Linux操作系统原理与应用.ppt

Linux操作系统原理与应用
手绘风格
从操作系统设计者的角度看
操作系统的设计目标是什么？
尽可能地方便用户使用计算机
让各种软件资源和硬件资源高效而协调地运转起来。
计算机的硬件资出现，打破了带有神秘色彩的传统的封闭式开发模式。
<
>
软件角度下的操作系统发展轨迹分析
<
>
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
<
>
追求简洁的微内核操作系统
客户进程
进程服务器
内存服务器
文件服务器
…
微内核
<
>
追求简洁的微内核操作系统
内核与各个服务器之间通过通信机制进行交互，这使得微内核结构的效率大大折扣。
内核发出请求，服务器做出应答
为各个服务器模块的相对独立性，使得其维护相对容易
<
>
历史悠久的Unix
在MULTICS（1969） 的肩上
制研制者Ken Thompson和Dennis M. Ritchie
站Unix的诞生还伴有C语言呱呱落地
Unix是现代操作系统的代表：安全、可靠、强大的计算能力
Unix的商业化是一把双刃剑
<
>
自由而奔放的黑马－Linux
诞生于学生之手
成长于Internet
壮大于自由而开放的文化
<
>
Linux之父-Linus Torvalds
芬兰、赫尔辛基大学、1990
起始于写两个进程
然后写驱动程序、文件系统、任务切换程序，从而形成一个操作系统邹形
<
>
Linux得以流行的原因之一 －遵循POSIX标准
POSIX 表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface）
POSIX是在Unix标准化过程中出现的产物。
POSIX
任何操作系统只有符合这一标准，才有可能运行Unix程序
<
>
Linux的肥沃土壤－GNU
GNU 是 GNU Is Not Unix 的递归缩写，是自由软件基金会的一个项目 。
GNU 项目产品包括 emacs 编辑器、著名的 GNU C 和 Gcc编译器等，这些软件叫做GNU软件。
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。
<
>
Linux系统或发布版
符合 POSIX 标准的操作系统内核、 Shell 和外围工具。
C 语言编译器和其他开发工具及函数库
X Window 窗口系统
各种应用软件，包括字处理软件、图象处理软件等。
<
>
开放与协作的开发模式
世界各地软件爱好者集体智慧的结晶
提供源代码，遵守GPL。
经历了各种各样的测试与考验，软件的稳定性好。
开发人员凭兴趣去开发，热情高，具有创造性。
<
>
Linux内核
Linus领导下的开发小组开发出的系统内核
是所有Linux 发布版本的核心
内核开发人员一般在百人以上，任何自由程序员都可以提交自己的修改工作。
采用邮件列表来进行项目管理、交流、错误报告
有大量的用户进行测试，正式发布的代码质量高
<
>
整个系统的核心－内核
硬件
系统调用接口
应用
程序进程1
应用
程序进程2
应用
程序进程3
Linux内核
用户进程
内核子系统
系统调用
<
>
整个系统的核心－内核
用户进程—运行在Linux内核之上的一个庞大软件集合。
系统调用—内核的出口，用户程序通过它使用内核提供的功能。
Linux内核—操作系统的灵魂，负责管理磁盘上的文件、内存，负责启动并运行程序，负责从网络上接收和发送数据包等等。
硬件—包括了Linux安装时需要的所有可能的物理设备。例如，CPU、 内存、硬盘、网络硬件等等。
<
>
内核子系统
<
>
内核子系统
进程调度－控制着进程对CPU的访问。
内存管理－允许多个进程安全地共享主内存区域
虚拟文件系统－隐藏各种不同硬件的具体细节，为所有设备提供统一的接口。
网络－提供了对各种网络标准协议的存取和各种网络硬