《 Linux操作系统》第一讲 操作系统的基本概念与Linuⅹ概述 学时计划:4学时理论,4学时实验 (实验一: Linux操作系统的安装) 教学大纲: 1、计算机系统的组成 2、计算机软件系统 3、操作系统的基本概念 4、 Linux操作系统 5、 Linux安装 6、讨论与思考 无论你是否相信,也无论你是否知道, Linux操作系统你已经使 用了很多年,并且这个趋势还在迅速发展。 Linux所提供的服务,已 经成为IT和互联网中最为广泛的服务。 我们身边都有哪些 Linux服务呢?在服务器领域中,几乎所有的 网络服务(腾讯、淘宝、网易)都在使用 Linux。在办公和家庭应用 中,除了桌面还在大量使用 Windows外,各种智能家电、小区的智能 服务也都使用了 Linux。在移动终端方面,更是 Linux的天地,大名 鼎鼎的 Android就是基于 Linux内核进行开发的。 因此,除了在桌面电脑领域, Linux已经成为了不可争议的霸主 Linux打败 Windows,还是 Windows打败 Linux,已经不再是讨论和 争议的话题。 在这样的大环境下,学习、掌握、使用、理解、推广 Linux操作 系统,就变得顺其自然和必须。 一、计算机系统 1.1计算机系统的定义 中文名称:计算机系统 英文名称: computer system 1|(anx操作系统》讲稿/河南中医学院/阮晓龙/ phactcm.edu.cn
1 《Linux 操作系统》讲稿 / 河南中医学院 / 阮晓龙 / rxl@hactcm.edu.cn 《Linux 操作系统》第一讲： 操作系统的基本概念与 Linux 概述 学时计划：4 学时 理论，4 学时 实验 （实验一：Linux 操作系统的安装） 教学大纲： 1、计算机系统的组成 2、计算机软件系统 3、操作系统的基本概念 4、Linux 操作系统 5、Linux 安装 6、讨论与思考 无论你是否相信，也无论你是否知道，Linux 操作系统你已经使 用了很多年，并且这个趋势还在迅速发展。Linux 所提供的服务，已 经成为 IT 和互联网中最为广泛的服务。 我们身边都有哪些 Linux 服务呢？在服务器领域中，几乎所有的 网络服务（腾讯、淘宝、网易）都在使用 Linux。在办公和家庭应用 中，除了桌面还在大量使用 Windows 外，各种智能家电、小区的智能 服务也都使用了 Linux。在移动终端方面，更是 Linux 的天地，大名 鼎鼎的 Android 就是基于 Linux 内核进行开发的。 因此，除了在桌面电脑领域，Linux已经成为了不可争议的霸主。 Linux 打败 Windows，还是 Windows 打败 Linux，已经不再是讨论和 争议的话题。 在这样的大环境下，学习、掌握、使用、理解、推广 Linux 操作 系统，就变得顺其自然和必须。 一、计算机系统 1.1 计算机系统的定义 中文名称：计算机系统 英文名称：computer system
定义:由一台或多台计算机和相关软件组成并完成某种功能的系 统。 应用学科:机械工程(一级学科);工业自动化仪表与系统(二 级学科);自动控制器及系统-自动控制系统(三级学科) 1.2计算机系统的组成 计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 硬件是指组成计算机的各种物理设备,也就是我们看得见,摸得 着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功 能部件组成,即:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 这五大部分相互配合,协同工作。其简单工作原理为,首先由输入设 备接受外界信息(程序和数据),控制器发出指令将数据送入(内)存储 器,然后向内存储器发出取指令命令。在取指令命令下,程序指令逐 条送入控制器。控制器对指令进行译码,并根据指令的操作要求,向 存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令,经过运算器计算并 把计算结果存在存储器内。最后在控制器发出的取数和输出命令的作 用下,通过输出设备输出计算结果 1.3未来的计算机 在外观上:台式机、一体机、笔记本、平板电脑、上网本、工作 站、服务器、小型机、高性能集群 在结构上:X86、X64、ARM 计算机软件系统 2.1计算机软件的定义 中文名称:计算机软件 英文名称: computer software 定义:计算机程序或使机器硬件工作的指令集。 应用学科:资源科技(一级学科);资源信息学(二级学科) 概述:计算机软件是指计算机系统中的程序及其文档,程序是计 算任务的处理对象和处理规则的描述;文档是为了便于了解程序所需 的阐明性资料。程序必须装入机器内部才能工作,文档一般是给人看 的,不一定装入机器。 2|(amx操作系统》讲稿/河南中医学院/阮晓龙/ phactcm.edu.cn
