linux图形界⾯基本知识（X、X11、Xfree86、Xorg、
GNOME、KDE之间的关系）
LINUX初学者经常分不清楚linux和X之间，X和Xfree86之间，X和KDE，GNOME等之间是什么关系。常常混淆概念，本⽂以⽐较易于理解的⽅式来解释X，X11，XFREE，WM，KDE，GNOME等之间的关系。
⼀、linux本⾝没有图形界⾯，linux现在的图形界⾯的实现只是linux下的应⽤程序实现的。
图形界⾯并不是linux的⼀部分，linux只是⼀个基于命令⾏的操作系统，linux和Xfree的关系就相当于当年的DOS和 WINDOWS3.0⼀
样，windows3.0不是独⽴的操作系统，它只是DOS的扩充，是DOS下的应⽤程序级别的系统，不是独⽴的操作系统，同样 XFree只是linux 下的⼀个应⽤程序⽽已。不是系统的⼀部分，但是X的存在可以⽅便⽤户使⽤电脑。WINDOWS95及以后的版本就不⼀样了，他们的图形界⾯是操作系统的⼀部分，图形界⾯在系统内核中就实现了，没有了图形界⾯windows就不成为windows了，但linux却不⼀样，没有图形界⾯linux还是linux，很多装linux的WEB服务器就根本不装X服务器.这也WINDOWS和linux的重要区别之⼀。
⼆、X是协议，不是具体的某个软件。
X 是协议，就像HTTP协议，IP协议⼀样.这个概念很多初学者甚⾄学习LINUX有⼀定时间的⼈都混淆，⼀个基于X的应⽤程序需要运⾏并显⽰内容时他就联接到X服务器，开始⽤X协议和服务器交谈。⽐如⼀个X应⽤程序要在屏幕上输出⼀个圆那么他就⽤X协议对X服务器说：喂!我需要在屏幕上画⼀个圆.X应⽤程序只负责告诉X服务器在屏幕的什么地⽅⽤什么颜⾊画⼀个多⼤的圆，⽽具体的"画"的动作，⽐如这个圆如何⽣成，⽤什么显卡的驱动程序去指挥显卡完成等等⼯作是由X服务器来完成的。X服务器还负责捕捉键盘和⿏标的动作，假设X服务器捕捉到⿏标的左键被按下了，他就告诉X应⽤程序：亲爱的应⽤程序先⽣，我发现⿏标被按下了，您有什么指⽰吗?如果X应⽤程序被设计成当按下⿏标左健后再在屏幕上画⼀个正⽅形的话，X应⽤程序就对X服务器说：请再画⼀个正⽅形，当然他会告诉服务器在什么地⽅⽤什么颜⾊画多⼤的正⽅形，但不关⼼具体怎么画--那是服务器的事情。
那么协议是需要具体的软件来实现的，这就是下⾯我要讲的:
三、X和XFree86的关系.
有了协议就需要具体的软件来实现这个协议.就好⽐我们有了交通法规就需要交警去根据法规维护交通秩序⼀样.Xfree86就是这样⼀个去根据法规实现协议的 "交警".他按照X协议的规定来完成X应⽤程序提交的在屏幕上显⽰的任务.当然不仅仅是某个特定的交警才可以去维护和实现这个法规，⽐如还可以由
交通协管员来实现交通法规，必要的时候警察也可以介⼊，当然前提是他们都要懂得交通法规，也就是要懂得协议.所以实现X协议的软件也并不只有 XFree86，XFree86只是实现X协议的⼀个免费X服务器软件.商业上常⽤MOTIF，现在还有XORG，还有很多很⼩的由爱好者写的⼩的X服务器软件.甚⾄可以在WINDOWS上有X服务器运⾏，这样你可以在linux系统上运⾏⼀个X应⽤程序然后在另⼀台windows系统上显⽰.多么神奇. 你可以⽤google到这样的X服务器软件.只不过在LINUX上最常⽤的是XFree86.(现在的linux发⾏版都⽤Xorg了)顺便说⼀句，苹果电脑的图形界⾯⽤的也是X协议，⽽且被认为是做的最好的X协议图形界⾯，并且他对X协议的实施是做在系统内核⾥的，所以性能明显好很多，这就是为什么很多⼤型三维图形设计软件都是在苹果平台上的原因.
为了便于理解拿HTTP协议来⽐较:
协议是HTTP (hyper text transmission protocol)
实现这个协议的常⽤服务器有:apache IIS 等
请求这些服务器传输⽂件的客户有:IE ，MOZILLA ，NETSCAPE等.
协议是X
实现这个协议的常⽤服务器有Xfree86 ，Xorg ，Xnest等
请求这些服务器来完成显⽰任务的客户：所有的X应⽤程序.
