建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
Linux操作系統(tǒng)是一款開源操作系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最為重要的軟件之一。Linux系統(tǒng)的開放性、高效性、可靠性和安全性，在工業(yè)、科研、教育等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將從系統(tǒng)的基本架構(gòu)入手，深入了解Linux操作系統(tǒng)的工作原理和架構(gòu)，為讀者增進(jìn)對Linux系統(tǒng)的認(rèn)識提供幫助。
一、Linux系統(tǒng)的基本組成
Linux系統(tǒng)由Linux內(nèi)核和操作系統(tǒng)工具組成。
1. 內(nèi)核
Linux內(nèi)核是整個Linux系統(tǒng)最核心的組成部分，它控制著硬件設(shè)備的輸入輸出、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、文件系統(tǒng)等。內(nèi)核是操作系統(tǒng)與硬件之間的接口，即將硬件資源轉(zhuǎn)化為應(yīng)用程序所需的資源。
2. 操作系統(tǒng)工具
Linux操作系統(tǒng)工具包括Shell、文件系統(tǒng)、圖形界面、驅(qū)動程序、C庫、系統(tǒng)工具等。其中，Shell是Linux操作系統(tǒng)的命令行解釋器，負(fù)責(zé)解析用戶輸入的命令并執(zhí)行相應(yīng)的操作；圖形界面為用戶提供了更友好的操作接口；C庫是程序員開發(fā)Linux軟件的基本庫，提供了豐富的API接口；系統(tǒng)工具為用戶提供了諸如打印、備份、恢復(fù)等方便的輔助功能。
二、Linux系統(tǒng)的基本架構(gòu)
1. 內(nèi)核模塊
Linux內(nèi)核模塊是一種可以在運(yùn)行期間加載或卸載的函數(shù)，它是一種可拔插的內(nèi)核代碼。內(nèi)核模塊可以添加、刪除或更新已有內(nèi)核的功能，提供諸如設(shè)備驅(qū)動程序、文件系統(tǒng)等關(guān)鍵軟件支持。內(nèi)核模塊的優(yōu)勢在于運(yùn)行期間可以隨時插拔，而不需要重新啟動操作系統(tǒng)。
2. 系統(tǒng)調(diào)用接口
Linux操作系統(tǒng)是一種多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用接口提供了用戶程序與操作系統(tǒng)之間的接口。Linux內(nèi)核提供了三種類型的系統(tǒng)調(diào)用：文件系統(tǒng)調(diào)用、進(jìn)程控制系統(tǒng)調(diào)用和設(shè)備控制系統(tǒng)調(diào)用。文件系統(tǒng)調(diào)用用于文件的讀取、修改和創(chuàng)建；進(jìn)程控制系統(tǒng)調(diào)用用于進(jìn)程創(chuàng)建、銷毀和控制；設(shè)備控制系統(tǒng)調(diào)用用于設(shè)備IO。用戶程序與操作系統(tǒng)之間的通信通過系統(tǒng)調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)。
3. 進(jìn)程管理
Linux是一個多進(jìn)程操作系統(tǒng)，它采用了一種基于進(jìn)程的操作模型。Linux進(jìn)程是一個獨(dú)立的執(zhí)行單元，由程序、數(shù)據(jù)集、PCB等組成。Linux內(nèi)核采用進(jìn)程管理模塊來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程控制和調(diào)度，進(jìn)程的調(diào)度由Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，采用先來先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先和時間片輪轉(zhuǎn)等多種調(diào)度算法。
4. 實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存
Linux系統(tǒng)采用虛擬內(nèi)存管理方式，使得進(jìn)程可以使用比物理內(nèi)存更大的內(nèi)存空間，并且可以節(jié)省物理內(nèi)存空間的開銷。Linux內(nèi)核采用交換機(jī)制來管理物理內(nèi)存，將進(jìn)程的不常用內(nèi)存部分從內(nèi)存中換出，以免過多的進(jìn)程占據(jù)物理內(nèi)存。
5. 文件系統(tǒng)
Linux文件系統(tǒng)采用一個層級的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中包含多個不同類型的文件系統(tǒng)，例如Ext2、Ext3、ReiserFS等。Linux內(nèi)核提供了標(biāo)準(zhǔn)的VFS接口來與不同的文件系統(tǒng)進(jìn)行交互，VFS接口允許文件系統(tǒng)在不同的物理介質(zhì)上存儲數(shù)據(jù)。
6. 硬件支持
Linux操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在不同的硬件平臺上，所以需要具備良好的硬件支持。Linux內(nèi)核維護(hù)了一個包含了許多不同類型設(shè)備驅(qū)動程序的驅(qū)動程序庫，驅(qū)動程序庫允許Linux系統(tǒng)在不同的硬件平臺上運(yùn)行。
三、
本文主要探討了Linux系統(tǒng)的基本架構(gòu)，包括Linux系統(tǒng)的基本組成、內(nèi)核模塊、系統(tǒng)調(diào)用接口、進(jìn)程管理、虛擬內(nèi)存、文件系統(tǒng)和硬件支持。通過對Linux系統(tǒng)的深入了解，我們可以更好的理解Linux系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)勢。Linux系統(tǒng)的開放性、高效性、可靠性和安全性為眾多開發(fā)者所青睞，在未來的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)發(fā)揮重要作用。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 簡述linux系統(tǒng)的特點(diǎn)以及文件的結(jié)構(gòu)
簡述linux系統(tǒng)的特點(diǎn)以及文件的結(jié)構(gòu)
1．模塊化程度高
