1、第1章 認(rèn)識(shí)Linux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)概述 Linux操作系統(tǒng)安裝操作系統(tǒng) Linux操作系統(tǒng)概述點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) Linux操作系統(tǒng)安裝點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) 點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) 了解了解掌握了解學(xué)習(xí)目標(biāo)了解操作系統(tǒng)的基本概念1掌握Linux操作系統(tǒng)的安裝方法42了解嵌入式操作系統(tǒng)3了解Linux操作系統(tǒng)的發(fā)展學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)與應(yīng)用，首先需要認(rèn)識(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。Linux是發(fā)展最快、應(yīng)用最為廣泛的嵌入式操作系統(tǒng)之一。Linux操作系統(tǒng)本身的各種特性使其成為嵌入式開發(fā)的首選。如今，它已經(jīng)走過早期的試用階段，逐漸成為了嵌入式開發(fā)的主流。本章將圍繞Lin

2、ux操作系統(tǒng)展開討論，希望讀者可以通過本章學(xué)習(xí)，對(duì)Linux操作系統(tǒng)有更深的認(rèn)識(shí)。1.1 操作系統(tǒng)1.1.1操作系統(tǒng)概述返回目錄1.1.2嵌入式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（Operating System，OS）通常指的是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件與軟件進(jìn)行管理控制的計(jì)算機(jī)程序。它是可以直接運(yùn)行在硬件平臺(tái)上的核心系統(tǒng)軟件，其他軟件則可以在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成運(yùn)行。通俗地說，操作系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)之間的紐帶，也是計(jì)算機(jī)硬件和其他軟件之間的橋梁。操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配置內(nèi)存和控制輸入、輸出設(shè)備等計(jì)算機(jī)硬件管理，也實(shí)現(xiàn)了控制程序運(yùn)行，為應(yīng)用軟件提供支持，分配數(shù)據(jù)資源等軟件管理。現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供了各式各樣的用戶界面，使用戶可以有更

3、好的使用與體驗(yàn)。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)根據(jù)用戶界面的使用環(huán)境和功能特征的不同可分為多種類型，其中3種基本類型是批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)與軟硬件的關(guān)系如圖所示。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)1.批處理操作系統(tǒng)1946年第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)誕生，此時(shí)還沒有操作系統(tǒng)的概念，采用手工操作計(jì)算機(jī)，用戶將與程序和數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的穿孔紙帶裝進(jìn)輸入機(jī)，然后啟動(dòng)輸入機(jī)把程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存，接著通過控制臺(tái)啟動(dòng)程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行。計(jì)算完畢后，打印輸出計(jì)算結(jié)果，用戶可以取走結(jié)果，并卸下紙帶（或卡片）。以便下一個(gè)用戶繼

4、續(xù)使用。圖所示為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)與打孔紙帶。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)20世紀(jì)50年代后期，出現(xiàn)了人機(jī)矛盾，即手工操作比不上計(jì)算機(jī)的高速度，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)資源的利用率。解決的辦法就是擺脫手工操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，于是就出現(xiàn)了批處理操作系統(tǒng)（Batch Processing）。批處理操作系統(tǒng)的工作模式是將許多用戶的作業(yè)組成一批作業(yè)。在計(jì)算機(jī)和輸入機(jī)之間增加一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備磁帶，通過監(jiān)督程序的控制，計(jì)算機(jī)自動(dòng)將輸入機(jī)上的成批用戶作業(yè)讀入磁帶，然后依次把磁帶上的用戶作業(yè)讀入內(nèi)存并執(zhí)行，計(jì)算結(jié)果向輸出機(jī)輸出，如圖所示。然后監(jiān)督程序從輸入機(jī)上讀入另一批作業(yè)，重復(fù)上述步驟。 1.1.1 操作系

