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 *** 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
内虚碧核是 *** 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内核由差顷举如下几部分组成: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是系统的用户界面,提供了用户与内核进行交互 *** 作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行,是一个命令解释器。另外,shell编程语言具有普通编程语言的很多特点,用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
目前主要有下列版本的shell:
①Bourne shell:是贝尔实验室开发的。
②BASH:是GNU的Bourne Again
shell,是GNU *** 作系统上默认的shell,大部分Linux的发行套件使用的都是这种shell。
③Korn shell:是对Bourne shell的发展,在大部分内容上与Bourne shell兼容。
④C shell:是SUN公司shell的BSD版本。
3、文件系统
文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统,如EXT2、EXT3、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660。
4、应用程序
标乎简准的Linux系统一般都有一套称为应用程序的程序集,它包括文本编辑器、编程语言、X Window、办公套件、Internet工具和数据库等。
Linux 内核设计的理念主要有这几个点:
MutiTask,多任务
SMP,对称多处理
ELF,可执行文件链接格式
Monolithic Kernel,宏内核
MutiTask
MutiTask 的意思是多任务,代表着 Linux 是一个多任务的 *** 作系统。多任务意味着可以有多个任务同时执行,这里的「同时」可以是并发或并行:
对于单核 CPU 时,可以让每个任务执行一小段时间,时间到就切换另外一个任务,从宏观角度看,一段时间内执行了多个任务,这被称为并发。
对于多核 CPU 时,多个任务可以同时被不同核心的 CPU 同时执行,这被称为并行。
SMP
SMP 的意思是对称多处理,代表着每个 CPU 的地位是相等的,对资源的使用权限也是相同的,多个 CPU 共享同一个内存,每个 CPU 都可以访问完整的内存和硬件资源。
这个特点决定了 Linux *** 作系统不会有某个 CPU 单独服务应用程序或内核程序,而是每个程序都可以被分配到任意一个 CPU 上被执行。
ELF
ELF 的意思是可执行文件链接格式,它是 Linux *** 作系统中可执行文件的存储格式
ELF 文件格式
ELF 把文件分成了一个个分段,每一个段都有自己的作用,具体每个段的作用这里就不详细说明了,感兴趣的同学可以去看《程序员的自我修养——链接、装载和库》这本书。
另外,ELF 文件有两种索引,Program header table 中记录了「运行时」所需的段,而 Section header table 记录了二进制文件中各个「段的旅茄首地址」。
那 ELF 文件怎么生成的呢巧祥?
我们编写的代码,首先通过「编译器」编译成汇编代码,接着通过「汇编器」变成目标代码,也就是目标文件,最后通过「链接器」把多个目标文件以及调用的各种函数库链接起来,形成一个可执行文件,也就是 ELF 文件。
那 ELF 文件是怎么被执行的呢?
执行 ELF 文件的时候,会通过「装载器」把 ELF 文件装载孝镇搏到内存里,CPU 读取内存中宏内核的特征是系统内核的所有模块,比如进程调度、内存管理、文件系统、设备驱动等,都运行在内核态。
不过,Linux 也实现了动态加载内核模块的功能,例如大部分设备驱动是以可加载模块的形式存在的,与内核其他模块解藕,让驱动开发和驱动加载更为方便、灵活。
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