Bài giảng Hệ điều hành: Hệ điều hành Linux

Chương này giới thiệu về hệ điều hành Linux. Mục tiêu của chương học này là khảo sát lịch sử hệ điều hành Unix, nguồn gốc của Linux và một số nguyên tắc bắt buộc để thiết kế Linux; nghiên cứu mô hình xử lý Linux bằng việc minh họa cách định thời các quá trình và cung cấp truyền thông liên quá trình; Xem xét cách quản lý bộ nhớ trong Linux;... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ điều hành: Hệ điều hành Linux 4. Hệ điều hành Linux 21.1 Hệ điều hành Linux n Lịch sử Linux n Nguyên tắc thiết kế n Lập trình Kernel Modules n Quản lý quá trình n Định thời n Quản lý bộ nhớ n Hệ thống file n Hệ thống xuất nhập (I/O) n Truyền thông liên quá trình n Cấu trúc mạng n Bảo mật 21.2 Mục tiêu n Khảo sát lịch sử hệ điều hành Unix - nguồn gốc của Linux và một số nguyên tắc bắt buộc để thiết kế Linux n Nghiên cứu mô hình xử lý Linux bằng việc minh họa cách định thời các quá trình và cung cấp truyền thông liên quá trình. n Xem xét cách quản lý bộ nhớ trong Linux n Tìm hiểu xem Linux hiện thực hệ thống file và quản lý các thiết bị xuât nhập như thế nào 21.3 Lịch sử n Linux là một hệ điều hành tiên tiến và miễn phí dựa trên tiêu chuẩn Unix n Ban đầu Linux phát triển nhỏ. Đến năm 1991 Linus Torvalds kết hợp thêm kernel(nhân) với mục đích chính là có khả năng thích hợp với Unix n Lịch sử cho thấy Linux là sự cộng tác của nhiều người sử dụng trên toàn thế giới, hầu hết họ trao đổi đều qua internet n Linux được thiết kế để có thể chạy hiệu quả trên những phần cứng máy tính thông thường, hơn nữa Linux còn có thể chạy trên nhiều nền phần cứng khác. n Nòng cốt của hệ điều hành Linux kernel là toàn bộ nguyên bản, nhưng nó có thể chạy nhiều phần mềm Unix miễn phí, đó là kết quả của việc tích hợp code để có thể thích hợp Unix. n Thêm vào đó, thay đổi Linux bao gồm cung cấp thêm kernel, các ứng dụng, và các công cụ quản lý 21.4 The Linux Kernel n Phiên bản 0.01 (5-1991) không có mạng, chỉ có thể chạy trên 80386- tương thích với vi xử lý intel và trên phần cứng máy tính, đặc biệt bị giới hạn trong giao tiếp device-drive, và chỉ cung cấp cho hệ thống file Minix n Linux 1.0 (3-1994) có thêm một số tính năng mới: l Hỗ trợ thêm giao thức mạng TCP/IP theo chuẩn UNIX l Các chương trình mạng được hỗ trợ giao tiếp socket tương thích BCD l Hỗ trợ giao tiếp Device-driver để có thể chạy IP trong mạng Ethernet l Tăng cường hệ thống file l Hỗ trợ cách sắp xếp cho điều khiển SCSI giúp tăng hiệu quả truy xuất đĩa. l Hỗ trợ thêm phần cứng n Phiên bản 1.2 (5-1995) là bản Linux kernel cho PC cuối cùng 21.5 Linux 2.0 n 6-1996, 2.0 thêm 2 tính năng mới: l Hỗ trợ thêm cấu trúc phức tạp, bao gồm cồng Alpha 64-bit l Hỗ trợ cấu trúc đa vi xử lý. n Các tính năng khác: l Cải thiện mã quản lý bộ nhớ l Cải thiện hiệu suất TCP/IP l Hỗ trợ vào nhân(kernel) sơ cấp các luồng, và tự động nạp các module theo yêu cầu l Giao diện cấu hình chuẩn n Được dùng cho Motorola 68000-series vi xử lý, hệ thống Sun Sparc, PC và hệ thống PowerMac n 2.4 và 2.6 tăng thêm hỗ trợ SMP, thêm nhật ký trong hệ thống file, ưu tiên kernel, hỗ trợ bộ nhớ 64-bit 21.6 Hệ thống Linux n Linux dùng nhiều công cụ giống như: hệ thống Berkeley’s BSD,hệ thống MIT’s X Window, và dự án Free Software Foundation's GNU n Một thư viện nhỏ được bắt đầu bằng dự án GNU, và cộng đồng Linux đã dần dần cải thiện. n Mạng Linux-công cụ quản lý được bắt nguồn từ mã 4.3BSD; Nguồn gốc của mã BSD gần đây như Free BSD đã mượn lại từ bảng mã này của Linux n Các hệ thống Linux được duy trì bởi một mạng lưới lỏng lẻo của các cộng tác trên Internet, với một số lượng nhỏ của các trang web công cộng hoạt động với tiêu chuẩn thực tế 21.7 Linux Distributions n Tập hợp các gói trước khi biên dịch hay distributions, bao gồm hệ thống Linux cơ bản, cài đặt hệ thống, quản lý tiện ích và cơ chế sẵn sàng để cài đặt các gói của công cụ tiện ích n Các phân phối đầu tiên quản lý các gói bằng cách đơn giản là cung cấp phương tiện để bung tất cả các tập tin vào nơi thích hợp; các phân phối sau này bao gồm các gói quản lý nâng cao n Mỗi nhà phân phối bao gồm SLS và Slackware l Red Hat và Debian là các nhà phân phối phổ biến bao gồm các nguồn thương mại và không thương mại n Gói định dạng file RPM cho phép tích hợp giữa các nhà phân phối Linux 21.8 Giấy phép Linux n Nhân Linux được phân phát bởi GNU General Public License (GPL), các điều khoản trong đó được đặt ra bởi Free Software Foundation n Bất cứ ai sử dụng Linux, hay tạo ra các ứng dụng của Linux, có thể làm mất nguồn gốc của các sản phẩm độc quyền; phần mềm phát hành dưới GPL có thể không được cấp phát lại như là sản phẩm binary-only 21.9 Nguyên tắc thiết kế n Linux là một hệ thống đa tác vụ, đa người dùng với tập hợp các công cụ thích hợp với Unix n Các hệ thống tập tin của nó tôn trọng triệt để UNIX semantic truyền thống , và nó thực hiện đầy đủ các tiêu chuẩn mô hình mạng UNIX n Mục tiêu thiết kế chính là tốc độ, hiệu quả và tiêu chuẩn hóa n Linux được thiết kế để có thể tuân thủ với các tài liệu liên quan posix ; ít nhất có hai phân phối Linux đã chính thức được cấp giấy chứng nhận posix. Giao diện lập trình Linux tuân thủ SVR4 UNIX semantics, hơn là để hoạt động BSD. 21.10 Các thành phần hệ thống Linux 21.11 Các thành phần hệ thống Linux(Cont.) n Giống như hiện thực UNIX, code tạo thành Linux gồm có 3 phần chính; quan trọng nhất là sự khác biệt giữa nhân(kernel) và các phần khác n Kernel có trách nhiệm duy trì những phần trừu tượ ...