浅谈Linux操作系统

浅谈Linux操作系统摘要:电子计算机诞生以来,计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在,操作系统进入了社会生活的各个方面,涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。应用最广泛的系统之一Linux无论从硬件还是从软件来讲,都已经是一个成熟的操作系统。免费与开源的特性使得Linux对Windows的威胁也越来越大。在服务器和嵌入式系统市场上,Linux已经是主流的操作系统之一。Linux现正稳步拓展桌面操作系统市场。随着Linux的流行,越来越多的厂商开始在其销售的计算机上预装Linux。关键词：操作系统Linux开源免费服务器一、Linux的简介Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统的内核的名字也是“Linux”。Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最著名的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界人人都能自由使用的Unix兼容产品。二、Linux的特色开放性：挃系统遵循丐界标准规范，特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。多用户：是挃系统资源可以被丌同用户使用，每个用户对自己的资源(例如：文件、设备)有特定的权限，互丌影响。多任务：它是挃计算机同时执行多个程序，而丏各个程序的运行互相独立。良好的用户界面：Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚劢条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。设备独立性：是挃操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装它们的驱劢程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备，而丌必知道它们的具体存在形式。Linux是具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力。提供了丰富的网络功能：完善的内置网络是Linux一大特点。可靠的安全系统：Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。良好的可移植性：是挃将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能挄其自身的方式运行的能力。Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行三、Linux内存管理工作原理及其工作流程1.物理地址管理很多小型操作系统，例如eCos，vxworks等嵌入式系统，程序中所采用的地址就是实际的物理地址。这里所说的物理地址是CPU所能见到的地址，至于这个地址如何映射到CPU的物理空间的，映射到哪里的，这取决于CPU的种类（例如mips或arm），一般是由硬件完成的。对于软件来说，启动时CPU就能看到一片物理地址。但是一般比嵌入式大一点的系统，刚启动时看到的已经映射到CPU空间的地址并不是全部的可用地址，需要用软件去想办法映射可用的物理存储资源到CPU地址空间。通常CPU可见的地址是有限制的，32位的CPU最多看见4G的物理空间，64位的就更大了。所以目前的应用64位可能不需要考虑物理内存CPU可见物理空间的问题，然而32位的基本都是要考虑的。这就诞生了一个需求：动态映射。

在linux系统中，例如x86架构，由于CPU可见的3G的空间给了用户程序，内核仅留下了1G，而存储的映射都要映射到这1G的，所以大于1G的内存不实用动态映射都无法访问。

简单的说，就是当需要一个空白内存页的时候动态的将某个物理内存映射到一个地址，再需要就换下已经使用过的重新映射新的到这个地址。2.应用程序地址空间隔离另外一个需求是现代的系统通常不止跑一两个程序，而每个程序又都可以看见和操作完整的地址，如此安装别人发布的进程就是一个危险性很高的操作。嵌入式系统的容易处理，但PC机就难以处理这个问题。因此每个程序在程序可见的地址空间隔离是非常必要的。于是有了虚拟的程序地址空间。每个进程见到的地址范围都是一样的，然而其访问同一个地址返回的数据却是不一样的。们还加入了内存页的回收类型属性：可回收、可移动、不可回收。相当于定期的对磁盘进行磁盘整理来让不连续的空闲内存块重新连续起来。由于用户程序使用的内存页都是动态映射来的，所以后台只需要替换一下映射就能实现对用户程序透明的页面置换，所以这种做法的效率也是不错的。

除了在分配上注意不产生碎片，内核也会定期的回收已经分发出去的页面。合理的分发加上有效的回收构成了linux内核管理的核心。四、操作系统未来发展趋势随着计算机技术和网络技术的普及，在通用主流操作系统仍然占据比较大的市场份额的基础上，未来一些操作系统将逐步向专用化和小型化等方面发展，并具备如下新特点：开源化、专用化、小型化或专用化、便携化、网络化、安全化和可信化。五、附录参考文献[1]张顺香.《操作系统》[M].武汉大学出版社,2009.[2]王波.个人计算机操作系统的发展与展望[J].电脑知识与技术,2011(12).[3]潘爱民,戴夫·普罗伯