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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的重要性逐漸凸顯。作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)軟件，操作系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和靈活使用起著至關(guān)重要的作用。而GNU Linux作為一款自由軟件操作系統(tǒng)，其開源性和高度的可定制性備受推崇。本文將從GNU Linux的核心架構(gòu)和組件出發(fā)，深入解析Linux操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，助你理解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的重要性和基本框架。
在東臺(tái)等地區(qū)，都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局，加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場(chǎng)前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以專注、極致的服務(wù)理念，為客戶提供網(wǎng)站設(shè)計(jì)、做網(wǎng)站 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作定制網(wǎng)站,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),品牌網(wǎng)站建設(shè),成都全網(wǎng)營銷推廣,外貿(mào)網(wǎng)站制作,東臺(tái)網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。
一、GNU Linux框架
GNU Linux操作系統(tǒng)的整體框架分為內(nèi)核和用戶空間兩部分。內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，控制著硬件的訪問和管理以及提供進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)等核心功能，并提供了對(duì)于用戶空間程序的系統(tǒng)調(diào)用。而用戶空間則是操作系統(tǒng)給用戶提供的可供創(chuàng)建與運(yùn)行應(yīng)用程序的環(huán)境，包括諸如shell、編譯器、文本編輯器等常用的工具與應(yīng)用程序。
二、Linux內(nèi)核的組成
1、進(jìn)程管理
Linux系統(tǒng)中的進(jìn)程就是正在運(yùn)行的程序，管理進(jìn)程是Linux內(nèi)核的一個(gè)最基本的功能。在Linux系統(tǒng)中，采用進(jìn)程控制塊（Process Control Block，PCB）的方式來描述進(jìn)程，PCB包含了進(jìn)程的狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)、調(diào)度信息等。Linux內(nèi)核通過定義進(jìn)程調(diào)度策略，使用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法在現(xiàn)有進(jìn)程中輪流進(jìn)行調(diào)度，從而保證其公正公平性。此外，Linux內(nèi)核中還有可實(shí)時(shí)響應(yīng)的線程（Real-Time Thread，RT-thread），也支持不同線程的優(yōu)先級(jí)不同，從而滿足更加復(fù)雜的應(yīng)用需求。
2、內(nèi)存管理
在操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)的內(nèi)存需求十分巨大，如何高效利用系統(tǒng)內(nèi)存變得重要。Linux內(nèi)核通過虛擬內(nèi)存技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物理內(nèi)存與虛擬空間的映射。虛擬內(nèi)存技術(shù)通過對(duì)于操作系統(tǒng)物理內(nèi)存進(jìn)行邏輯上的分區(qū)，將一部分存儲(chǔ)在硬盤中的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行載入，從而達(dá)到了內(nèi)存空間的擴(kuò)充目的。同時(shí)，虛擬內(nèi)存技術(shù)也使得多進(jìn)程能夠安全的共享內(nèi)存使用。
3、文件系統(tǒng)