2 《Linux 操作系统》讲稿 / 河南中医学院 / 阮晓龙 / rxl@hactcm.edu.cn 定义：由一台或多台计算机和相关软件组成并完成某种功能的系 统。 应用学科：机械工程（一级学科）；工业自动化仪表与系统（二 级学科）；自动控制器及系统-自动控制系统（三级学科） 1.2 计算机系统的组成 计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 硬件是指组成计算机的各种物理设备，也就是我们看得见，摸得 着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功 能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 这五大部分相互配合，协同工作。其简单工作原理为，首先由输入设 备接受外界信息(程序和数据)，控制器发出指令将数据送入(内)存储 器，然后向内存储器发出取指令命令。在取指令命令下，程序指令逐 条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求，向 存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令，经过运算器计算并 把计算结果存在存储器内。最后在控制器发出的取数和输出命令的作 用下，通过输出设备输出计算结果。 1.3 未来的计算机 在外观上：台式机、一体机、笔记本、平板电脑、上网本、工作 站、服务器、小型机、高性能集群 在结构上：X86、X64、ARM 二、计算机软件系统 2.1 计算机软件的定义 中文名称：计算机软件 英文名称：computer software 定义：计算机程序或使机器硬件工作的指令集。 应用学科：资源科技（一级学科）；资源信息学（二级学科） 概述：计算机软件是指计算机系统中的程序及其文档，程序是计 算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需 的阐明性资料。程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看 的，不一定装入机器
2.2计算机软件系统的组成 计算机软件总体分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件是各类操作系统,如 windows、 Linux、UNIX等,还包 括操作系统的补丁程序及硬件驱动程序,都是系统软件类。 应用软件可以细分的种类就更多了,如工具软件、游戏软件、管 理软件等都属于应用软件类。 2.1系统软件 系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件,使得它们可 以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作 个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。 般来讲,系统软件包括操作系统和一系列基本的工具(比如编 译器,数据库管理,存储器格式化,文件系统管理,用户身份验证 驱动管理,网络连接等方面的工具)。 2.2.2应用软件 应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个 特定的程序,比如一个图像浏览器;也可以是一组功能联系紧密,可 以互相协作的程序的集合,比如微软的 Office软件;也可以是一个 由众多独立程序组成的庞大的软件系统,比如数据库管理系统 2.3未来的计算机软件 计算机软件分为单机软件、C/S结构软件、B/S结构软件三种, 这三种形式都将保持强进的发展趋势,并且在应用上相互支持和互通。 在发展方式上,应用的特色和领域更加独立和明晰。例如单机软件将 更多应用在移动开发和智能终端上。 计算机软件的发展趋势:简单易用、与硬件越来越融为一体、基 于互联网和云计算、强调开放的架构、软件工程更加多样化、开发语 言弱化。 三、操作系统的基本概念 3.1什么是操作系统? 操作系统(0 perating System,简称0S)是一管理电脑硬件与 软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。 3l(anx操作系统》讲稿/河南中医学院/阮晓龙/ phactcm.edu.cn
