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服务器管理与维护——Linux基础2017~2018学年春季学期PART.1认识操作系统计算机的层次计算机的层次LinuxMacOSWindows硬件层操作系统层应用程序层计算机的层次计算机的组成计算机的层次计算机的组成(嵌入式)设备名称嵌入式系统PCCPU嵌入式处理器CPU内存SDRAM/DDRSDRAM存储设备Flash硬盘输入设备按键、触摸屏鼠标、键盘输出设备LCD(640X480,320X240)显示器声音设备音频芯片声卡接口MAX232主板集成其他设备USB主板集成或外接卡单片机操作系统的概念/预习笔记操作系统（OperatingSystem，简称OS）：①是管理和控制计机硬件与软件资源的计算机程序，②是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，③任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。什么是操作系统？操作系统的概念/预习笔记操作系统大致分为：驱动程序、内核、接口库：1．驱动程序驱动程序是操作系统最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，用于隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。2．内核内核是操作系统最核心的部分，包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理等核心单元。其中内存管理和进程管理可以用来作为衡量一个操作系统的标准。3．接口库接口库是是一个程序库，用于把系统提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口(API)，因而是最靠近应用程序的部分。例如，GNUC运行库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSIC和POSIX编程接口的形式。操作系统的组成常见操作系统常见的操作系统WindowsLinuxMacOSWindows95Windows98WindowsXPWindowsVistaWindows7Windows8Windows10Ubuntu乌班图Kylin麒麟Debian“地遍”RedHat红帽Fedora“费多拉”CentOSMacOSX10.0--Cheetah(猎豹)MacOSX10.1--Puma(美洲狮)MacOSX10.2--Jaguar(美洲虎)MacOSX10.3--Panther(黑豹)MacOSX10.4--Tiger(虎)MacOSX10.5--Leopard(美洲豹)MacOSX10.6--SnowLeopardMacOSX10.7--Lion(狮)PART.2Linux前传操作系统历史操作系统发展史操作系统并不是与计算机硬件一起诞生的，它是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。1手工操作2批处理系统3多道程序系统4多用户分时系统（现代）操作系统历史1手工操作1946年第一台计算机诞生~1950+，未出现操作系统，计算机工作采用手工操作方式。程序员将对应于程序和数据的已穿孔的纸带（或卡片）装入输入机，然后启动输入机把程序和数据输入计算机内存，接着通过控制台开关启动程序针对数据运行；计算完毕，打印机输出计算结果；用户取走结果并卸下纸带（或卡片）后，才让下一个用户上机。手工操作方式两个特点：（1）用户独占全机。不会出现因资源已被其他用户占用而等待的现象，但资源的利用率低。（2）CPU等待手工操作。CPU的利用不充分。操作系统历史批处理系统：加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个用户的作业（这作业包括程序、数据和命令）。监督程序不停地处理各个作业，从而实现了作业到作业的自动转接，减少了作业建立时间和手工操作时间，有效克服了人机矛盾，提高了计算机的利用率。缺点：每次主机内存中仅存放一道作业，每当它运行期间发出输入/输出（I/O）请求后，高速的CPU便处于等待低速的I/O完成状态，致使CPU空闲2批处理系统操作系统历史多道程序的运行过程：将A、B两道程序同时存放在内存中，它们在系统的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上运行：当A程序因请求I/O操作而放弃CPU时，B程序就可占用CPU运行，这样CPU不再空闲，而正进行AI/O操作的I/O设备也不空闲，显然，CPU和I/O设备都处于“忙”状态，大大提高了资源的利用率，从而也提高了系统的效率，A、B全部完成所需时间T1+T2。3多道程序系统操作系统历史由于CPU速度不断提高和采用分时技术，一台计算机可同时连接多个用户终端，而每个用户可在自己的终端上联机使用计算机，好象自己独占机器一样。分时技术：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮时再继续其运行。由于计算机速度很快，作业运行轮转得很快，给每个用户的印象是，好象他独占了一台计算机。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机交互情况下，完成作业的运行。4多用户分时系统（现代）UNIX操作系统UNIX操作系统发展史UNIX操作系统，比Linux早生20年，相当稳定而且成熟。1969年以前，一个伟大的梦想——Bell，MIT与GE的”Multics”系统1960s初，MIT开发了分时操作系统(CTSS)，让大型主机通过多个终端机连接进入（30台左右）。1965年前后，Bell，MIT，GE共同发起Multics项目，希望提供300台以上终端机连接能力。项目虽然未完全成功，但培养出一系列优秀的人才。1969年：KenThompson写出UNIX的原型项目成员KenThompson用一个月以汇编语言写出了一组内核程序，以及一个小的文件系统。这就是UNIX的原型。