分繁荣的商用Linux阶段，还为编程人员提供了一种凝聚力，诱使大家加入这个充满了慈善精神的Linux运动。

D. Linux 内核的特点有哪些

Linux 是一个开放自由的操作系统内核，具有一些鲜明特点如下：
（1） Linux 是一个一体化内核；
注：“一体化内核”是也称“宏内核”，是相对于“微内核”而言的。几乎所有
的嵌入式和实时系统都采用微内核，如 VxWorks、uC/OS-II、PSOS 等。
（2） 可移植性强。尽管 Linus 最初只为在 X86 PC 上实现一个“类 UNIX”，后来随
着加入者的努力，Linux 目前已经成为支持硬件平台最广泛的操作系统；
注：目前已经在 X86、IA64、ARM、MIPS、AVR32、M68K、S390、Blackfin、M32R
等众多架构处理器上运行。
（3） 是一个可裁剪操作系统内核。Linux 极具伸缩性，内核可以任意裁剪，可以大至
几十或者上百兆，可以小至几百 K，运行的设备从超级计算机、大型服务器到
小型嵌入式系统、掌上移动设备或者嵌入式模块，都可以运行；
（4） 模块化。Linux 内核采用模块化设计，很多功能模块都可以编译为模块，可以在
内核运行中动态加载/卸载而无需重启系统；
（5） 网络支持完善。Linux 内核集成了完整的 POSIX 网络协议栈，网络功能完善；
（6） 稳定性强。运行 Linux 的内核的服务器可以做到几年不用复位重启；
（7） 安全性好。Linux 源码开放，由众多黑客参与 Linux 的开发，一旦发现漏洞都能及时修复；
（8） 支持的设备广泛。Linux 源码中，设备驱动源码占了很大比例，几乎能支持任何
常见设备，无论是很老旧的设备还是最新推出的硬件设备，几乎都能找到 Linux下的驱动。致远电子那边有很多的，你可以去看一下

E. linux内核主要由哪几个部分组成

一个完整的Linux内核一般由5部分组成，它们分别是内存管理、进程管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口。

1、内存管理
内存管理主要完成的是如何合理有效地管理整个系统的物理内存，同时快速响应内核各个子系统对内存分配的请求。

Linux内存管理支持虚拟内存，而多余出的这部分内存就是通过磁盘申请得到的，平时系统只把当前运行的程序块保留在内存中，其他程序块则保留在磁盘中。在内存紧缺时，内存管理负责在磁盘和内存间交换程序块。

2、进程管理
进程管理主要控制系统进程对CPU的访问。当需要某个进程运行时，由进程调度器根据基于优先级的调度算法启动新的进程。：Linux支持多任务运行，那么如何在一个单CPU上支持多任务呢？这个工作就是由进程调度管理来实现的。

在系统运行时，每个进程都会分得一定的时间片，然后进程调度器根据时间片的不同，选择每个进程依次运行，例如当某个进程的时间片用完后，调度器会选择一个新的进程继续运行。

由于切换的时间和频率都非常的快，由此用户感觉是多个程序在同时运行，而实际上，CPU在同一时间内只有一个进程在运行，这一切都是进程调度管理的结果。

3、进程间通信
进程间通信主要用于控制不同进程之间在用户空间的同步、数据共享和交换。由于不用的用户进程拥有不同的进程空间，因此进程间的通信要借助于内核的中转来实现。

一般情况下，当一个进程等待硬件操作完成时，会被挂起。当硬件操作完成，进程被恢复执行，而协调这个过程的就是进程间的通信机制。

4、虚拟文件系统
Linux内核中的虚拟文件系统用一个通用的文件模型表示了各种不同的文件系统，这个文件模型屏蔽了很多具体文件系统的差异，使Linux内核支持很多不同的文件系统。

这个文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序：逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，例如ext2、ext3和fat等；设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。

5、网络接口
网络接口提供了对各种网络标准的实现和各种网络硬件的支持。网络接口一般分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。

网络设备驱动程序则主要负责与硬件设备进行通信，每一种可能的网络硬件设备都有相应的设备驱动程序。

(5)linux内核分析与操作系统设计扩展阅读：

Linux 操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着五个重要支柱：UNIX操作系统、MINIX操作系统、GNU计划、POSIX标准和Internet 网络。

1981 年IBM公司推出微型计算机IBM PC。

1991年，GNU计划已经开发出了许多工具软件，最受期盼的GNU C编译器已经出现，GNU的操作系统核心HURD一直处于实验阶段，没有任何可用性，实质上也没能开发出完整的GNU操作系统，但是GNU奠定了Linux用户基础和开发环境。