5、統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)監(jiān)督程序不斷地處理作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)到作業(yè)的自動(dòng)轉(zhuǎn)接，有效解決了人機(jī)矛盾，提高了計(jì)算機(jī)的利用率。在作業(yè)輸入和結(jié)果輸出時(shí)，主機(jī)不進(jìn)行任何工作。由于輸入機(jī)、輸出機(jī)完成工作的速度較慢，極容易導(dǎo)致主機(jī)處于“忙等”狀態(tài)。為了避免出現(xiàn)主機(jī)速度與輸入輸出設(shè)備速度不匹配的情況，引入了脫機(jī)批處理系統(tǒng)，即輸入輸出脫離主機(jī)控制，如圖所示。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)在圖中可以看到，輸入機(jī)、輸出機(jī)與磁帶之間接入了衛(wèi)星機(jī)，衛(wèi)星機(jī)既可以從輸入機(jī)上讀取用戶作業(yè)并放到輸入磁帶上，又可以從輸出磁帶上讀取執(zhí)行結(jié)果并傳給輸出機(jī)。這樣，主機(jī)不直接與慢速的輸入機(jī)、輸出機(jī)建立聯(lián)系，而是與速度相對(duì)較快的磁帶

6、建立連接，有效緩解了主機(jī)與設(shè)備的矛盾。脫機(jī)批處理系統(tǒng)在20世紀(jì)60年代應(yīng)用十分廣泛。2.分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)（Time Sharing）的工作方式是一臺(tái)主機(jī)連接若干個(gè)終端，每個(gè)用戶可以在自己的終端上聯(lián)機(jī)使用主機(jī)。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)用戶交互式地向系統(tǒng)提出命令請(qǐng)求，系統(tǒng)接收每個(gè)用戶的命令，將處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各用戶的聯(lián)機(jī)作業(yè)。如果某一個(gè)作業(yè)在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)不能完成，則該作業(yè)暫時(shí)中斷，把處理機(jī)讓給其他作業(yè)使用，等待下一輪時(shí)再繼續(xù)使用。操作系統(tǒng)以時(shí)間片為單位，輪流供每個(gè)終端用戶使用。由于計(jì)算機(jī)速度很快，作業(yè)輪轉(zhuǎn)也很快，因此每個(gè)用戶輪流使

7、用一個(gè)時(shí)間片卻不會(huì)感覺到有別的用戶存在。分時(shí)操作系統(tǒng)有多路性、交互性、獨(dú)立性、及時(shí)性的特征。（1）多路性：多個(gè)用戶同時(shí)使用一臺(tái)主機(jī)。從微觀的角度來看是各用戶輪流使用主機(jī)，從宏觀的角度來看是各用戶并行工作使用主機(jī)。（2）交互性：用戶可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)一步向系統(tǒng)提出新的請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的人機(jī)交互工作模式。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)（3）獨(dú)立性：用戶之間是相互獨(dú)立的，操作互不干擾。（4）及時(shí)性：系統(tǒng)可對(duì)用戶的輸入做出及時(shí)的響應(yīng)。多用戶分時(shí)操作系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最為普遍的一類操作系統(tǒng)。其主要目標(biāo)就是對(duì)用戶及時(shí)響應(yīng)，避免用戶等待的時(shí)間過長。3.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)批處理系

8、統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)雖然能獲得較令人滿意的資源利用率和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，但是不能滿足實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)信息處理的應(yīng)用需求。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好地解決了這些問題。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，RTOS）使計(jì)算機(jī)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在嚴(yán)格規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地工作。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是及時(shí)響應(yīng)、高可靠性。（1）及時(shí)響應(yīng)指的是每個(gè)信息接收、分析處理和發(fā)送的過程必須嚴(yán)格在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。（2）高可靠性指的是采取多級(jí)容錯(cuò)措施來保證系統(tǒng)的安全及數(shù)據(jù)的安全。到了20世紀(jì)80年代，大規(guī)