这其中的一些概念，对后来的UNIX及类UNIX系统产生了重要的影响。KenThompson将Multics简化了不少，被同事们称为UnicsUNIX操作系统UNIX操作系统发展史1973年，UNIX正式诞生Thompson是操作系统实在太好用了，所以广为流传，但因为是汇编语言写的，移植不方便。Thompson与Ritchie想用高级语言来改写，但当时高级语言只有B语言，编译出来内核的性能不太好。于是Ritchie将B语言改写成C语言，再用C语言重写Unics内核，最后发行UNIX的正式版本！1977年：重要的UNIX分支——BSD诞生柏克莱大学的BillJoy取得UNIX源码后，修改成适合自己机器的版本，并且增加了很多工具软件与编译程序，最终命名为BerkeleySoftwareDistribution(BSD)，成为UNIX很重要的一个分支。1979年：重要的SystemV架构与版权声明AT&T推出SystemV第七版UNIX，可以支持x86架构的个人计算机系统，但将UNIX的版权收回，特别提到了“不可对学生提供源码”的严格限制。纯种UNIX之一纯种UNIX之二UNIX操作系统Linux前传1984年之一，x86架构的Minix操作系统诞生AT&T的版权声明，影响最大的是大学里教学UNIX内核相关的教授。于是AndrewTanenbaum（谭宁邦）教授完全不看UNIX源码，写了一个类UNIX的内核程序Minix但是谭宁邦教授坚持只用在教育上面，只是点到为止，没有继续发展。1984年之二：GNU项目与FSF基金会成立GNU是GNUisNotUNIX的递归缩写，是一个无限循环。RichardStallman在1984年发起GNU项目，目的是创建一个自由、开放的UNIX操作系统。Stallman参考UNIX上的软件，不断开发功能相同的软件，但并不看其源码。最终开发出了GNUCCompiler(GCC)等一系列基础软件(Emacs,GCC,GLIBC,Bash)，并在此期间成立了FreeSoftwareFoundation(FSF)。后来很多软件借助这些基础工具进行程序开发，进一步壮大了自由软件团体。GNU项目及FSF基金会，对现今的自由软件风潮具有不可磨灭的地位。目前我们所使用的自由软件，几乎都直接或间接受益于GNU这个项目。UNIX操作系统UNIX发展及分支自由软件关于自由软件自由软件之父Stallman发起的这个将源码连同软件程序一起发布的举动，就称为自由软件(FreeSoftware)运动。1985年，为了避免GNU开发的自由软件被他人利用成为专利软件，Stallman与律师草拟了著名的通用公共许可证GeneralPublicLicense，GPL挂上GPL版权声明的软件，就成了自由软件，具有以下特性取得软件与源码：你可以根据自己的需求来执行这个自由软件；复制：你可以自由的复制该软件；修改：你可以将取得的原始码进行程序修改工作，使之适合你的工作；再发行：你可以将你修改过的程序，再度的自由发行，而不会与原先的撰写者冲突；回馈：你应该将你修改过的程序代码回馈于社群！但请特别留意，你所修改的任何一个自由软件都不应该也不能这样：修改授权：你不能将一个GPL授权的自由软件，在你修改后而将他取消GPL授权单纯贩卖：你不能单纯的贩卖自由软件。自由软件≠免费软件你不会修改或移植自由软件，那么就得请求“服务”PART.3Linux正传Linux发展史革命尚未成功，好在后继有人GNUisNotUNIXStallman的GNU项目开发了一系列基础软件(Emacs,GCC,GLIBC,Bash)，但对于GNU的最初构想“创建一个自由的UNIX操作系统”尚有一步之遥，直到Linux的出现。1991年，芬兰大学生的一则消息芬兰赫尔辛基大学的学生LinusTorvalds在BBS上贴了一则消息，宣称他以bash，gcc等工具写一个小小的内核程序，这个内核程序可以在intel的386机器上运行。Linux终于来了！Linux发展史LinusTorvaldsLinusTorvalds1969年生，外祖父是赫尔辛基大学统计学家。1988年进入赫尔辛基大学计算机系学习，接触到UNIX系统。但当时等待使用UNIX的时间很长，于是准备自行写一个玩玩。幸运的是，Linus知道了谭宁邦教授的Minix，并接触到了源码。Linux之父Linux0.02参考Minix操作系统的设计理念，并且使用GNU项目的bash、gcc等自由软件，Linus顺利编写完成内核程序。为了得到修改建议，他将这个内核程序放到FTP上供下载，同时在BBS贴了一则消息。在FTP上放置内核的目录叫：Linux，大家便称这个内核为LinuxLinux发展史Linux的发展单一维护阶段Linus将发布的内核放置在FTP上，并告知大家新的版本信息，等用户安装、使用。如果发生问题，或者需要某些硬件的驱动程序，则用户进行反馈，再由他进行更新与排错。志愿者加入阶段志愿者根据Linux原本的设计架构，写出兼容的驱动程序或其他软件。Linus将这些程序加入内核，并进行测试，没有大问题就加入内核中。内核细分开发阶段无数志愿者及开发副手，组成的虚拟开发团队遍布世界，终于在1994年完成了Linux内核正式版1.0，并于1996年完成了2.0版。Linux发展史Linux与UNIXPOSIXPortableOperatingSystemInterface可携式操作系统接口，是美国电气与电子工程师协会（IEEE）所发布的一项标准，重点在于规范内核与应用程序之间的接口Linux采取POSIX规范，兼容于UNIX，是类UNIX操作系统之一。但它们没有一句代码相同！PART.4Linux常识Linux内核版本Linux版本常识版本为奇数：开发中的版本，主要用于测试与开发新功能。专家使用。版本为偶数：稳定版本，用于个人计算机等。Linux内核版本与发行版本，是两码事！Linux发行版Linux发行版Linux只是一个操作系统的内核，Linux+各种软件，才能形成一个完整的、贴近用户的操作系统，于是很多商业公司、或非营利团体将Linux内核与各种软件集成起来，形成各种发行版，当然发行版也有诸多版本，循序升级。Linux发行版Linux发行版Linux发行版Ubuntu乌班图Kylin