关于Linux 内核中五个主要子系统的介绍

合集下载

Linux系统关系族谱图:应用程序、内核、驱动程序、硬件详解

Linux系统关系族谱图:应用程序、内核、驱动程序、硬件详解

Linux系统关系族谱图:应用程序、内核、驱动程序、硬件详解目前,Linux软件工程师大致可分为两个层次:01Linux应用软件工程师(ApplicaTIon Software Engineer):主要利用C库函数和Linux API 进行应用软件的编写;从事这方面的开发工作,主要需要学习:符合linux posix标准的API函数及系统调用,linux 的多任务编程技巧:多进程、多线程、进程间通信、多任务之间的同步互斥等,嵌入式数据库的学习,UI编程:QT、miniGUI等。

02Linux固件工程师(Firmware Engineer):主要进行Bootloader、Linux的移植及Linux设备驱动程序的设计工作。

一般而言,固件工程师的要求要高于应用软件工程师的层次,而其中的Linux设备驱动编程又是Linux程序设计中比较复杂的部分,究其原因,主要包括如下几个方面:1 )设备驱动属于Linux内核的部分,编写Linux设备驱动需要有一定的Linux操作系统内核基础;需要了解部分linux内核的工作机制与系统组成2)编写Linux设备驱动需要对硬件的原理有相当的了解,大多数情况下我们是针对一个特定的嵌入式硬件平台编写驱动的,例如:针对特定的主机平台:可能是三星的2410、2440,也可能是atmel的,或者飞思卡尔的等等3 )Linux设备驱动中广泛涉及到多进程并发的同步、互斥等控制,容易出现bug;因为linux本身是一个多任务的工作环境,不可避免的会出现在同一时刻对同一设备发生并发操作4 )由于属于内核的一部分,Linux设备驱动的调试也相当复杂。

linux设备驱动没有一个很好的IDE环境进行单步、变量查看等调试辅助工具;linux驱动跟linux内核工作在同一层次,一旦发生问题,很容易造成内核的整体崩溃。

在任何一个计算机系统中,大至服务器、PC机、小至手机、mp3/mp4播放器,无论是复杂的大型服务器系统还是一个简单的流水灯单片机系统,都离不开驱动程序的身影,没有硬件的软件是空中楼阁,没有软件的硬件只是一堆废铁,硬件是底层的基础,是所有软件。

linux操作系统的组成

linux操作系统的组成

linux操作系统的组成1.内核(Kernel)Linux内核是整个Linux操作系统的核心,它负责管理系统资源,包括硬件、内存、进程、文件系统等。

内核提供了一系列系统调用,用户空间程序可以通过这些系统调用来访问内核提供的功能。

2.用户空间(User Space)用户空间是操作系统中除内核之外的部分。

用户空间包括Shell、图形界面、应用程序等。

用户空间通过系统调用来访问内核提供的功能。

用户空间和内核之间有一个保护机制,保证用户空间程序不能直接访问内核资源,只能通过系统调用。

3.ShellShell是Linux系统中的命令解释器,它充当了用户和内核之间的接口。

用户可以在Shell中输入命令,Shell解析命令并通过系统调用调用内核提供的功能。

Linux操作系统中常用的Shell有Bash、Zsh、Fish等。

4.文件系统(File System)Linux操作系统支持多种文件系统,包括Ext2、Ext3、Ext4、Btrfs、XFS等。

文件系统是管理文件和目录的机制,它负责在硬盘上分配空间,存储文件内容和元数据。

文件系统还提供了一些额外的功能,如权限管理、链接、快速查找等。

5.设备驱动程序(Device Driver)设备驱动程序是连接硬件设备和内核的桥梁,它转换设备的IO请求为内核能够理解的形式,并向内核提供设备的状态信息。

Linux操作系统支持多种设备驱动程序,包括字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序等。

6.命令行工具(Command-Line Tool)Linux操作系统提供了丰富的命令行工具,可以轻松地完成各种任务。

常见的命令行工具有ls、cp、mv、mkdir、rm等,还有一些高级工具,如awk、sed、grep等。

7.图形界面(Graphical User Interface)Linux操作系统提供了多种图形界面,如GNOME、KDE、Xfce、LXDE等。

图形界面提供了一种更加友好的交互方式,用户可以通过鼠标点击、拖拽等方式完成操作,极大地提高了用户的工作效率。

linux操作系统的结构及详细说明

linux操作系统的结构及详细说明

linux操作系统的结构及详细说明linux的操作系统的结构你了解多少呢?下面由店铺为大家整理了linux操作系统的结构及详细说明的相关知识,希望对大家有帮助!linux操作系统的结构及详细说明:一、 linux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。