9、模集成電路工藝技術(shù)的快速發(fā)展，微處理器的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)不僅迎來了個(gè)人計(jì)算機(jī)的時(shí)代，而且向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理、智能化的方向發(fā)展。4.個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是一種單用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。其特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)在某一段時(shí)間內(nèi)為單用戶服務(wù)。用戶無須進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)，個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單。一般會(huì)采用圖形界面人機(jī)交互的工作方式。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)5.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的軟件套件，包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享等各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。其目標(biāo)是相互通信及資源共享。6.分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)（Distr

10、ibuted System）通過通信網(wǎng)絡(luò)將不同地域的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，使它們實(shí)現(xiàn)信息互換和資源共享，協(xié)同完成任務(wù)。7.嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)（Embedded Operating System，EOS）是運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)環(huán)境中，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)以及它所操作的各種部件裝置進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、分配的系統(tǒng)軟件。1.1.1 操作系統(tǒng)概述1.1 操作系統(tǒng)通過以上描述可知，操作系統(tǒng)位于底層硬件和用戶之間，用戶可以通過操作系統(tǒng)的用戶界面輸入命令，操作系統(tǒng)則對(duì)命令進(jìn)行解釋，驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，如圖所示。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)1.1.1節(jié)主要介紹操作系統(tǒng)的發(fā)展以及它們

11、各自的特點(diǎn)，最后簡(jiǎn)單地描述了嵌入式操作系統(tǒng)的概念。嵌入式操作系統(tǒng)的概念比較抽象，因此本節(jié)將對(duì)其做進(jìn)一步解釋。認(rèn)識(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，首先需要理解的是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)是完全不同的兩個(gè)概念，切勿混為一談。嵌入式系統(tǒng)指的是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)這里提到的軟硬件可裁剪，指的是根據(jù)不同的硬件平臺(tái)的功能需求，對(duì)系統(tǒng)軟件部分進(jìn)行定制，以達(dá)到系統(tǒng)軟件剛好適配硬件平臺(tái)的狀態(tài)，因此也可以稱之為實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的最優(yōu)化定制。例如，生活中有時(shí)會(huì)遇到對(duì)安卓系統(tǒng)的

12、手機(jī)進(jìn)行刷機(jī)（類似于Windows裝系統(tǒng)）的情況。在將安卓系統(tǒng)燒寫（移植）到手機(jī)之前，需要考慮該系統(tǒng)能否支持手機(jī)中的各種硬件模塊。假設(shè)某款手機(jī)中并沒有支持藍(lán)牙的硬件模塊，不具備藍(lán)牙傳送的功能，因此，操作系統(tǒng)就不需要實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的功能代碼（接口驅(qū)動(dòng)代碼、協(xié)議代碼等）。如果手機(jī)需要支持Wi-Fi功能，那么操作系統(tǒng)中則必須存在Wi-Fi模塊的功能代碼，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的支持與控制。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)綜上所述，嵌入式系統(tǒng)指的是軟硬件結(jié)合的整個(gè)框架體系，上層應(yīng)用實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，下層內(nèi)核實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的控制。最終實(shí)現(xiàn)用戶與硬件產(chǎn)品的交互，嵌入式系統(tǒng)不斷地發(fā)展，越來越智能化，從而達(dá)到產(chǎn)

13、品改善人類生活體驗(yàn)的目的。圖所示為嵌入式系統(tǒng)的整體框架。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)圖展示的只是嵌入式系統(tǒng)的一小部分，嵌入式系統(tǒng)還可以容納更多的外圍接口，以及各種傳感器，結(jié)合無線傳輸?shù)燃夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋。因此嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)很龐大的體系。而嵌入式操作系統(tǒng)是指用于嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，運(yùn)行在嵌入式硬件平臺(tái)的系統(tǒng)軟件部分。嵌入式操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)嵌入式系統(tǒng)全部軟、硬件的資源分配以及任務(wù)調(diào)度等活動(dòng)，是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心組件。20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)商用嵌入式操作系統(tǒng)，它們大部分是為專有系統(tǒng)而開發(fā)的。隨著嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展，各種各樣的嵌入式操作系統(tǒng)相繼問世，出現(xiàn)了越來越多的商

