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Linux操作系統(tǒng)一般有4個主要部分：

• Linux內(nèi)核

• Shell

• 文件系統(tǒng)

• 應(yīng)用程序

其中Linux內(nèi)核、Shell和文件系統(tǒng)一起形成了基本的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它們使得用戶可以運行程序、管理文件并使用系統(tǒng)。

接下來我們逐個了解一下：

Linux內(nèi)核

內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，它在操作系統(tǒng)中主要完成以下任務(wù)：

• 從技術(shù)層面講，內(nèi)核是硬件與軟件之間的一個中間層。作用是將應(yīng)用層序的請求傳遞給硬件，并充當?shù)讓域?qū)動程序，對系統(tǒng)中的各種設(shè)備和組件進行尋址。

• 從應(yīng)用程序的層面講，應(yīng)用程序與硬件沒有聯(lián)系，只與內(nèi)核有聯(lián)系，內(nèi)核是應(yīng)用程序知道的層次中的最底層。在實際工作中內(nèi)核抽象了相關(guān)細節(jié)。

• 內(nèi)核是一個資源管理程序。負責將可用的共享資源(CPU時間、磁盤空間、網(wǎng)絡(luò)連接等)分配得到各個系統(tǒng)進程。

• 內(nèi)核就像一個庫，提供了一組面向系統(tǒng)的命令。系統(tǒng)調(diào)用對于應(yīng)用程序來說，就像調(diào)用普通函數(shù)一樣。

Linux 內(nèi)核由如下幾部分組成：系統(tǒng)調(diào)用接口、虛擬文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理、進程管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和設(shè)備驅(qū)動程序。

系統(tǒng)調(diào)用接口（System Call Interface，SCI）：SCI指的是用戶空間應(yīng)用程序和內(nèi)核提供的服務(wù)之間的接口。由于服務(wù)是在內(nèi)核中提供的，因此無法執(zhí)行直接調(diào)用，所以SCI幫助我們提供了執(zhí)行從用戶空間到內(nèi)核的函數(shù)調(diào)用。

虛擬文件系統(tǒng)（Virtual File System， VFS）：VFS為文件系統(tǒng)提供了一個通用的接口抽象，它在 SCI 和內(nèi)核所支持的文件系統(tǒng)之間提供了一個交換層。

在 VFS 上面，是對諸如 open、close、read 和 write 之類的函數(shù)的一個通用 API 抽象。

在 VFS 下面是文件系統(tǒng)抽象，它定義了上層函數(shù)的實現(xiàn)方式。

文件系統(tǒng)層之下是緩沖區(qū)緩存，它為文件系統(tǒng)層提供了一個通用函數(shù)集（與具體文件系統(tǒng)無關(guān)）。這個緩存層通過將數(shù)據(jù)保留一段時間（或者隨即預(yù)先讀取數(shù)據(jù)以便在需要是就可用）優(yōu)化了對物理設(shè)備的訪問。

緩沖區(qū)緩存之下是設(shè)備驅(qū)動程序，它實現(xiàn)了特定物理設(shè)備的接口。

內(nèi)存管理：為了讓有限的物理內(nèi)存滿足應(yīng)用程序?qū)?nèi)存的大需求量，Linux 采用了“虛擬內(nèi)存”的內(nèi)存管理方式，將內(nèi)存劃分為容易處理的“內(nèi)存頁”（對于大部分體系結(jié)構(gòu)來說都是 4KB）。Linux 的內(nèi)存管理提供了物理和虛擬映射所使用的硬件機制，也支持當內(nèi)存被消耗光的時候，

使用被稱為“交換”的過程把頁面從內(nèi)存交換到硬盤上。

進程管理：進程實際是某特定應(yīng)用程序的一個運行實體。在 Linux 系統(tǒng)中，能夠同時運行多個進程，Linux 通過在短的時間間隔內(nèi)輪流運行這些進程而實現(xiàn)“多任務(wù)”。這一短的時間間隔稱為“時間片”，讓進程輪流運行的方法稱為“進程調(diào)度” ，完成調(diào)度的程序稱為調(diào)度程序。