Linux的內(nèi)核設(shè)計(jì)非常精巧，分成進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、進(jìn)程間通信、虛擬文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接口五大部分；其獨(dú)特的模塊機(jī)制可根據(jù)用戶的需要，實(shí)時地將某些模塊插入或從內(nèi)核中移走，使得Linux系統(tǒng)內(nèi)核可以裁剪得非常小巧，很適合于嵌入式系統(tǒng)的需要。
2．源碼公開
由于Linux系統(tǒng)的開發(fā)從一開始就與GNU項(xiàng)目緊密地結(jié)合起來，所以它的大多數(shù)組成部分都直接來
自GNU項(xiàng)目。任何人、任何組織只要遵守GPL條款，就可以自由使用Linux
源代碼，為用戶提供了更大限度的自由度。這一點(diǎn)也正投嵌入式系統(tǒng)所好，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)應(yīng)用千差萬別，設(shè)計(jì)者往往需要針對具體的應(yīng)用對源碼進(jìn)行修改和優(yōu)化，
所以是否能獲得源代碼
對于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是至關(guān)重要的。加之Linux的軟件資源十分豐富，每種通用程序在Linux上幾乎都可以找到，并且數(shù)量還在不斷增加。這一切就使設(shè)
計(jì)者在其基礎(chǔ)之上進(jìn)行二次開發(fā)變得非常容易。另外，由于Linux源代碼公開，也使用戶不用擔(dān)心有“后閘”等安全隱患。
同時，源碼開放給燃瞎各教育機(jī)構(gòu)提供極大的方便，從而也促進(jìn)了Linux的學(xué)習(xí)、推廣和應(yīng)用。
3．廣泛的硬件支持
Linux能支持x86、ARM、MIPS、ALPHA和PowerPC等多種體系結(jié)構(gòu)的微處理器。目前已成功地移植到數(shù)十種硬件平臺，幾乎能運(yùn)行在所有流行的處理器上。
由于世界范圍內(nèi)有眾多開發(fā)者在為Linux的擴(kuò)充貢獻(xiàn)力量，所以Linux有著異常豐富的驅(qū)動程序資源，支持各種主流硬件設(shè)各和最新的硬件技術(shù)，甚至可在沒有存儲管理單元MMU 的處理器上運(yùn)行，這些都進(jìn)一步促進(jìn)了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。
4．安全性及可靠性好
內(nèi)核高效穩(wěn)定。Linux內(nèi)核的高效和穩(wěn)定已在各個領(lǐng)域內(nèi)得到了大量事實(shí)的驗(yàn)證。
Linux中大量網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等方面的功能，可使用戶很方便地建立高效穩(wěn)定的防火墻、路由器、工作站、服務(wù)器等。為提高安全性，它還提供了大量的網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)分析軟件和網(wǎng)絡(luò)安全軟件等。
5．具有優(yōu)秀的開發(fā)工具
開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵是需要有一套完善的開發(fā)和調(diào)試工具。傳統(tǒng)的嵌入式開發(fā)調(diào)試工具是在線仿真器（In Circuit Emulator，ICE），它通過取代目標(biāo)板的微處理器，給目標(biāo)程序提供一個完整的仿真環(huán)境，從而使開發(fā)者能非常清楚地了解到程序在目標(biāo)板上的工作狀態(tài)，便于監(jiān)視和調(diào)試程序。在線仿真器的價格非常高，而且只適合做非常底層的調(diào)試。如果使用的是嵌人式Linux，一旦軟硬件能支持正常的串口功能，即使不用在線仿真器，也可以很好地進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試工作，從而節(jié)省了一筆不小的開發(fā)費(fèi)用。嵌入式Linux為開發(fā)者提供了一套完整的工具鏈（Tool Chain），能夠很方便地實(shí)現(xiàn)從操作系統(tǒng)皮神空到應(yīng)用軟件各個級別的調(diào)試。
6．有很好的網(wǎng)絡(luò)支持利文件系統(tǒng)支持
Linux從誕生之日起就與Internet密不可分，支持各種標(biāo)準(zhǔn)的Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并且很容易移植到嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中。目前，Linux幾乎支持所有主流的網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和文件系統(tǒng)，因此它是NFS的一個很好的平臺。
另一方面，由于Linux有很好的文件系統(tǒng)支持（例如，它支持Ext2、FAT32、romfs等文件系統(tǒng)），是數(shù)據(jù)各份、同步和復(fù)制的良好平臺，這些都為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
7．與UNIX完全兼容
目前，在Linux中所包含的工瞎晌具和實(shí)用程序，可以完成UNIX的所有主要功能。
但由于Linux不是為實(shí)時而設(shè)計(jì)的，因而這就成了Linux在實(shí)時系統(tǒng)中應(yīng)用的更大遺憾。不過，目前有眾多的自由軟件愛好者正在為此進(jìn)行不懈的努力，也取得了諸多成果。
關(guān)于linux的基本結(jié)構(gòu)的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
成都創(chuàng)新互聯(lián)科技有限公司，是一家專注于互聯(lián)網(wǎng)、IDC服務(wù)、應(yīng)用軟件開發(fā)、網(wǎng)站建設(shè)推廣的公司，為客戶提供互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)服務(wù)！
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）提供簡單好用，價格厚道的香港/美國云服務(wù)器和獨(dú)立服務(wù)器。創(chuàng)新互聯(lián)成都老牌IDC服務(wù)商，專注四川成都IDC機(jī)房服務(wù)器托管/機(jī)柜租用。為您精選優(yōu)質(zhì)idc數(shù)據(jù)中心機(jī)房租用、服務(wù)器托管、機(jī)柜租賃、大帶寬租用，可選線路電信、移動、聯(lián)通等。
網(wǎng)頁標(biāo)題：深入了解Linux：探索基本架構(gòu)(linux的基本結(jié)構(gòu))
分享地址：http://www.dlmjj.cn/article/dpccedo.html