14、用嵌入式操作系統(tǒng)，包括大量開發(fā)源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)。著名的嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、c/OS、VxWorks、QNX等。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)1.LinuxLinux已經(jīng)成為了全球第二大操作系統(tǒng)，Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)。Linux存在著不同的版本，但它們都使用了Linux內(nèi)核。例如：RTLinux實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的Linux；cLinux去掉了Linux的內(nèi)存管理單元（Memory Management Unit，MMU），可以支持沒有MMU的處理器。2.c/OSc/OS是一種典型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。目前流

15、行的是第二版本，即c/OS II。其開發(fā)者為美國嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的專家拉伯羅斯（Jean J.Labrosse）。該系統(tǒng)主要提供任務(wù)調(diào)度和管理、內(nèi)存管理、通信、時(shí)間管理等功能。其特點(diǎn)是開放源代碼、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良、可擴(kuò)展性強(qiáng)等。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)3.VxworksVxWorks是美國WindRiver公司的產(chǎn)品，是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的操作系統(tǒng)。VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)由相對(duì)獨(dú)立、短小精悍的目標(biāo)模塊組成，用戶可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)哪K來配置系統(tǒng)。提供了基于優(yōu)先級(jí)的任務(wù)調(diào)度、通信、中斷、定時(shí)器、內(nèi)存管理等功能，并且具有簡(jiǎn)明易懂的用戶接口。該系統(tǒng)主要應(yīng)用

16、于單板機(jī)、交換機(jī)、路由器等。4.QNXQNX是加拿大QNX軟件系統(tǒng)有限公司開發(fā)的一款實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。QNX的體系結(jié)構(gòu)決定了其具有非常好的伸縮性，用戶可以把應(yīng)用程序代碼和內(nèi)核編譯到一起；其次該系統(tǒng)具有很好的移植性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療儀器設(shè)備、交通運(yùn)輸、安全防衛(wèi)、POS機(jī)、零售機(jī)等關(guān)鍵型應(yīng)用領(lǐng)域。1.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.1 操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的選擇是開發(fā)過程中比較關(guān)鍵的一步，這將直接影響整個(gè)工程的進(jìn)度以及后期的維護(hù)。首先，選擇一款操作系統(tǒng)需要考慮其能否支持硬件；其次需要考慮開發(fā)調(diào)試的工具；最后要考慮的問題是該系統(tǒng)能否滿足應(yīng)用需求，如果該系統(tǒng)開發(fā)的接口太少，則上層應(yīng)用層很難進(jìn)行二次開發(fā)。因此，選

17、擇一款既能滿足應(yīng)用需求，性價(jià)比又可達(dá)到最佳的嵌入式操作系統(tǒng)，是十分重要的。1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1.2.1Linux操作系統(tǒng)的歷史返回目錄1.2.2Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1.2.3Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述20世紀(jì)60年代時(shí)，大部分計(jì)算采用的是批處理的方式。直到1965年，美國AT&T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室（AT&T Bell Labs）加入通用電器公司（General Eletric）和麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）合作的計(jì)劃，開發(fā)出一套多任務(wù)、多用戶的分

18、時(shí)操作系統(tǒng)，即MULTICS（Multiplexed Information and Compuing Service）操作系統(tǒng)。但是由于MULTICS項(xiàng)目比較復(fù)雜，目標(biāo)太大，導(dǎo)致進(jìn)展太慢，最終計(jì)劃被停。1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室決定退出這個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室有個(gè)工程師叫肯 湯普森（Ken Thompson，UNIX系統(tǒng)之父），他在MULTICS上開發(fā)一個(gè)名為“星際旅行（Space Traval）”的游戲，運(yùn)行在GE-635的計(jì)算機(jī)上，但是運(yùn)行速度很慢。于是肯 湯普森準(zhǔn)備將該游戲移植到一臺(tái)PDP-7的機(jī)器上，而這臺(tái)機(jī)器沒有操作系統(tǒng)，于是他決定為PDP-7開發(fā)操作系統(tǒng)。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的