Linux 内核由如下几部分组成:内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。

系统调用接口:SCI 层提供了某些机制执行从用户空间到内核的函数调用。

这个接口依赖于体系结构,甚至在相同的处理器家族内也是如此。

SCI 实际上是一个非常有用的函数调用多路复用和多路分解服务。

在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的实现,并在 ./linux/arch 中找到依赖于体系结构的部分。

1. 内存管理对任何一台计算机而言,其内存以及其它资源都是有限的。

为了让有限的物理内存满足应用程序对内存的大需求量,Linux 采用了称为“虚拟内存”的内存管理方式。

Linux 将内存划分为容易处理的“内存页”(对于大部分体系结构来说都是 4KB)。

Linux 包括了管理可用内存的方式,以及物理和虚拟映射所使用的硬件机制。

不过内存管理要管理的可不止 4KB 缓冲区。

Linux 提供了对 4KB 缓冲区的抽象,例如 slab 分配器。

这种内存管理模式使用 4KB 缓冲区为基数,然后从中分配结构,并跟踪内存页使用情况,比如哪些内存页是满的,哪些页面没有完全使用,哪些页面为空。

这样就允许该模式根据系统需要来动态调整内存使用。

为了支持多个用户使用内存,有时会出现可用内存被消耗光的情况。

由于这个原因,页面可以移出内存并放入磁盘中。

这个过程称为交换,因为页面会被从内存交换到硬盘上。

内存管理的源代码可以在 ./linux/mm 中找到。

2 .进程管理进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。

Linux操作系统介绍

Linux操作系统介绍

Linux操作系统介绍Linux操作系统是一种开源的、免费的操作系统,广泛应用于各种计算设备,包括个人电脑、服务器、嵌入式设备等。

它的灵活性、稳定性和安全性使得它成为许多用户和开发者的首选。

一、Linux的起源和发展Linux操作系统最早是由芬兰计算机科学家Linus Torvalds在上世纪90年代初开发的。

当时,他通过互联网向全球公开发布他开发的操作系统内核,并邀请其他开发者进行贡献。

这种开放的合作模式成为开源软件开发的里程碑,也推动了Linux的迅速发展。

Linux操作系统的设计灵感主要来自于另一种名为UNIX的操作系统。

UNIX是一种商业操作系统,但因为其强大的功能和稳定性而受到广泛认可。

而Linux操作系统则以开源的方式免费提供给用户,使得更多的人能够使用这个强大的操作系统。

二、Linux的特点和优势1. 开放源代码:Linux采用开源模式,任何人都可以获取其源代码进行查看和修改。

这使得用户能够自定义和优化操作系统,提高性能和安全性。

2. 多用户和多任务:Linux操作系统支持多用户同时登录和执行多个任务。

这使得多个用户能够以独立的方式使用计算机,并同时进行不同的任务。

3. 稳定性和安全性:相对于其他操作系统,Linux系统具有更高的稳定性和安全性。

它能够处理大量的并发任务,减少崩溃和故障的概率。

同时,Linux社区的开发者积极修复操作系统中的漏洞,确保用户的安全。

4. 跨平台性:Linux操作系统可以运行在多种硬件平台上,包括个人电脑、服务器、手机、平板电脑等。

无论是高性能的服务器还是嵌入式设备,Linux都可以提供强大的功能和性能。

5. 丰富的应用软件:Linux操作系统有丰富的应用软件可供选择。

这些应用软件涵盖了各个领域,包括办公、图像处理、编程开发等。

用户可以根据自己的需求自由选择软件,满足个性化的需求。

三、常用的Linux发行版由于Linux系统的开源特性,许多开发者都发布了自己的Linux发行版。

linux 分支详解

linux 分支详解

linux 分支详解摘要:1.Linux 分支概述2.Linux 内核版本和发行版的概念3.Linux 的主要分支4.Linux 分支的命名规则5.Linux 分支的发展趋势正文:【1.Linux 分支概述】Linux 是一个自由和开放源代码的类Unix 操作系统。