只不过HTTP协议的服务器和客户端通常都在两台不同的电脑(服务器和客户机)之间来实现，所以⼀般⼈对这个⽐较容易理解.⽽X协议的服务器和客户端程序通常在同⼀台电脑上，因此很多⽤户都感到对此很难理解.既然是协议，那么肯定和平台⽆关的，因此可以让X应⽤程序显⽰在任何装有X服务器的远程计算机上.甚⾄显⽰在装有Xnest服务器的windows系统上.只不过在⼤多数情况下，X应⽤程序都⽤本机的X服务器，然后X服务器将显⽰结果输出到本机的显⽰器.这也是很多⼈不理解X是⼀种协议的原因.
四、X和X11R6⼜是什么关系?
不知道初学者有没有注意到/usr/X11R6这个⽬录，这是XFree的默认安装⽬录
X11R6 实际上是 X Protocol version 11 Release 6
(X协议第11版第六次发⾏)的意思，就是说⽬前⽤的X协议是第11版的，然后经过了6次⼩的修正.不同版本的X协议是不能通信的.就象我们现在IPV4和IPV6不能通信⼀样，不过不⽤担⼼，现在的X服务器软件和X应⽤程序都遵循X11R6.
另外XFree86 3.3.6 XFree86 4.3.6 等这些版本是实现X协议的软件XFree86的版本号.这是初学者经常⾼混淆的概念.
协议版本和实现协议的软件的版本--这两个概念的区别你分清楚了吗?
五、X服务器和WM(window manager 窗⼝管理器)之间是什么关系.
平时⼤家起动图形界⾯是怎么启动的呢?
如果你是⼀开⼰就进⼊图形界⾯那就太遗憾了.应为你错过了了解X服务器起动过程的好时机.不过没关系.你打开⼀个XTERM输⼊:
init 3
就可以安全的回到字符界⾯.
好了，等做完以下实验你就完全明⽩X和WM(window manager 窗⼝管理器)之间是什么关系了.
先输⼊以下命令:
#startx
起动图形界⾯，你看到的是⼀个和平时使⽤⼀样的完整的图形界⾯操作环境.
你可以最⼤化，最⼩化，移动，关闭窗⼝等.
按ctrl+alt+backspace反回字符界⾯.
输⼊:
#xinit
再次启动图形界⾯，你看到了什么，你看到⼀个XTERM.⽽且不能移动.但是你可以在这个XTERM中输⼊命令打开X应⽤程序，如果我输⼊: #mozilla
打开浏览器，你看到的浏览器和平时有什么不同吗?他在屏幕中间，不能移动，不能最⼩化，不能最⼤化，没有边框.
为什么同样⼀个X应⽤程序会有这样的不同呢?因为我们⽤startx起动图形界⾯的时候同时也启动了⼀个WM(即窗⼝管理器)，如果你⽤KDE就起动了KDE，如果你⽤GNOME就起动了GNOME.但是你⽤xinit起动图形界⾯的时候却没有起动WM.
现在你明⽩窗⼝管理器的作⽤了吗?他的作⽤就是最⼤化，最⼩化，移动，关闭窗⼝等.⽽这些不是X服务器来负责完成的.
如果你⽤xinit起动图形界⾯并在xterm中输⼊twm，看看会有什么?
xterm被加上了⼀个边框，你可以通过这个边框移动，最⼤化，最⼩化这个xterm，twm就是XFree86中⾃带的窗⼝管理器，是⼀个⽐较简陋的最简单的窗⼝管理器，但是他具有窗⼝管理器的全部特征.
如果你不输⼊twm⽽输⼊gnome-session就可以起动GNOME
或者输⼊startkde起动KDE.
通过以上的实验你就可以清楚的明⽩他们之间的关系.
六、关于KDE和GNOME
KDE 和GNOME是LINUX⾥最常⽤的图形界⾯操作环境，他们不仅仅是⼀个窗⼝管理器那么简单， KDE是K Desktop Environment 的缩写.他不仅是⼀个窗⼝管理器，还有很多配套的应⽤软件和⽅便使⽤的桌⾯环境，⽐如任务栏，开始菜单，桌⾯图标等等.
GNOME是GNU Network Object Model Environment 的缩写.和KDE⼀样，也是⼀个功能强⼤的综合环境.
另外在其它UNIX系统中，常常使⽤CDE作为这样⼀个环境.
其它的⼩型窗⼝管理器有:
window maker，after step，blackbox，fvwm，fvwm2，等等都是常⽤的优秀窗⼝管理器.REDHAT9中有 window maker 但是默认不安装，⼤家可以装来试试.只要xinit再wmaker&就可以⽤windowmaker了.
七、linux图形界⾯层次关系总结
linux本⾝-->X服务器<-[通过X协议交谈]->窗⼝管理器(综合桌⾯环境)-->X应⽤程序.