19、歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述圖所示為PDP-7計(jì)算機(jī)。后來天才工程師丹尼斯 里奇（Dennis Ritchie，C語言之父）加入了肯 湯普森的開發(fā)項(xiàng)目。1970年，PDP-7只能支持兩個(gè)使用者，當(dāng)時(shí)布萊恩 柯林漢（Brian Kernighan）開玩笑稱他們的系統(tǒng)為“UNiplexed Information and Computing Service”，縮寫為“UNICS”，后來大家取其諧音，稱其為“UNIX”。1970年，肯 湯普森以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單且接近硬件的B語言（取BCPL的首字母），并且編寫了第一個(gè)UNIX操作系統(tǒng)。因此，1970年也被稱為“UNIX元年”。截止

20、到目前，計(jì)算機(jī)中仍在使用1970年1月1日作為記錄時(shí)間的原點(diǎn)。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1972年，丹尼斯 里奇在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種新的語言，取BCPL的第二個(gè)字母作為語言的名字，即現(xiàn)在的C語言。1973年，C語言的主體完成。此時(shí)肯 湯普森和丹尼斯 里奇為了解決匯編語言移植困難的“痛點(diǎn)”，使用C語言重寫了UNIX的第三版內(nèi)核。至此，UNIX系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)刻，為日后UNIX的普及發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1974年，肯 湯普森和丹尼斯 里奇發(fā)表了名為“UNIX分時(shí)系統(tǒng)”的文章。使得U

21、NIX操作系統(tǒng)正式與外界見面，學(xué)術(shù)界表現(xiàn)出廣泛興趣并希望索取源碼。所以，UNIX第五版本就以“僅用于教育目的”之名提供給各大學(xué)教學(xué)使用。1978年，加州大學(xué)伯克利分析在UNIX進(jìn)行改進(jìn)，推出了自己的UNIX版本：BSD（Berkeley Softwore Distribution）版本。同時(shí)AT&T公司成立了USG（UNIX Support Group，UNIX支持小組），將UNIX變成了商業(yè)化的產(chǎn)品。自此產(chǎn)生了UNIX的兩個(gè)版本線，如圖所示。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述很明顯，BSD的UNIX與AT&T的UNIX競(jìng)爭(zhēng)引發(fā)了UNIX之戰(zhàn)，軟件開發(fā)人員可以根

22、據(jù)自己的需求對(duì)UNIX系統(tǒng)的源碼進(jìn)行裁剪，因此UNIX系統(tǒng)出現(xiàn)了各種各樣的變種。而此時(shí)AT&T的商業(yè)運(yùn)作（即私有化軟件，不對(duì)外公開源代碼），令許多UNIX的愛好者與開發(fā)者感到憂慮，他們認(rèn)為商業(yè)化的種種限制并不利于產(chǎn)品的發(fā)展，相反還可能產(chǎn)生諸多問題。此時(shí)一個(gè)名為理查德 斯托曼（Richard Stallman）的重要人物出現(xiàn)了，他認(rèn)為UNIX系統(tǒng)應(yīng)該是一套完全自由開放的操作系統(tǒng)。一個(gè)好的操作系統(tǒng)，應(yīng)該讓更多的愛好者與開發(fā)者參與進(jìn)來，貢獻(xiàn)自己的所學(xué)，才能讓操作系統(tǒng)變得更加優(yōu)異。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1984年，理查德 斯托曼啟動(dòng)了一個(gè)宏偉的計(jì)劃，即GNU

