linux操作系统基础知识（组成 | Kernel | Shell | 目录结构）_linux内核 硬件 终端 shell 应用程序 关系

目录

一、linux的组成

1.1 组成结构

1.2 Shell与Kernel

二、Linux Kernel

2.1 linux kernel作用

2.2 进程管理

2.3 文件系统

2.4 文件分类

2.5 设备驱动与网络接口

三、linux系统目录结构

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一、linux的组成

1.1 组成结构

参考文章： https://blog.csdn.net/weixin_36282409/article/details/88658576

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。

Linux内核的模块分为以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信、系统的初始化和系统调用等。

应用程序是最外层，shell与应用系统进行交互，再向内是内核，也就是kernel，kernel与硬件进行交互。

由内而外：硬件资源——内核Kernel——Shell——应用程序

1.2 Shell与Kernel

Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。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。

• Bourne Shell：是贝尔实验室开发的。 　
• BASH：是GNU的Bourne Again Shell，是GNU操作系统上默认的shell,大部分linux的发行套件使用的都是这种shell。
• Korn Shell：是对Bourne SHell的发展，在大部分内容上与Bourne Shell兼容。 　　　
• C Shell：是SUN公司Shell的BSD版本

查看相应shell与kernel的版本的方法：

• 查看内核版本 cat /proc/version
• 查看shell版本  cat /etc/shells

ww@smartdsp3:~$ cat /proc/version
Linux version 4.15.0-72-generic (buildd@lcy01-amd64-023) (gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.12)) #81~16.04.1-Ubuntu SMP Tue Nov 26 16:34:21 UTC 2019
ww@smartdsp3:~$ cat /etc/shells
# /etc/shells: valid login shells
/bin/sh
/bin/dash
/bin/bash
/bin/rbash
/usr/bin/screen

二、Linux Kernel

参考： https://blog.csdn.net/kai_zone/article/details/80444872

https://baike.baidu.com/item/Linux%E5%86%85%E6%A0%B8/10142820?fr=aladdin

2.1 linux kernel作用

内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，决定着系统的性能和稳定性。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

2.2 进程管理

https://www.cnblogs.com/wsxcode/p/9572872.html

进程实际是某特定应用程序的一个运行实体。在 Linux  系统中，能够同时运行多个进程，Linux  通过在短的时间间隔内轮流运行这些进程而实现“多任务”。这一短的时间间隔称为“时间片”，让进程轮流运行的方法称为“进程调度” ，完成调度的程序称为调度程序。

内核通过 SCI 提供了一个应用程序编程接口（API）来创建一个新进程（fork、exec 或 Portable Operating System Interface [POSⅨ] 函数），停止进程（kill、exit），并在它们之间进行通信和同步（signal 或者 POSⅨ 机制）。

2.3 文件系统

  和 DOS 等操作系统不同，Linux 操作系统中单独的文件系统并不是由驱动器号或驱动器名称（如 A:  或 C:  等）来标识的。相反，和 UNIX  操作系统一样，Linux 操作系统将独立的文件系统组合成了一个层次化的树形结构，并且由一个单独的实体代表这一文件系统。Linux  将新的文件系统通过一个称为“挂装”或“挂上”的操作将其挂装到某个目录上，从而让不同的文件系统结合成为一个整体。Linux  操作系统的一个重要特点是它支持许多不同类型的文件系统。Linux 中最普遍使用的文件系统是 Ext2，它也是 Linux  土生土长的文件系统。但 Linux  也能够支持 FAT、VFAT、FAT32、MINIX 等不同类型的文件系统，从而可以方便地和其它操作系统交换数据。由于 Linux  支持许多不同的文件系统，并且将它们组织成了一个统一的虚拟文件系统.

       虚拟文件系统（VirtualFileSystem,VFS）:隐藏了各种硬件的具体细节，把文件系统操作和不同文件系统的具体实现细节分离了开来，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。

在 VFS 上面，是对诸如 open、close、read 和 write 之类的函数的一个通用 API 抽象。在 VFS 下面是文件系统抽象，它定义了上层函数的实现方式。它们是给定文件系统（超过 50 个）的插件。文件系统的源代码可以在 ./linux/fs 中找到。

2.4 文件分类

1) 普通文件：C语言元代码、SHELL脚本、二进制的可执行文件等。分为纯文本和二进制。

2) 目录文件：目录，存储文件的唯一地方。

3) 链接文件：指向同一个文件或目录的的文件。

4)  设备文件：与系统外设相关的，通常在/dev下面。分为块设备和字符设备。注意，设备在linux中是以文件形式存在的。在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。

5）管道(FIFO)文件 :  提供进程建通信的一种方式， https://blog.csdn.net/hyklose/article/details/80419450

 

6）套接字(socket) 文件： 该文件类型与网络通信有关

2.5 设备驱动与网络接口

设备驱动程序是 Linux  内核的主要部分。和操作系统的其它部分类似，设备驱动程序运行在高特权级的处理器环境中，从而可以直接对硬件进行操作。

众所周知，TCP/IP  协议是 Internet  的标准协议，同时也是事实上的工业标准。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。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。

三、linux系统目录结构

https://www.runoob.com/linux/linux-system-contents.html

/bin：binary的缩写，可执行二进制文件(ls,cat,mkdir等)，常用命令

/boot：启动linux的核心文件，包括一些连接文件以及镜像文件，存放用于系统引导时使用的各种文件

/dev ：dev是Device(设备)的缩写, 该目录下存放的是Linux的外部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。

/home：用户的主目录，在Linux中，每个用户都有一个自己的目录，一般该目录名是以用户的账号命名的。

/lost+found：这个目录一般情况下是空的，当系统非法关机后，这里就存放了一些文件（例如windows下叫什么.chk）。类似于回收站，但不是回收站

/etc：etcetera，存放一些系统管理所需要的配置文件和子目录，例如/etc/passwd https://blog.csdn.net/blueair_ren/article/details/79937599

/lib：这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库，其作用类似于Windows里的DLL文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。

/var：用于存放运行时需要改变数据的文件，也是某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件（系统启动日志等。）等。这个目录中存放着在不断扩充着的东西，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。包括各种日志文件。

/usr： 这是一个非常重要的目录，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下，类似于windows下的program files目录。