文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。Linux中采用的是可擴(kuò)展的文件系統(tǒng)（Extended File System，ext2/ext3/ext4），支持以類似于Windows目錄的方式組織文件。Linux中的文件系統(tǒng)主要提供了文件名、文件大小、文件訪問權(quán)限等功能，同時(shí)還支持較高級(jí)別的文件操作，如硬鏈接、軟鏈接等。此外，Linux內(nèi)核也支持常用的文件類型，包括常規(guī)文件、目錄、管道文件、塊文件、字符文件等。
三、用戶空間應(yīng)用程序
作為一個(gè)開源操作系統(tǒng)，Linux系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于服務(wù)器領(lǐng)域。在這個(gè)領(lǐng)域中，Linux內(nèi)核幾乎不需要對(duì)于某些硬件進(jìn)行支持。Linux的用戶空間應(yīng)用也因此不需要過多思考硬件配置的問題，導(dǎo)致其具備了很高的靈活性、可定制性和兼容性。
1、shell
Linux中默認(rèn)的命令行解釋器為bash。Bash作為一種純文本的用戶界面，能夠幫助用戶方便的使用Linux的各種工具與機(jī)制。Linux中的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)程調(diào)度等都可以通過命令行的方式訪問到。
2、GNU toolchn
GNU工具集是Linux系統(tǒng)中的一系列開源工具集。其中包括了常用的gcc編譯器、gdb調(diào)試器、make構(gòu)建工具等。通過這些工具，開發(fā)者能夠方便的管理代碼的編譯和調(diào)試，提高了開發(fā)的效率和可靠性。
3、文本編輯器
在Linux系統(tǒng)中，常用的文本編輯器有vim、Emacs等。這些文本編輯器具備快捷鍵、宏播放、插件等高級(jí)功能，滿足了開發(fā)者的高效編輯需求。
四、
Linux作為一個(gè)自由軟件操作系統(tǒng)，其在開發(fā)和服務(wù)器領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。深入了解Linux的框架和組成、及其用戶空間的應(yīng)用工具，有助于開發(fā)者更好地理解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想，并能夠充分利用操作系統(tǒng)提供的工具和機(jī)制。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步的當(dāng)下，Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也將更加廣闊。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- Ubuntu GNU是做什么用的
- linux發(fā)行版都是怎么制作的
Ubuntu GNU是做什么用的
ubuntu：以桌面晌敗老枯碼應(yīng)用為主的開源GNU/Linux操作宴升系統(tǒng)
那個(gè)叫ubuntu linux，也襪賣可叫做ubuntu，是一個(gè)linux的發(fā)行版。
linux是一個(gè)內(nèi)核。
gnu原來是個(gè)自由軟件計(jì)劃。linux算是gnu下面的一員，所以也可以稱作GNU/linux。
GNU下面包括gnome等等等等一系列軟件（至少有三萬個(gè)軟件包）。
ubuntu是把linux和gnome等等一系列軟件打包之后優(yōu)化、改進(jìn)塵好宏而形成的一個(gè)linux發(fā)行版。
。
以上全是自己派冊(cè)的話。
沒有GNU我認(rèn)為linux很難發(fā)展壯大
ubuntu只不過是linux發(fā)行版之一而已
linux發(fā)行版都是怎么制作的
在這之前，Richard Stallman創(chuàng)建了Free Software Foundation(FSF)組織以及GNU項(xiàng)目，并不斷的編寫創(chuàng)建GNU程序(此類程序的許可方式均為GPL: General Public License)
在不斷的有杰出的程序員和開發(fā)者加入到GNU組織中后，便造就了今天我們所看到的Linux，或稱GNU/Linux
Linux發(fā)行版本可以大體分為兩類，一類是商業(yè)公司維護(hù)的發(fā)行版本，一類是社區(qū)組織維護(hù)的發(fā)行版本，前者以著名的Redhat(RHEL)為代表，后者以Debian為代表
下面介紹一下各個(gè)發(fā)行版本的特點(diǎn)： Redhat，應(yīng)該稱為Redhat系列，包括RHEL(Redhat Enterprise Linux，也就是所謂的Redhat Advance Server，收費(fèi)版本)、Fedora Core(由原來的Redhat桌面版本發(fā)展而來，免費(fèi)版本)、CentOS(RHEL的社區(qū)克隆版本，免費(fèi))
Redhat應(yīng)該說是在國內(nèi)使用人群最多的Linux版本，甚至有人將Redhat等同于Linux，而有些老鳥更是只用這一個(gè)版本的Linux