3 《Linux 操作系统》讲稿 / 河南中医学院 / 阮晓龙 / rxl@hactcm.edu.cn 2.2 计算机软件系统的组成 计算机软件总体分为系统软件和应用软件两大类。 系统软件是各类操作系统，如 windows、Linux、UNIX 等，还包 括操作系统的补丁程序及硬件驱动程序，都是系统软件类。 应用软件可以细分的种类就更多了，如工具软件、游戏软件、管 理软件等都属于应用软件类。 2.2.1 系统软件 系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可 以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一 个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。 一般来讲，系统软件包括操作系统和一系列基本的工具（比如编 译器，数据库管理，存储器格式化，文件系统管理，用户身份验证， 驱动管理，网络连接等方面的工具）。 2.2.2 应用软件 应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个 特定的程序，比如一个图像浏览器；也可以是一组功能联系紧密，可 以互相协作的程序的集合，比如微软的 Office 软件；也可以是一个 由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。 2.3 未来的计算机软件 计算机软件分为单机软件、C/S 结构软件、B/S 结构软件三种， 这三种形式都将保持强进的发展趋势，并且在应用上相互支持和互通。 在发展方式上，应用的特色和领域更加独立和明晰。例如单机软件将 更多应用在移动开发和智能终端上。 计算机软件的发展趋势：简单易用、与硬件越来越融为一体、基 于互联网和云计算、强调开放的架构、软件工程更加多样化、开发语 言弱化。 三、操作系统的基本概念 3.1 什么是操作系统？ 操作系统（Operating System，简称 OS）是一管理电脑硬件与 软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石
操作系统是一个庞大的管理控制程序,大致包括5个方面的管理 功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管 理 标准个人电脑的操作系统应提供以下功能:进程管理 ( Processing management)、记忆空间管理( Memory management)、 文件系统( File system)、网络通讯、安全机制( Security)、使用 者界面、驱动程序。目前常见的操作系统有 Windows、 Linux、UNIX、 MAC、BSD、 Solaris 操作系统的相关知识如下图所示 ② 怎 操作王璧 E=1=: 图1-1操作系统所涵盖的知识体系 3.2操作系统的发展史 详见《操作系统发展年表(2011)》 3.3操作系统的主要功能 3.3.1资源管理 系统的设备资源和信息资源都是操作系统根据用户需求按一定 的策略来进行分配和调度的。操作系统的存储管理就负责把内存单元 4|am操作系统》讲稿/河南中医学院/阮晓龙/@phactcm.edu.cn
4 《Linux 操作系统》讲稿 / 河南中医学院 / 阮晓龙 / rxl@hactcm.edu.cn 操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括 5 个方面的管理 功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管 理。 标 准 个 人 电 脑 的 操 作 系 统 应 提 供 以 下 功 能 ： 进 程 管 理 （Processing management）、记忆空间管理（Memory management）、 文件系统（File system）、网络通讯、安全机制（Security）、使用 者界面、驱动程序。目前常见的操作系统有 Windows、Linux、UNIX、 MAC、BSD、Solaris。 操作系统的相关知识如下图所示： 3.2 操作系统的发展史 详见《操作系统发展年表（2011）》 3.3 操作系统的主要功能 3.3.1 资源管理 系统的设备资源和信息资源都是操作系统根据用户需求按一定 的策略来进行分配和调度的。操作系统的存储管理就负责把内存单元 图 1-1 操作系统所涵盖的知识体系
