Linux系统概述

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    本章概述Linux系统。首先描述操作系统提供的主要服务。然后说明实现这些服务的程序 with a considerable lack of detail。本章的目的是理解系统整体，以后再详细说明每个部分。

    一个操作系统的不同部分

　　一个UNIX操作系统包括一个核心程序kernel和一些系统程序system programs。还有一些做某件事情的应用程序application programs。核心是操作系统的心脏 。它跟踪磁盘上的文件，启动程序并运行它们，给不同的进程分配内存和其他资源，从网络接收和向网络发送包，等等。核心很少自己干活，但它提供工具，用这些工具可以建立所有服务。它还阻止任何人直接存取硬件，强制每个人使用它提供的工具。这样，核心给每个用户与其他用户之间提供保护。核心提供的工具通过系统调用system calls使用；要了解关于这的更多的信息，看手册页第二节。

　　系统程序使用核心提供的工具实现操作系统要求的不同的服务。系统程序和所有其他程序运行在核心之上，叫做用户模式user mode。系统程序和应用程序的区别是目的：应用程序意图完成一些有用的工作(或游戏)，而系统程序则为系统工作而需要。字处理器是应用；telnet 是系统程序。区别经常有些模糊，也许，只是为了强制分类。

　　虽然编程语言不必是操作系统的一部分，操作系统也可以包括编译器及其相关的库(Linux下是gcc和C库)。文档、有时甚至游戏，可以是操作系统的一部分。传统上，操作系统被定义为安装磁带或磁盘上的内容；对于Linux就更不清楚，因为它分布在全世界的FTP站点上。

    核心的重要部件

　　Linux核心包括几个重要部分：进程管理、存储器管理、硬件设备驱动、文件系统驱动、网络管理和其他不同的部分。图2.1显示了它们的一些。

　　可能核心最重要的部分(没有它们什么也不能工作)是存储器管理和进程管理。存储器管理负责分配进程的存储器区域和对换空间区域、核心的部件及buffer cache。进程管理产生进程，用切换处理器上的活动进程来实现多任务。

　　在最低级，核心对它支持的每种硬件包含一个硬件设备驱动。因为世界上存在大量不同的硬件，硬件设备驱动的数量极大。有许多不同的硬件，因此软件控制方法不同。但其相似性可能分类驱动，支持相似的操作；每类的每个成员有相同的与核心其他部分接口，但具体实现是不同的。例如，所有的硬盘驱动与核心其他部分接口相同，即他们都有初始化驱动器、读N扇区、写N扇区。

　　核心自己提供的有些软件服务有类似的抽象属性，因此可以抽象分类。例如，不同的网络协议已经被抽象为一个编程接口：BSD socket库。另一个例子是虚拟文件系统virtual filesystem(VFS)层，它从文件系统操作实现中抽象出文件系统操作。每个文件系统类型提供了每个文件系统操作的实现。当一些实体企图使用一个文件系统时，请求通过VFS送出，它将请求发送到适当的文件系统驱动。

    UNIX系统的主要服务

　　本节说明一些最重要的UNIX服务，但不太详细。以后的章节中将更详细地说明。

    init

　　UNIX系统里最重要的服务是由init 提供的。 init 是每个UNIX系统在核心引导最后启动的第一个进程。 init 启动后，它做不同的启动工作继续引导过程(检查和mount文件系统、启动守侯程序等)
init 做的具体事情的列表依赖于用户意愿； init 有多个启动选择。通常提供单用户模式single user mode的概念，此时没有用户能登录，root 在控制台使用一个shell；通常的模式叫多用户模式multiuser mode。一般说来这称为运行级run levels；单用户和多用户模式可以理解为2个运行级，还可以有其他运行级，例如，在控制台上运行X。

　　在普通操作中，init 确认getty 正常运行(允许用户登录)，并收养孤儿进程(父进程已死的进程；UNIX中，所有进程 必须在一棵树中，因此孤儿进程必须收养)。

　　当系统关闭时，init 负责杀死所有其他进程，unmount所有文件系统并停止处理器，根据设置。

    从终端登录

　　从终端登录(通过串行线)和控制台(当不运行X时)是由getty 程序提供的。 init 为每个允许登录的终端启动一个单独的getty 实例 getty 读用户名并运行login 程序，由它读口令。如果用户名和口令正确，login 就运行shell。当shell终止时，即用户注销，或login 因用户名和口令不对而终止时， init 知道并启动一个新的getty 实例。核心没有登录的概念，这都由系统程序处理。

    Syslog

　　核心和许多系统程序会产生错误、警告和其他信息。这些信息在以后能看经常是很重要的，甚至很久以后，所以它们应该被写到一个文件。这个程序是syslog 。它能设置成根据输出信息的程序或重要程度将信息排序到不同的文件。例如，核心信息经常与其他信息分开，单独定向到一个分离的文件，因为核心信息经常更重要且需要有规律地阅读以确定问题。

    定时执行命令: cron 和at