所以這個(gè)版本的特點(diǎn)就是使用人群數(shù)量大，資料非常多，言下之意就是如果你有什么不明白的地方，很容易找到人來問，而且網(wǎng)上的一般Linux教程都是以Redhat為例來講解的
Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式，包分發(fā)方式是編譯好的二進(jìn)制文件
穩(wěn)定性方面RHEL和CentOS的穩(wěn)定性非常好，適合于服務(wù)器使用，但是Fedora Core的穩(wěn)定性較差，更好只用于桌面應(yīng)用
Debian，或者稱Debian系列，包括Debian和Ubuntu等
Debian是社區(qū)類Linux的典范，是迄今為止最遵循GNU規(guī)范的Linux系統(tǒng)
Debian最早由Ian Murdock于1993年創(chuàng)建，分為三個(gè)版本分支(branch)： stable, testing和unstable
其中，unstable為最新的測(cè)試版本，其中包括最新的軟件包，但是也有相對(duì)較多的bug，適合桌面用戶
testing的版本都經(jīng)過unstable中的測(cè)試，相對(duì)較為穩(wěn)定，也支持了不少新技術(shù)(比如P等)
而stable一般只用于服務(wù)器，上面的軟件包大部分都比較過時(shí)，但是穩(wěn)定和安全性都非常的高
Debian更具特色的是apt-get /dpkg包管理方式，其實(shí)Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式，但在二進(jìn)制文件發(fā)行方式中，APT應(yīng)該是更好的了
Ubuntu嚴(yán)格來說不能算一個(gè)獨(dú)立的發(fā)行版本，Ubuntu是基于Debian的unstable版本加強(qiáng)而來，可以這么說，Ubuntu就是一個(gè)擁有Debian所有的優(yōu)點(diǎn)，以及自己所加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)的近乎完美的Linux桌面系統(tǒng)
根據(jù)選擇的桌面系統(tǒng)不同，有三個(gè)版本可供選擇談則塌，基于Gnome的Ubuntu，基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的Xubuntu
特點(diǎn)是界面非常友好，容易上手，對(duì)硬件的支持非常全面，是最適合做桌面系統(tǒng)的Linux發(fā)行版本
Gentoo，偉大的Gentoo是Linux世界最年輕的發(fā)行版本，正因?yàn)槟贻p，所以能吸取在她之前的所有發(fā)行版本的優(yōu)點(diǎn)，這也是Gentoo被稱為最完美的含圓Linux發(fā)行版本的原因之一
Gentoo最初由Daniel Robbins(FreeBSD的開發(fā)者之一)創(chuàng)建，首個(gè)穩(wěn)定版本發(fā)布于2023年
由于開發(fā)者對(duì)FreeBSD的熟識(shí)，所以Gentoo擁有媲美FreeBSD的廣受美譽(yù)的ports系統(tǒng)——Portage包管理系統(tǒng)
不同于APT和YUM等二進(jìn)制文件分發(fā)的包管理系統(tǒng)，Portage是基于源代碼分發(fā)的，必須編譯后才能運(yùn)行，對(duì)于大型軟件而言比較慢，不過正因?yàn)樗熊浖际窃诒镜貦C(jī)器編譯的，在經(jīng)過各種定制的編譯參數(shù)優(yōu)化后，能將機(jī)器的硬件性能發(fā)揮到極致
Gentoo是所有Linux發(fā)行版本里安裝最復(fù)雜的，但是又是安裝完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件環(huán)境下運(yùn)行最快的版本
最后，介紹一下FreeBSD，需要強(qiáng)調(diào)的是：FreeBSD并不是一個(gè)Linux系統(tǒng)!但FreeBSD與Linux的用戶群有相當(dāng)一部盯談分是重合的，二者支持的硬件環(huán)境也比較一致，所采用的軟件也比較類似，所以可以將FreeBSD視為一個(gè)Linux版本來比較
FreeBSD擁有兩個(gè)分支： stable和current
顧名思義，stable是穩(wěn)定版，而current則是添加了新技術(shù)的測(cè)試版
FreeBSD采用Ports包管理系統(tǒng)，與Gentoo類似，基于源代碼分發(fā)，必須在本地機(jī)器編后后才能運(yùn)行，但是Ports系統(tǒng)沒有Portage系統(tǒng)使用簡(jiǎn)便，使用起來稍微復(fù)雜一些
FreeBSD的更大特點(diǎn)就是穩(wěn)定和高效，是作為服務(wù)器操作系統(tǒng)的更佳選擇，但對(duì)硬件的支持沒有Linux完備，所以并不適合作為桌面系統(tǒng)
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