23、（GNU is not UNIX的遞歸縮寫）計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃的目的是創(chuàng)造一套自由的類UNIX操作系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)使用與UNIX相同的接口，系統(tǒng)本身和其上的軟件都是自由開發(fā)的，可以被免費(fèi)獲取、修改、傳播。每個(gè)人都可以獲得系統(tǒng)的全部的源代碼，并且對(duì)源代碼進(jìn)行修改完善。圖所示為理查德 斯托曼和GNU計(jì)劃標(biāo)志。理查德 斯托曼于1985年創(chuàng)建了自由軟件基金會(huì)，并且于1989年起草了廣為使用的GNU通用公共協(xié)議證書（GPL協(xié)議），以此協(xié)議保證GNU計(jì)劃中的所有軟件的自由性。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1990年，GNU計(jì)劃已經(jīng)初具規(guī)模，其中誕生了很多優(yōu)秀的軟件（世界各地的

24、黑客無償提供，自由軟件基金會(huì)雇傭程序員開發(fā)），如函數(shù)庫（Libraries）、文本編輯器（Text Editors）、網(wǎng)站服務(wù)器（Web Server）、使用者窗口（UNIX Shell）等。Stallman也參與其中，開發(fā)了GCC、GDB等重要軟件。此時(shí)GNU一直沒有開發(fā)出操作系統(tǒng)的核心組件內(nèi)核（Kernel）。1991年，芬蘭赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生林 納 斯 托 瓦 茲（Linus Torvals，Linux之父）為了能在家里的PC上使用與學(xué)校一樣的操作系統(tǒng)，開始編寫自己的類UNIX操作系統(tǒng)。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述同年8月，林納斯 托瓦茲在comp.

25、os.minix新聞組中首次發(fā)布了Linux內(nèi)核的第一個(gè)公共版本，并上傳自己的操作系統(tǒng)代碼到ftp.funet.fi服務(wù)器。最初編寫的操作系統(tǒng)取名為FREAX，并且只適用于Intel 386處理器。該服務(wù)器的管理員阿里 萊姆克（Ari Lemke）覺得操作系統(tǒng)既然是Linus編寫的，又是類UNIX操作系統(tǒng)，不如就叫Linux。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述在自由軟件之父理查德 斯托曼精神的感召下，林納斯 托瓦茲很快以Linux的名字把這款類Unix的操作系統(tǒng)加入自由軟件基金會(huì)的GNU計(jì)劃中，并通過GPL的通用性授權(quán)，允許用戶銷售、復(fù)制并且改動(dòng)程序。而參與修改

26、程序的用戶也必須免費(fèi)公開修改后的代碼。圖所示，為林納斯 托瓦茲和Linux標(biāo)志。1.2.1 Linux操作系統(tǒng)的歷史1.2 Linux操作系統(tǒng)概述狹義地講，原始的Linux只是一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)核。如果將Linux操作系統(tǒng)比作英雄，那么林納斯 托瓦茲的Linux就是英雄的心臟。然而生活中，人們習(xí)慣于將Linux指代整個(gè)操作系統(tǒng)，即包括內(nèi)核、上層軟件及服務(wù)（函數(shù)庫、編譯器、編輯器等）的整體系統(tǒng)。關(guān)于系統(tǒng)的關(guān)系如圖所示。因此，在后續(xù)章節(jié)的描述中，Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核則稱為Linux內(nèi)核。1.2.2 Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1.2 Linux操作系統(tǒng)概述1.2.1節(jié)主要介紹了Linux操作系統(tǒng)的發(fā)

27、展歷史。Linux操作系統(tǒng)是一個(gè)開發(fā)自由的系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑免費(fèi)獲得，并可以任意修改其源代碼，這是其他嵌入式操作系統(tǒng)做不到的。下面介紹Linux操作系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。1.低成本開發(fā)Linux操作系統(tǒng)源代碼開放，允許任何人獲取并修改。通過Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的軟件同樣需要遵守GPL協(xié)議，公布其源代碼。這樣做一方面降低了開發(fā)的成本；另一方面又可以提高開發(fā)產(chǎn)品的效率，并且可以獲得社區(qū)的支持。2.可以應(yīng)用于多種硬件平臺(tái)Linux操作系統(tǒng)可以支持X86、PowerPC、ARM、MIPS等多種體系結(jié)構(gòu)，并且已經(jīng)被移植到多種硬件平臺(tái)。1.2.2 Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1.2