在Linux 的世界里,有很多不同的版本和发行版可供选择。

为了更好地了解Linux 的版本和发行版,我们需要先了解Linux 分支的概念。

【2.Linux 内核版本和发行版的概念】Linux 内核是操作系统的核心,它负责管理系统的资源和与硬件进行交互。

Linux 发行版则是将内核和其他软件组合在一起的一个完整的操作系统。

一个发行版通常包括一个特定的内核版本,以及一系列预先安装的软件和图形化界面。

【3.Linux 的主要分支】Linux 的主要分支包括:(1) 稳定版(Stable):也称为主线(Mainline)或LTS(Long Term Support)版本。

这个分支包含了经过测试的最新稳定内核代码,适用于生产环境。

(2) 测试版(Testing):这个分支主要用于测试新的功能和修复bug,以确保它们在稳定版中能够正常工作。

(3) 不稳定版(Unstable):也称为开发版(Development)或Sid 版。

这个分支包含了最新的、尚未经过充分测试的内核代码,适用于开发者和爱好者。

【4.Linux 分支的命名规则】Linux 分支的命名规则通常包含三个部分:主版本号、次版本号和修订号。

例如,Linux 内核版本4.19.0 中,4 表示主版本号,19 表示次版本号,0 表示修订号。

【5.Linux 分支的发展趋势】随着Linux 社区的不断发展,我们可以预见以下几个趋势:(1) 稳定版的发行周期可能会变得更长,以确保每个版本都足够稳定。

(2) 测试版将变得更加重要,以确保在稳定版中引入的新功能和修复的bug 能够正常工作。

(3) 不稳定版将继续成为开发者和爱好者的试验田,为Linux 社区贡献新的功能和创新。

Linux基础知识 (2)

Linux基础知识 (2)

第1章1、Linux支持(多用户、可移植、多进程)。

2、Linux是所谓的“Free Software”,这个“Free”的含义是(Linux可自由修改和发布)。

3、关于Linux内核版本的说法(依次表示为主版本号、次版本号、修正次数的形式;1.2.2表示稳定的发行版;2.2.6表示对内核2.2的第6次修正)。

4、(红旗server4、red hat9、fedora8)等软件都是Linux发行版本。

5、与Windows相比Linux在(桌面)方面相对应用的较少。

6、Linux系统各组成部分中(内核)是基础。

7、Linux内核管理包括的子系统(CPU管理系统、内存管理系统、文件管理系统、设备管理系统)。

8、关于Shell的说法(操作系统的外壳、用户与Linux内核之间的接口、一个命令语言解释器)。

9、R Shell在Linux环境下不能使用。

10、在Linux中把声卡当作字符设备。

第2章1、安装linux至少需要( 2 )个分区?2、RHEL Sever5 系统启动时默认由(GRUB )系统引导程序实施系统加载3、在RHEL Sever5 的安装过程中,下列哪个操作是必须的?键盘类型设置4、/dev/hda5 在linux 中表示(IDEO接口上主盘的逻辑分区)5、超级用户的口令必须符合什么要求?(至少6个字节,并且大小写敏感)6、系统引导的过程一般包括如下几步:(1)MBR中的引导装载程启动;(2)登录;(3)linux内核运行;(4)BIOS自检。

正确的顺序是(4)(1)(3)(2)7、SElinux的默认设置是(强制)8、初次启动RHEL server5 时需要添加一个用户,此用户属于(普通用户)类型的用户9、在硬盘空间已完成使用的windows XP 的计算机上加装RHEL Sever5 时,应采用(建立自定义分区)分区方式10、要安全删除LINUX必须进行哪两个步骤?(1)删除引导装载程序;(2)删除超级用户;(3)删除LINUX的磁盘分区;(4)删除安装日志文件。