Linux系統(tǒng)使用進程調(diào)度控制進程對CPU的訪問，完成進程管理。內(nèi)核通過 SCI 提供了一個應(yīng)用程序編程接口（API）來創(chuàng)建一個新進程，停止進程，并在它們之間進行通信和同步。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：提供了對各種網(wǎng)絡(luò)標準的存取和各種網(wǎng)絡(luò)硬件的支持。網(wǎng)絡(luò)接口可分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分負責實現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。Linux 的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)支持 BSD 套接字，支持全部的TCP/IP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序負責與硬件設(shè)備通訊，每一種可能的硬件設(shè)備都有相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序。

設(shè)備驅(qū)動程序：設(shè)備驅(qū)動程序運行在高特權(quán)級的處理器環(huán)境中，從而可以直接對硬件進行操作，設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H控制操作系統(tǒng)和硬件設(shè)備之間的交互。設(shè)備驅(qū)動程序提供一組操作系統(tǒng)可理解的抽象接口完成和操作系統(tǒng)之間的交互，而與硬件相關(guān)的具體操作細節(jié)由設(shè)備驅(qū)動程序完成。

Shell

Shell是系統(tǒng)的用戶界面，提供了用戶與內(nèi)核進行交互操作的一種接口。它接收用戶輸入的命令并把它送入內(nèi)核去執(zhí)行，是一個命令解釋器。另外，Shell編程語言具有普通編程語言的很多特點，用這種編程語言編寫的Shell程序與其他應(yīng)用程序具有同樣的效果。

我們最常用的Shell版本是：BASH（GNU的Bourne Again Shell）。

文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)是文件存放在磁盤等存儲設(shè)備上的組織方法。Linux系統(tǒng)能支持多種目前流行的文件系統(tǒng)，如EXT2、 EXT3、 FAT、 FAT32、 VFAT和ISO9660。

Linux以文件的形式對計算機中的數(shù)據(jù)和硬件資源進行管理，也就是徹底的一切皆文件，反映在Linux的文件類型上就是：普通文件、目錄文件（也就是文件夾）、設(shè)備文件、鏈接文件、管道文件、套接字文件（數(shù)據(jù)通信的接口）等等。

這些種類繁多的文件被Linux使用目錄樹進行管理， 所謂的目錄樹就是以根目錄（/）為主，向下呈現(xiàn)分支狀的一種文件結(jié)構(gòu)。一切皆文件和文件目錄樹的資源管理方式一起構(gòu)成了Linux的文件體系，讓Linux操作系統(tǒng)可以方便使用系統(tǒng)資源。

Linux中的常用文件類型：

普通文件（-）

·從Linux的角度來說，類似mp4、pdf、html這樣應(yīng)用層面上的文件類型都屬于普通文件

·Linux用戶可以根據(jù)訪問權(quán)限對普通文件進行查看、更改和刪除

目錄文件（d，directory file）

·目錄文件對于用慣Windows的用戶來說不太容易理解，目錄也是文件的一種

·目錄文件包含了各自目錄下的文件名和指向這些文件的指針，打開目錄事實上就是打開目錄文件，只要有訪問權(quán)限，你就可以隨意訪問這些目錄下的文件（普通文件的執(zhí)行權(quán)限就是目錄文件的訪問權(quán)限），但是只有內(nèi)核的進程能夠修改它們

·雖然不能修改，但是我們能夠通過vim去查看目錄文件的內(nèi)容

符號鏈接（l，symbolic link）

·這種類型的文件類似Windows中的快捷方式，是指向另一個文件的間接指針，也就是我們常說的軟鏈接

塊設(shè)備文件（b，block）和字符設(shè)備文件（c，char）

·這些文件一般隱藏在/dev目錄下，在進行設(shè)備讀取和外設(shè)交互時會被使用到

·比如磁盤光驅(qū)就是塊設(shè)備文件，串口設(shè)備則屬于字符設(shè)備文件

·系統(tǒng)中的所有設(shè)備要么是塊設(shè)備文件，要么是字符設(shè)備文件，無一例外

FIFO（p，pipe）

·管道文件主要用于進程間通訊。比如使用mkfifo命令可以創(chuàng)建一個FIFO文件，啟用一個進程A從FIFO文件里讀數(shù)據(jù)，啟動進程B往FIFO里寫數(shù)據(jù)，先進先出，隨寫隨讀。

套接字（s，socket）

·用于進程間的網(wǎng)絡(luò)通信，也可以用于本機之間的非網(wǎng)絡(luò)通信

·這些文件一般隱藏在/var/run目錄下，證明著相關(guān)進程的存在