28、 Linux操作系統(tǒng)概述Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)統(tǒng)一的框架對(duì)硬件進(jìn)行管理，從而保證從一個(gè)硬件平臺(tái)到另一個(gè)硬件平臺(tái)的改動(dòng)與上層的應(yīng)用無關(guān)。3.可定制的內(nèi)核Linux內(nèi)核采用模塊定制的方式開發(fā)，可以根據(jù)嵌入式硬件平臺(tái)的個(gè)性需求進(jìn)行定制，實(shí)時(shí)地將模塊插入內(nèi)核或從內(nèi)核中移除。經(jīng)過裁剪的Linux內(nèi)核最小可達(dá)到150KB以下。4.多用戶多任務(wù)Linux操作系統(tǒng)是真正的多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)。多個(gè)用戶可以共享系統(tǒng)資源。多任務(wù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要特點(diǎn)，由于Linux操作系統(tǒng)調(diào)度每一個(gè)進(jìn)程都可以平等地訪問處理器，因此它能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，而且各個(gè)程序的運(yùn)行是相互獨(dú)立的。1.2.2 Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)

29、勢(shì)1.2 Linux操作系統(tǒng)概述5.良好的網(wǎng)絡(luò)功能Linux操作系統(tǒng)內(nèi)置了豐富的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁的開發(fā)工具，如Apache、SSH、MySQL、PHP等。因此Linux操作系統(tǒng)可擔(dān)任全方位的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。Linux操作系統(tǒng)是首先實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的操作系統(tǒng)，其內(nèi)核結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的。對(duì)依賴于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式設(shè)備來說是很好的選擇。1.2.3 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2 Linux操作系統(tǒng)概述Linus Torvalds開發(fā)的Linux操作系統(tǒng)只是一個(gè)內(nèi)核，而非一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，而內(nèi)核是一個(gè)集設(shè)備驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等功能的系統(tǒng)軟件。雖然GN

30、U大量生產(chǎn)和收集系統(tǒng)必備的各種組件，但眾多公司在Linux內(nèi)核源碼的基礎(chǔ)上，將各種軟件和文檔包裝起來并提供系統(tǒng)安裝界面和系統(tǒng)配置，設(shè)定與管理工具，進(jìn)而整合出的Linux發(fā)行版（Distribution），才真正推動(dòng)了Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用，從而讓更多的人開始關(guān)注Linux操作系統(tǒng)。除去非商業(yè)組織Debian開發(fā)的Debian GNU/Linux外，美國的Red Hat公司發(fā)行了Red Hat Linux，法國的Mandrake公司發(fā)行了Mandrake Linux，德國的SUSE公司發(fā)行了SUSE Linux。國內(nèi)眾多公司也發(fā)行了中文版的Linux，如紅旗Linux。Linux目前已經(jīng)有20

31、0多個(gè)發(fā)行版本。其中常見的UNIX/類UNIX版本有Solaris、IBM AIX、Red Hat、Fedora Core、SUSE、Debian、Ubuntu、FreeBSD、OpenBSD等。1.2.3 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2 Linux操作系統(tǒng)概述下面將對(duì)Ubuntu、Red Hat、Debian這三種具有代表性的Linux發(fā)行版進(jìn)行介紹。1.DebianDebian GNU/Linux是一個(gè)非常特殊的版本。1993年，伊恩 默多克（Ian Murdock）發(fā)起Debian計(jì)劃，它的開發(fā)模式和Linux操作系統(tǒng)及其他開源代碼操作系統(tǒng)的模式一樣，由志愿者通過互聯(lián)網(wǎng)合作開發(fā)。De

