linux是什么系统(Linux内核和Linux操作系统)

什么是Linux和内核？

1991年，一个名叫Linus Torvalds的学生在互联网上发布了一个名为Linux的操作系统。之所以叫操作系统，是因为它实现了对计算机核心硬件的管理。但不能称之为真正的或生产性的操作系统，因为它只实现了对计算机资源的简单管理(即一个操作系统内核)，而没有集成编译器工具和其他必要的操作系统工具。

图1 Linus Torvalds

在Linux的早期，Linux这个术语实际上是Linux操作系统内核的缩写。Linux内核不是操作系统，而是对计算机硬件的管理。它是操作系统的基础，通常包括以下几个方面:

内存管理

进程管理其实就是对CPU的管理。

设备管理，如鼠标、键盘等。

文件管理，即硬盘等存储设备的管理，抽象为文件系统。

网络设备管理，网络设备可以视为一个特例。

应用开发接口

由于Linux内核是开源和免费的，越来越多的公司和个人参与到Linux内核的开发中。而且很多开源项目也移植到Linux上，让Linux逐渐变得丰满。

慢慢的，很多公司在Linux内核的基础上添加开发工具和应用软件，把LLinux内核和这些用户态软件打包成一个操作系统安装镜像。这个系统被称为Linux操作系统，或Linux发行版。这个Linux操作系统和Windows系统一样，普通用户日常工作都可以使用。

Linux的发行版有很多，比如Ubuntu，Redhat，Suse等等，数量相当多。对于传统的概念来说，操作系统应该是一个功能齐全的系统，不仅包括内核，还包括大量的应用软件。因此，Linux的含义从Linux逐渐变为Linux操作系统，Linux的内核称为“Linux内核”，以方便区分。

Linux操作系统和各种发行版

我们简要介绍了Linux操作系统、内核和发行版。对于Linux操作系统来说，它是一个整体，包括Linux内核、系统库和系统程序。Linux内核是最基础的部分，它实现了对硬件资源的管理，并提供了使用这些硬件资源的通用接口。

自1991年LInux内核发布以来，许多公司都加入进来，并基于内核构建了自己的操作系统版本，如Redhat、Debian、Suse等。图2显示了1991年到2007年Linux发行版的演变(请参考私信高清图，linuxtl)。可以看出，到2007年，发行不下20次。

图2 Linux发行版的时间表

有许多Linux发行版。下面简单介绍一下比较流行的发行版。

红帽分布

红帽Linux是由红帽公司发布的Linux发行版。红帽Linux可以算是一个“中年”的Linux发行包，它的1.0版本发布于1994年11月3日。Red Linux应该是业界应用最广泛的操作系统，其他很多发行版都是基于它的，比如CentOS和Oracle Linux。

图3 redhat分布

百分位分布

CentOS发行版是Red Hat LInux的开源版本。它是由红帽Linux根据开源条例发布的源代码编译而成的。因为红帽Linux本身是一个商业操作系统，很多企业在使用时有很多不便，所以这些企业搬到CentOS。

图4百分位分布

红帽、CentOS等操作系统发行版主要用于企业服务，更多用于服务器服务，如Web服务、云计算等。

Ubuntu发行版

Ubuntu最初是基于边地的桌面发行版。Ubuntu基本可以替代Windows实现日常办公，因为它的发行版包含了日常办公常用的所有软件，比如邮件客户端、开源办公套件等我们能想到的工具。而且这些工具都是免费的。

图5 Ubuntu发行版

以下是Ubuntu桌面版的桌面截图。可以看出它和Windows或者MacOS很像，美观度也很好。

图6 Ubuntu桌面

Ubuntu发展迅速。目前除了桌面版，还有服务版、云计算版等其他版本，几乎覆盖了所有应用领域。

Suse分布

Suse是由德国SuSE Linux AG发行和维护的Linux发行版，是该公司的注册商标。第一个版本出现在1994年初，也是较早的版本之一。2004年，这家公司被Novell公司收购。

图7 Suse分布

我们只介绍了主流发行版。Linux的发行版有很多，很难一一介绍。最后，我们总结了Linux社区中几个关键发行版和几个重要事件的时间表，如图所示。当然，这不仅包括Linux操作系统本身，还包括编译器和Git版本控制工具等等。

图8 Linux的30件大事

Linux操作系统的总体架构

我们前面介绍过，操作系统不仅仅包括内核，内核只是操作系统的基础，实现了对硬件资源的管理。操作系统的组件通常包括以下部分:

操作系统内核

系统数据库

系统工具集

基于上述关键组件，用户可以使用操作系统或基于操作系统开发自己的应用程序。图4是Linux操作系统架构的示意图。从这个图可以看出操作系统、硬件和应用软件之间的关系。下面介绍一下各部分的意义和作用。

图4 Linux的整体架构

Linux内核(内核)

它是内核操作系统最核心、最基础的部分。它实现了对计算机硬件的管理，并提供了与上层的接口。这里的接口包括开发接口、管理接口等等。一般来说，操作系统内核有两种，微内核和宏内核。

微内核，顾名思义，只包含最基本的功能特性。在微内核操作系统中，只提供非常简单的软件，包括内存管理、进程管理和进程通信。

宏内核，它不仅提供了内存管理、进程管理和通信功能，还包含许多驱动程序。此外，这些驱动程序通常可以动态加载和卸载。

系统数据库

操作系统不能沾沾自喜。最重要的是为上层提供一个抽象的接口，让开发者开发应用，利用计算机资源。系统库是操作系统提供的抽象接口，即开发接口或系统API。类似的接口还有很多，比如访问文件系统的API，网络套接字API或者进程管理API等。

系统程序(工具集)

系统工具集实际上是操作系统附带的一些软件。这些软件主要实现管理和监控操作系统的功能。例如检查操作系统网络状态(ifconfig)、磁盘格式化和磁盘负载监控等。类似的工具还有很多，这里就不赘述了。

以上只是对Linux操作系统几个核心组件的简单介绍。事实上，Linux的整体架构要复杂得多。从纯Linux内核来看，它要管理CPU、内存、网卡、硬盘、I/O等设备，所以内核本身分为四个核心子系统:进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口。

图5 Linux子系统架构

由于篇幅有限，本文无法对上述子系统进行更详细的介绍。越来越深入的介绍。稍后我们将介绍它。更多精彩内容请关注本号并圈。