linux操作系统课程学习笔记,我的Linux学习笔记·Linux操作系统基础

linux操作系统课程学习笔记,我的Linux学习笔记·Linux操作系统基础

linux操作系统课程学习笔记,我的Linux学习笔记·Linux操作系统基础今天的笔记主要是关于Linux操作系统根底的相关学问。

那就从我⾯前的电脑开端讲起。

计算机和操作系统计算机主要包括五个部分:运算器,控制器,存储器,输⼊设备和输出设备。

通常,运算器,控制器再加上其他⼀些部件如寄存器等构成了我们通常所说的CPU(central processing unit),存储器则主要是内存。

运算器,控制器和存储器可以实现数据的处理.但是数据从何⽽来,运算之后的结果去往哪⾥?这就需要输⼊设备和输出设备(I/O设备)。

我们通常⽤到的输⼊设备包括键盘⿏标等,输出设备为屏幕,打印机等。

值得⼀提的是,计算机中有个叫做硬盘的东西,它并不是存储器,⽽是⼀个I/O设备。

在将数据读取到内存时,它是⼀个输⼊设备;⽽将结果保存到磁盘时,它就变成了⼀个输出设备。

这么多设备整合在⼀起,就成了⼀台计算机。

它可以接收我们的指令(键盘⿏标),通过运算(CPU),把结果展⽰给我们(屏幕,硬盘等)。

但是这么多硬件是如何协调作⽤,共同完成⼀个任务⽽不会我⾏我素地乱来呢?我们需要⼀个东西,它可以控制硬件有序地⼯作,各⾃执⾏⾃⼰的任务,这个东西就是操作系统(Operating System)。

操作系统是⼀个特殊的软件,它的任务就是硬件管理—控制CPU的运算,控制内存的分配,控制计算机的⼏乎⼀切。

假如⼀台电脑没有操作系统,它可能只是⼀个艺术品,或者⼀堆废铁。

⼀个完整的操作系统包括内核和⼀些辅助软件。

内核的主要任务就是进⾏硬件管理,它是⼀个操作系统最基础最底层的东西。

内核若想很好地控制硬件并使其发挥相应的功能,需要和硬件相识相知相爱,他俩可以成为完美的⼀对,全都仰仗于驱动的帮忙。

驱动是硬件的灵魂,它向操作系统提供了访问和使⽤硬件的接⼝,以便在某项任务中最⾼效地调⽤硬件。

什么是LinuxLinux就是⼀个操作系统,它可以管理整个计算机硬件,并且可以接收我们的指令,来指挥硬件完成相应的任务,并把结果反馈给我们。

linux系统结构框架

linux系统结构框架

linux系统结构框架
Linux系统一般有4个主要部分:内核、shell、文件系统和应用程序。

内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构,它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。

1.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。

Linux 内核由如下几部分组成:内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统和网络管理等。

2.Shell:shell是命令行解释器,可以为用户提供对系统的访问,也可以被用作程序或者脚本的命令行环境。

有多种shell可以选择,比如bash,zsh,ksh等。

3.文件系统:Linux系统使用一个基于文件的层级结构来组织和存储系统资源。

每个文件和目录都从根目录“/”开始,然后层层嵌套。

4.应用程序:Linux系统上可以运行各种应用程序,包括文本编辑器、浏览器、开发工具等。

应用程序为用户提供了使用系统的接口。

在更细致的层次结构上,Linux系统的内存管理分为几个主要组件,包括物理内存管理、虚拟内存管理以及内核内存管理等。

物理内存管理负责物理内存的分配和回收,虚拟内存管理则将物理内存映射到虚拟地址空间,并实现内存的共享和保护。

内核内存管理则负责内核空间的分配和释放,以及内核页面的交换等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

关于Linux 内核中五个主要子系统的介绍
发布时间:2008.01.02 06:23来源:赛迪网作者:sixth
1.进程调度(SCHED):控制进程对CPU的访问。

当需要选择下一个进程运行时,由调度程序选择最值得运行的进程。

可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程,如果某个进程在等待其它资源,则该进程是不可运行进程。

Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。

2.内存管理(MM)允许多个进程安全的共享主内存区域。

Linux的内存管理支持虚拟内存,即在计算机中运行的程序,其代码,数据,堆栈的总量可以超过实际内存的大小,操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中,其余的程序块则保留在磁盘中。

必要时,操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。

内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。

硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换;硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。

3.虚拟文件系统(VirtualFileSystem,VFS)隐藏了各种硬件的具体细节,为所有的设备提供了统一的接口,VFS提供了多达数十种不同的文件系统。

虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。

逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统,如ext2,fat等,设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。

4.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。

网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。

网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯,每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。

5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。

处于中心位置的进程调度,所有其它的子系统都依赖它,因为每个子系统都需要挂起或恢复进程。

一般情况下,当一个进程等待硬件操作完成时,它被挂起;当操作真正完成时,进程被恢复执行。

例如,当一个进程通过网络发送一条消息时,网络接口需要挂起发送进程,直到硬件成功地完成消息的发送,当消息被成功的发送出去以后,网络接口给进程返回一个代码,表示操作的成功或失败。

其他子系统以相似的理由依赖于进程调度。

相关文档
最新文档