Xfree86服务器的实现包括两个部分，⼀部分是和显卡直接打交道的低层，⼀部分是和X应⽤程序打交道的上层。上层负责接收应⽤程序的请求和⿏标键盘的动作。⽽和显卡直接打交道的底层负责指挥显卡⽣成图形，其实就是显卡驱动。上层接收到应⽤程序的请求后，将请求内容做适当处理，然后交给显卡驱动来指挥显卡完成画图的动作.另外，上层的捕捉键盘和⿏标动作的部分会向应⽤程序提供⿏标和键盘的状态信息，应⽤程序接收到这些信息后决定是否再有相应的动作.
平时说的VESA，VGA ，fbdev等其实就是针对不同模式显卡的驱动程序.
VESA(Video Electronics Standards Association)
VGA (Video Graphics Array)
fbdev (FrameBuffer Device)
等
都是不同的显卡标准，不过这些标准都已经很⽼了.现在的显卡都兼容这⼏种模式.
framebuffer模式的显卡本⾝不具有任何运算数据的能⼒，他好⽐是⼀个暂时存放⽔的⽔池.CPU将运算后的结果放到这个⽔池，⽔池再将结果流到显⽰器.中间不会对数据做处理.在这中情况下，所有显⽰任务都有CPU完成，CPU负担很重.从frambuffer这个名字我们就能猜测到他的功能了(数据侦缓冲).
在linux内核中有有framebuffer机制，摹仿framebuffer显卡的这种功能.他的好处是把显卡的硬件结构抽象掉，把所有的显卡都当做⼀个"⽔池"来⽤.应⽤程序也可以直接读取这个⽔池的内容.framebuffer的设备名是 /dev/fb
可以⽤命令:
#dd if=/dev/zero of=/dev/fb
清空屏幕.如果你的X⽤的是framebuffer的驱动，屏幕将全变⿊.通过移动⿏标，切换窗⼝等动作可以让原先的内容重新显⽰.
如果你不⽤framebuffer驱动，可以在字符模式下做这个试验.屏幕将全部被清空.
以下的命令:
#dd if=/dev/fb of=fbfile
可以将fb中的内容保存下来，以后可以重新写回屏幕:
#dd if=fbfile of=/dev/fb
作⽤类似于屏幕截图，但是截下的图不能⽤普通图⽚浏览器看.
现在知道linux中framebuffer设备的神奇了吧.
linux字符界⾯在⾼分辨率下，启动时会有⼀个⼩企鹅logo，这个logo就是⽤framebuffer功能写上屏幕的.
VESA和VGA⽐FB要好很多，但是他的显⽰能⼒也很有限.CPU仍旧要处理⼤部分的显⽰任务.
现在的显卡就不⼀样了，CPU⼏乎不参数显⽰任务，⽽专注于运算⼯作.我们平时在linux下装显卡驱动，其实就是替换掉XFree86中底层的那⼀部分. 使他有更强的显⽰能⼒.⽐如你的显卡是nvidia的，XFree默认的驱动是"nv"，他是⼀个nvidia显卡的通⽤驱动，但是他不能发挥nvidia显卡的性能.这个"nv"驱动模块可以在:
/usr/X11R6/lib/modules/drivers
⽬录下到，⽂件名是:nv_drv.o
这个⽬录下还有很多显卡驱动模块.
apm_drv.o dummy_drv.o nsc_drv.o sis_drv.o
ark_drv.o fbdev_drv.o nv_drv.o tdfx_drv.o什么电脑可以装linux系统
ati_drv.o glint_drv.o r128_drv.o tga_drv.o
atimisc_drv.o i128_drv.o radeon_drv.o trident_drv.o
chips_drv.o i740_drv.o rendition_drv.o tseng_drv.o
cirrus_alpine.o i810_drv.o s3_drv.o vesa_drv.o
cirrus_drv.o linux s3virge_drv.o vga_drv.o
cirrus_laguna.o mga_drv.o savage_drv.o
cyrix_drv.o neomagic_drv.o siliconmotion_drv.o
fbdev vga evsa 等都在其中.
只要在XF86Conf⽂件中的Section module段中指定了什么驱动，X就⽤哪个驱动.
代码:
Section "Module"
Load "dbe"
Load "extmod"
Load "fbdevhw" #这⾥⽤的是fbdev
Load "glx"
Load "record"
Load "freetype"
Load "type1"
Load "dri"
EndSection
这是XFree86 4.0以上版本的⽅法.即X主程序和驱动模块是分开的.
主程序是/usr/X11R6/bin/XFree86 (即上层部分)
然后主程序启动的时候根据配置⽂件决定⽤哪⼀个驱动.
但是，在XFree86以前的版本(3.3.6)中， X主程序和驱动模块是合在⼀起的，因此，以前的Xfree86 3.3.6 有很多针对不同显卡的版本.
另外其他的X服务器如KDrive 也是驱动也主程序整合的，因此同样是KDrive X服务器会有 VESA ，SVGA ，和 fbdev的版本之分.因为这些都是轻量级的X服务器，为了简化结构他做成这样.
Xfree86 4 做成驱动和主程序分离的好处是⽤户可以⾃⼰添加升级驱动.

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