文章目录

  • 写在前面
  • 系统架构
  • 操作系统的组成要素
  • 1.liunx内核
  • 内存管理（MM）
  • 进程管理(SCHED)
  • 虚拟文件系统(Virtual File System,VFS)
  • 进程间通信(IPC)
  • 网络接口(NET)
  • 2.liunx Shell
  • 3.文件系统
  • 虚拟文件系统（VFS）
  • 4.应用程序
  • 三大应用领域


写在前面

接触liunx快一年半的趴，接触知识总觉得是新事物。学习状态是很少关注原理，敲的命令也不少但遇到错误解决能力非常欠缺，即使一个框架搭建出来也是虚假的成就感。总结来说是急于求成，但成只是表面，这样看来真的该反思自己的学习方式了。这是很少的一次这么有耐心去接触操作系统相关知识，慢慢来，我是一直失落的咸鱼。( ｡ớ ₃ờ)

系统架构

放一张网图说明：

操作系统os产品架构图 操作系统整体架构_文件系统


Lib解释为库函数，System Call解释为系统调用，Kernel解释为内核。

操作系统的组成要素

操作系统 = 内核 + 系统程序

系统程序 = 编译环境 + API

编译环境 = 编译程序 + 连接程序 + 装载程序

API = 系统调用 + 语言库函数(C、C++、Java等等)

AUI = shell + 系统服务例程(如x服务器等)+ 应用程序(浏览器，字处理，编辑器等)

linux系统一般分为4个主要部分：内核、shell+库、文件系统和应用.

操作系统os产品架构图 操作系统整体架构_文件系统_02

1.liunx内核

内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。

部分组成：内存管理、进程管理、虚拟文件系统和进程之间通信,网络接口。如图：

操作系统os产品架构图 操作系统整体架构_API_03


主要部分功能如下：

内存管理（MM）

内存管理。负责管理Memory（内存）资源，以便让各个进程可以安全地共享机器的内存资源。另外，内存管理会提供虚拟内存的机制，该机制可以让进程使用多于系统可用Memory的内存，不用的内存会通过文件系统保存在外部非易失存储器中，需要使用的时候，再取回到内存中。

进程管理(SCHED)

进程管理，负责管理CPU资源，以便让各个进程可以以尽量公平的方式访问CPU。

虚拟文件系统(Virtual File System,VFS)

Linux内核将不同功能的外部设备，例如Disk设备（硬盘、磁盘、NAND Flash、Nor Flash等）、输入输出设备、显示设备等等，抽象为可以通过统一的文件操作接口（open、close、read、write等）来访问。

进程间通信(IPC)

不管理任何的硬件，它主要负责Linux系统中进程之间的通信。

网络接口(NET)

提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。Linux 的网络实现支持 BSD 套接字，支持全部的TCP/IP协议。Linux内核的网络部分由BSD套接字、网络协议层和网络设备驱动程序组成。

2.liunx Shell

Shell 是指一种应用程序，也可以说是命令解释器，这个应用程序提供了一个界面，用户通过这个界面访问操作系统内核的服务。

3.文件系统

在LINUX系统中有一个重要的概念：一切都是文件。

文件系统指文件存在的物理空间，linux系统中每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构。一个操作系统的运行离不开对文件的操作，因此必然要拥有并维护自己的文件系统。

操作系统os产品架构图 操作系统整体架构_x系统_04

虚拟文件系统（VFS）

Virtual File System这一层，正是用来解决上面提出的第二个问题，试想，当我们通过mkfs.xxx系列命令创建了很多不同的文件系统，但这些文件系统都有各自的API接口，而用户想要的是，不管你是什么API，他们只关心mount/umount，或open/close等操作。

所以，VFS就把这些不同的文件系统做一个抽象，提供统一的API访问接口，这样，用户空间就不用关心不同文件系统中不一样的API了。VFS所提供的这些统一的API，再经过System Call包装一下，用户空间就可以经过SCI的系统调用来操作不同的文件系统。
VFS所提供的常用API有：

mount()， umount() …
open()，close() …
mkdir() …


和文件系统关系最密切的就是存储介质，存储介质大致有RAM，ROM，磁盘磁带，闪存等。

4.应用程序

标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集，它包括文本编辑器、编程语言，Window、办公套件、Internet工具和数据库等。

三大应用领域

1.Linux作为企业级服务器的应用
Linux系统可以为企业架构WWW服务器、数据库服务器、负载均衡服务器、邮件服务器、DNS服务器、代理服务器、路由器等，不但使企业降低了运营成本，同时还获得了Linux系统带来的高稳定性和高可靠性，且无须考虑商业软件的版权问题。

2.嵌入式Linux系统应用领域
由于Linux系统开放源代码，功能强大、可靠、稳定性强、灵活而且具有极大的伸缩性，再加上它广泛支持大量的微处理体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议，因此，在嵌入式应用的领域里，从因特网设备(路由器、交换机、防火墙，负载均衡器)到专用的控制系统(自动售货机，手机，PDA，各种家用电器)，LINUX操作系统都有很广阔的应用市场。特别是经过这几年的发展，它已经成功地跻身于主流嵌入式开发平台。

3.个人桌面Linux应用领域
所谓个人桌面系统，其实就是我们在办公室使用的个人计算机系统，例如：Windows xp、windows 7、Mac等。Linux系统在这方面的支持也已经非常好了，完全可以满足日常的办公及家长需求。