分配给需要内存的程序以便让它执行,在程序执行结束后将它占用的 内存单元收回以便再使用。对于提供虛拟存储的计算机系统,操作系 统还要与硬件配合做好页面调度工作,根据执行程序的要求分配页面, 在执行中将页面调入和调出内存以及回收页面等。 处理器管理或称处理器调度,是操作系统资源管理功能的另一个 重要内容。在一个允许多道程序同时执行的系统里,操作系统会根据 定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待 运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在运行中若遇 到某个事件,例如启动外部设备而暂时不能继续运行下去,或一个外 部事件的发生等等,操作系统就要来处理相应的事件,然后将处理器 重新分配 操作系统的设备管理功能主要是分配和回收外部设备以及控制 外部设备按用户程序的要求进行操作等。对于非存储型外部设备,如 打印机、显示器等,它们可以直接作为一个设备分配给一个用户程序, 在使用完毕后回收以便给另一个需求的用户使用。对于存储型的外部 设备,如磁盘、磁带等,则是提供存储空间给用户,用来存放文件和 数据。存储性外部设备的管理与信息管理是密切结合的。 信息管理是操作系统的一个重要的功能,主要是向用户提供一个 文件系统。一般说,一个文件系统向用户提供创建文件、撤销文件、 读写文件、打开和关闭文件等功能。有了文件系统后,用户可按文件 名存取数据而无需知道这些数据存放在哪里。这种做法不仅便于用户 使用而且还有利于用户共享公共数据。此外,由于文件建立时允许创 建者规定使用权限,这就可以保证数据的安全性。 3.3.2程序控制 个用户程序的执行自始至终是在操作系统控制下进行的。一个 用户将他要解决的问题用某一种程序设计语言编写了一个程序后就 将该程序连同对它执行的要求输入到计算机内,操作系统就根据要求 控制这个用户程序的执行直到结束。操作系统控制用户的执行主要有 以下一些内容:调入相应的编译程序,将用某种程序设计语言编写的 源程序编译成计算机可执行的目标程序,分配内存储等资源将程序调 入内存并启动,按用户指定的要求处理执行中出现的各种事件以及与 5|am操作系统》讲稿/河南中医学院/阮晓龙/ phactcm.edu.cn
5 《Linux 操作系统》讲稿 / 河南中医学院 / 阮晓龙 / rxl@hactcm.edu.cn 分配给需要内存的程序以便让它执行，在程序执行结束后将它占用的 内存单元收回以便再使用。对于提供虚拟存储的计算机系统，操作系 统还要与硬件配合做好页面调度工作，根据执行程序的要求分配页面， 在执行中将页面调入和调出内存以及回收页面等。 处理器管理或称处理器调度，是操作系统资源管理功能的另一个 重要内容。在一个允许多道程序同时执行的系统里，操作系统会根据 一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待 运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在运行中若遇 到某个事件，例如启动外部设备而暂时不能继续运行下去，或一个外 部事件的发生等等，操作系统就要来处理相应的事件，然后将处理器 重新分配。 操作系统的设备管理功能主要是分配和回收外部设备以及控制 外部设备按用户程序的要求进行操作等。对于非存储型外部设备，如 打印机、显示器等，它们可以直接作为一个设备分配给一个用户程序， 在使用完毕后回收以便给另一个需求的用户使用。对于存储型的外部 设备，如磁盘、磁带等，则是提供存储空间给用户，用来存放文件和 数据。存储性外部设备的管理与信息管理是密切结合的。 信息管理是操作系统的一个重要的功能，主要是向用户提供一个 文件系统。一般说，一个文件系统向用户提供创建文件、撤销文件、 读写文件、打开和关闭文件等功能。有了文件系统后，用户可按文件 名存取数据而无需知道这些数据存放在哪里。这种做法不仅便于用户 使用而且还有利于用户共享公共数据。此外，由于文件建立时允许创 建者规定使用权限，这就可以保证数据的安全性。 3.3.2 程序控制 一个用户程序的执行自始至终是在操作系统控制下进行的。一个 用户将他要解决的问题用某一种程序设计语言编写了一个程序后就 将该程序连同对它执行的要求输入到计算机内，操作系统就根据要求 控制这个用户程序的执行直到结束。操作系统控制用户的执行主要有 以下一些内容：调入相应的编译程序，将用某种程序设计语言编写的 源程序编译成计算机可执行的目标程序，分配内存储等资源将程序调 入内存并启动，按用户指定的要求处理执行中出现的各种事件以及与