第一讲linux概述
1.1linux简介
linux操作系统核心是由25岁的芬兰大学生Linus 于1991年8月在芬兰的赫尔辛基大学发布的。在互联网的背景下，成千上万的程序员加入了它的开发中，使其成为了最流行的操作系统之一。
Linus是一个天才，他的才能不仅展现在编程能力方面，而且组织技巧也相当杰出。Linux的内核是由世界上一些最优秀的程序员开发并不断完善的，他们通过Internet相互协作，开发理想的操作系统；他们享受着工作中的乐趣，而且也获得了充分的自豪感。
Linux并不是一个完整的操作系统。当我们在安装通常所说的Linux时，我们实际安装的是很多工具的集合。这些工具协同工作以组成一个功能强大的实用系统。Linux本身只是这个操作系统的内核，是操作系统的心脏、灵魂、指挥中心。整个系统应该称为GNU/Linux。
Linux优秀的一个原因在于它是基于一组优秀的概念。Unix是一个简单却非常优秀的模型。在Linux 创建之前，Unix已经有20年的发展历史。Linux从Unix 的各个流派中不断吸取成功经验，模仿Unix的优点，抛弃Unix的缺点。这样做的结果是Linux 成为了Unix 系列中的佼佼者：高速、健壮、完整，而且抛弃了历史包袱。
Linux最强大的生命力还在于其公开的开发过程。每个人都可以自由获取内核源程序，每个人都可以对源程序加以修改，而后他人也可以自由获取你修改后的源程序。（GPL协议）
如果你发现了缺陷，你可以对它进行修正，而不用去乞求不知名的公司来为你修正。如果你有什么最优化或者新特点的创意，你也可以直接在系统中增加功能，而不用向操作系统供应商解释你的想法，指望他们将来会增加相应的功能。如果你发现一个安全漏洞后，你可以通过编程来弥补这个漏洞，而不用关闭系统直到你的供应商为你提供修补程序。由于你拥有直接访问源代码的能力，你也可以直接阅读代码来寻缺陷，或是效率不高的代码，或是安全漏洞，以防患于未然。【这对于安全操作系统项目而言，是一个参考原型】
Linux是一个Unix的版本。就像Solaris，AIX等一样。
Linux最早是针对Intel构架开发出来的，但是现在适用于各种硬件平台，诸如Alpha，IBM的个小型机、大小机，Sun的Sparc，ARM等。
1.2linux的产生和发展
简单的说：一个名叫Linus Torvalds的芬兰大学生想要了解Intel的新CPU386。他认为比较好的学习方法是自己编写一个操作系统的内核。出于这种目的，加上他对当时Unix变种版本（即Minix）对于80386类
机器的脆弱支持十分不满，他决定要开发出一个全功能的、支持POSIX标准的、类Unix的操作系统内核，该系统吸收了BSD和System V的优点，同时摒弃了它们的缺点。Linus独立把这个内核开发到0.02版，这个版本已经可以运行gcc、bash和很少的一些应用程序。这些就是他开始的全部工作了。后来，他又开始在因特网上寻求广泛的帮助。
【以下参考了赵炯的书的1.1.1 － 1.1.5】
具体的分析：Linux 操作系统的诞生、发展和成长过程依赖于以下五个重要支柱：UNIX 操作系统、MINIX 操作系统、GNU 计划、POSIX 标准和Internet 网络。
1.2.1 UNIX操作系统
Linux 操作系统是UNIX 操作系统的一个克隆版本。UNIX 操作系统是美国贝尔实验室的Ken.Thompson 和Dennis Ritchie 于1969 年夏在DEC PDP-7 小型计算机上开发的一个分时操作系统。
Ken Thompson 为了能在闲置不用的PDP-7 计算机上运行他非常喜欢的星际旅行（Space travel）游戏，于是在1969 年夏天乘他夫人回家乡加利福尼亚渡假
期间，在一个月内开发出了UNIX 操作系统的原型。当时使用的是BCPL 语言（基本组合编程语言），后经Dennis Ritchie 于1972 年用移植性很强的C语言进行了改写，使得UNIX 系统在大专院校得到了推
广。
1.2.2 MINIX操作系统
MINIX 系统是由Andrew S. Tanenbaum（AST）开发的。AST 是在荷兰Amsterdam 的Vrije 大学数学与计算机科学系统工作，是ACM 和IEEE 的资深会员(全世界也只有很少人是两会的资深会员)。
MINIX 是他1987 年编制的，主要用于学生学习操作系统原理。到1991 年时版本是1.5。目前主要有两个版本在使用：1.5 版和2.0 版。当然目前MINIX 系统已经是免费的，可以从许多FTP 上下载。
对于Linux 系统，他后来曾表示对其开发者Linus 的称赞。但他认为Linux的发展很大原因是由于他为了保持MINIX 的小型化，能让学生在一个学期内就能学完，因而没有接纳全世界许多人对MINIX的扩展要求。因此在这样的前提下激发了Linus 编写Linux 系统。当然Linus 也正好抓住了这个好时机。
作为一个操作系统，MINIX 并不是优秀者，但它同时提供了用C 语言和汇编语言编写的系统源代码。这是第一次使得有抱负的程序员或hacker 能够阅读操
作系统的源代码。在当时，这种源代码是软件商们一直小心守护着的秘密。
1.2.3 GNU计划
linux是一个分时操作系统软件产业在70年代成就了两位针锋相对的领袖人物，来自哈佛大学的比尔·盖茨和Richard M. Stallman。前者宣布了Copyright(版权)时代的到来，并构建了微软帝国的辉煌；后者于1984年创立自由软件体系--GNU，拟定普遍公用版权协议（GeneralPublicLicense，简称GPL），今天Linux的成功就得益于GPL协议。所有GPL协议下的自由软件都遵循着Richard M. Stallman的"Copyleft"(非版权)原则：即自由软件允许用户自由拷贝、修改和销售，但是对其源代码的任何修改都必须向所有用户公开。