1991年初，林纳斯·托瓦兹开始在一台386sx兼容微机上学习minix操作系统。1991年4月，林纳斯·托瓦兹开始酝酿并着手编制自己的操作系统。

1991 年4 月13 日在comp.os.minix 上发布说自己已经成功地将bash 移植到了minix 上，而且已经爱不释手、不能离开这个shell软件了。

1993年，大约有100余名程序员参与了Linux内核代码编写/修改工作，其中核心组由5人组成，此时Linux 0.99的代码大约有十万行，用户大约有10万左右。

1994年3月，Linux1.0发布，代码量17万行，当时是按照完全自由免费的协议发布，随后正式采用GPL协议。

1995年1月，Bob Young创办了RedHat（小红帽），以GNU/Linux为核心，集成了400多个源代码开放的程序模块，搞出了一种冠以品牌的Linux，即RedHat Linux,称为Linux"发行版"，在市场上出售。这在经营模式上是一种创举。

2001年1月，Linux 2.4发布，它进一步地提升了SMP系统的扩展性，同时它也集成了很多用于支持桌面系统的特性：USB，PC卡（PCMCIA）的支持，内置的即插即用，等等功能。

2003年12月，Linux 2.6版内核发布，相对于2.4版内核2.6在对系统的支持都有很大的变化。

2004年的第1月，SuSE嫁到了Novell，SCO继续顶着骂名四处强行“化缘”， Asianux， MandrakeSoft也在五年中首次宣布季度赢利。3月，SGI宣布成功实现了Linux操作系统支持256个Itanium 2处理器。

F. 学习linux内核，请推荐几本书及顺序，谢谢。

可以看一下我校的Linux系列丛书，主要包括《跟老男孩学Linux运维web集群实战》、专《跟老男孩学Linux运维属Shell编程实战》、《跟老男孩学Linux运维核心系统命令实战》、《跟老男孩学Linux运维核心基础篇（上）》、《跟老男孩学Linux运维MySQL入门与提高实践》

G. Linux操作系统概述

Linux操作系统概述

Linux是一套可以免费使用和自由传播的，类似于UNIX风格的操作系统。Linux最早是由芬兰人托瓦兹(Linus Torvalds)设计的。下面是关于Linux操作系统概述，希望大家认真阅读!

Linux系统的起源与发展

由于UNIX的商业化，很遗憾，它一般只运行在昂贵的工作台上，普通人难得一见。后来Andrew Tannebaum教授开发了Minix操作系统，发布在网上，供人们免费使用，因为Minix具有UNIX的特点，但是由与UNIX不完全兼容，所以1991年10月托瓦兹自己动手写了一个UNIX PC版本，同年11月，在很多热新的支持者的帮助下开发和推出了第一个稳定的'Linux0.10工作版本。

后来1994年的3月，Linux1.0版本出现，在Linux设计过程中，借鉴了很多UNIX的思想，但是源代码都是重写的。 后面发展迅速并有很多的IT公司的加入开发，这时Linux迅速发展并普及并进入了商业领域。在1995年6月，发布了Linux 2.0版本，强大的它已经支持很多处理器，而且具有了强大的网络功能，并增强了系统的文件与虚拟内存的性能，同时可以为文件系统提供独立的高速缓存设备。

如今它已经受到了更多企业用户的重视，Linux正日益成为一个令人生畏的对手。

linux系统

Linux系统的组成

操作系统是一台计算机必不可少的系统软件，是整个计算机系统的灵魂。Linux操作系统由内核(Kernel)，外壳(shell)和应用程序三大部分组成。硬件平台是Linux操作系统运行的基础。

linux系统的内核：内核是linux系统的心脏，是运行程序和管理硬件设备的 核心程序，负责控制硬件设备，管理文件系统，程序流程以及其他工作。

linux系统的外壳：外壳程序是系统的用户界面，提供用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户命令，传达给内核处理，内核处理并把结果传送到界面。

linux系统的应用程序：1.文本处理工具。2.X Window。3.编程语言和开发工具。4.Internet工具软件。5.数据库。

linux系统的组成

Linux系统的特点

Linux操作系统以它的安全性，高效性和灵活性著称，它能够实现几乎全部UNIX的特性，还具有多任务，多用户的能力。

特点：

自由软件，源码公开多用户多任务并发可靠的安全系统良好的可移植性丰富的网络功能设备的独立性良好的用户界面