GNU 计划和自由软件基金会FSF(the Free Software Foundation)是由Richard M. Stallman 于1984 年一手创办的。旨在开发一个类似UNIX 并且是自由软件的完整操作系统：GNU 系统（GNU 是"GNU's Not  Unix"的递归缩写，它的发音为"guh-NEW"）。各种使用Linux 作为核心的GNU 操作系统正在被广泛的使用。虽然这些系统通常被称作"Linux"，但是Stallman 认为，严格地说，它们应该被称为GNU/Linux 系统。
到上世纪90 年代初，GNU 项目已经开发出许多高质量的免费软件，其中包括有名的emacs 编辑系统、bash shell 程序、gcc 系列编译程序、gdb 调试程序等等。这些软件为Linux 操作系统的开发创造了一个合适的环境。这是Linux 能够诞生的基础之一，以至于目前许多人都将Linux 操作系统称为“GNU/Linux”操作系统。
1.2.4 POSIX标准
POSIX（Portable Operating System Interface for Computing Systems）是由IEEE 和ISO/IEC 开发的一簇标准。该标准是基于现有的UNIX 实践和经验，描述了操作系统的调用服务接口。用于保证编制的应用程序可以在源代码一级上在多种操作系统上移植和运行。它是在1980 年早期一个UNIX 用户组(usr/group)的早期工作基础上取得的。该UNIX 用户组原来试图将AT&T 的System V 操作系统和BerkeleyCSRG 的BSD 操作系统的调用接口之间的区别重新调和集成。并于1984 年定制出了/usr/group 标准。
关于POSIX标准的制定过程：略。
在90 年代初，POSIX 标准的制定正处在最后投票敲定的时候，那是1991-1993 年间。此时正是Linux刚刚起步的时候，这个UNIX 标准为Linux 提供了极为重要的信息，使得Linux 能够在标准的指导下进行开发，并能够与绝大多数UNIX 操作系统兼容。在最初的Linux 内核源代码中（0.01 版、0.11 版）就已经为Linux 系统与POSIX 标准的兼容做好了准备工作。在Linux 0.01 版内核的/include/unistd.h 文件中就已经定义了几个有关POSXI 标准要求的符号常数，而且Linus 在注释中已写道：“OK，这也许是个玩笑，但我正在着手研究它呢”。
1.2.5 Linux的诞生
在1981 年，IBM 公司推出了享誉全球的微型计算机IBM PC。在1981-1991 年间，MS-DOS 操作系统一
直是微型计算机操作系统的主宰。此时计算机硬件价格虽然逐年下降，但软件价格仍然居高不下【a】。当时Apple 的MACs 操作系统可以说是性能最好的，但是其天价使得没人能够轻易靠近【b】。
当时的另一个计算机技术阵营就是UNIX 世界。但是UNIX 操作系统就不仅是价格昂贵的问题了。为了寻求高利润率，UNIX 经销商们把价格抬得极高，PC 小用户根本不能靠近它。曾经一度收到Bell Labs许可而能在大学中用于教学的UNIX 源代码也一直被小心地
守卫着不许公开【c】。对于广大的PC 用户，软件行业的大型供应商们始终没有给出有效的解决这个问题的手段。
正在此时，出现了MINIX 操作系统【d】，并且有一本描述其设计实现原理的书同时发行。由于AST的这本书写的非常详细，并且叙述得有条有理，于是几乎全世界的计算机爱好者都开始看这本书，以期能理解操作系统的工作原理。其中也包括Linux 系统的创始者Linus Benedict Torvalds。当时(1991 年)，Linus Benedict Torvalds 是赫尔辛基大学计算机科学系的二年级学生，也是一个自学的计算机hacker。这个21 岁的芬兰年轻人喜欢鼓捣他的计算机，测试计算机的性能和限制。但当时他所缺乏的就是一个专业级的操作系统。
在同一年间，GNU 计划已经开发出了许多工具软件。其中最受期盼的GNU C 编译器已经出现，但还没有开发出免费的GNU 操作系统。即使是教学使用的MINIX 操作系统也开始有了版权，需要购买才能得
到源代码。虽然GNU 的操作系统HURD一直在开发之中【e】，但在当时看来不能在几年内完成。
（已经有了【a－e】，但是还没有一个os）
为了能更好地学习计算机知识（或许也只是为了兴趣），Linus 使用圣诞节的压岁钱和贷款购买了一台386 兼容电脑，并从美国邮购了一套MINIX 系统软件。就在等待MINIX 软件期间，Linus 认真学习了有关Intel 80386 的硬件知识。为了能通过Modem 拨号连接到学校的主机上，他使用汇编语言并利用80386 CPU 的多任务特性编制出一个终端仿真程序。此后为了将自己一台老式电脑上的软件复制到新电脑上，他还为软盘驱动器、键盘等硬件设备编制出相应的驱动程序。（他编写了一些os相关的程序）
通过编程实践，并在学习过程中认识到MINIX 系统的诸多限制（MINIX 虽然很好，但只是一个用于教学目的简单操作系统，而不是一个强有力的实用操作系统），而且通过上述实践Linus 已经有了一些类似于操作系统硬件设备驱动程序的代码，于是他开始有了编制一个新操作系统的想法。（一个影响深远的想法诞生了）

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