32、bian開發(fā)者所創(chuàng)建的操作系統(tǒng)中的絕大部分基礎(chǔ)工具來源于GNU計(jì)劃，因此“Debian”常指Debian GNU/Linux。Debian帶來了超過51000個(gè)軟件包（為了能在用戶的計(jì)算機(jī)上輕松安裝，這些軟件包都已經(jīng)被編譯包裝為一種方便的格式），一個(gè)軟件包管理器（Advanced Packaging Tool，PAPT），這些全都是自由軟件。如圖所示，為Debian系統(tǒng)標(biāo)志。1.2.3 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2 Linux操作系統(tǒng)概述Debian系統(tǒng)分為3個(gè)版本，分別為穩(wěn)定版（Stable）、測(cè)試版（Testing）、不穩(wěn)定版（Unstable）。發(fā)布的版本為穩(wěn)定版，測(cè)試版經(jīng)過測(cè)試證

33、明無誤后會(huì)成為新的穩(wěn)定版。2.UbuntuUbuntu（烏班圖）是一個(gè)以桌面應(yīng)用為主的Linux操作系統(tǒng)。其名稱來源于非洲南部祖魯語或豪薩語的“ubuntu”一詞，意思是“人性”、“人道待人”，是非洲的一種價(jià)值觀。類似于儒家的“仁愛”思想。Ubuntu是基于Debian GNU/Linux和GNOME桌面環(huán)境開發(fā)的。從11.04版本起，Ubuntu發(fā)行版放棄了Gnome桌面環(huán)境，改為使用Unity（基于GNOME桌面環(huán)境的用戶界面，由Canonical開發(fā)）。Ubuntu的目標(biāo)在于為一般用戶提供一個(gè)最新、穩(wěn)定且主要由自由軟件構(gòu)建而成的操作系統(tǒng)。2013年，Ubuntu正式發(fā)布面向智能手機(jī)的移動(dòng)

34、操作系統(tǒng)。1.2.3 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2 Linux操作系統(tǒng)概述圖所示為Ubuntu系統(tǒng)標(biāo)志。3.Red HatRed Hat（紅帽）公司創(chuàng)建于1993年，創(chuàng)始人是鮑勃 揚(yáng)（Bob Young）和馬克 尤因（Marc Ewing），是目前世界上最資深的Linux廠商。目前Red Hat系統(tǒng)分為兩個(gè)系列：一個(gè)是由Red Hat公司提供收費(fèi)技術(shù)支持和更新的Red Hat Enterprise Linux（RHEL，Red Hat企業(yè)版）和CentOS（RHEL的社區(qū)克隆版本，免費(fèi)版本）；另一個(gè)是由Red Hat桌面版發(fā)展起來的免費(fèi)版本Fedora Core。圖所示為Red Hat系

35、統(tǒng)標(biāo)志。1.2.3 Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本1.2 Linux操作系統(tǒng)概述Linux操作系統(tǒng)的發(fā)行版本很多，讀者在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)學(xué)習(xí)時(shí)，可根據(jù)自己的需求選擇適合的版本。Linux操作系統(tǒng)版本選取如表所示。1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝1.3.1安裝虛擬機(jī)返回目錄1.3.2安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3.3安裝虛擬機(jī)工具1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝在安裝使用Linux操作系統(tǒng)之前，首先需要考慮為操作系統(tǒng)尋找一個(gè)可以使之運(yùn)行的硬件平臺(tái)。在這里，不建議初學(xué)者將Linux操作系統(tǒng)直接安裝到計(jì)算機(jī)的硬盤而替代生活中常用的Windows操作系統(tǒng)，因?yàn)長inux操作系統(tǒng)的一些工具的使用

36、方式與Windows操作系統(tǒng)不同，對(duì)初學(xué)者來說不太友好。基于上述情況，建議在Windows操作系統(tǒng)上安裝一個(gè)虛擬機(jī)軟件，然后將Linux操作系統(tǒng)運(yùn)行在虛擬機(jī)上。在這里需要說明的是，虛擬機(jī)（Virtual Machine，VM）的作用為通過軟件模擬實(shí)現(xiàn)完整硬件系統(tǒng)的功能。也就是由虛擬機(jī)模擬一個(gè)硬件平臺(tái)，然后將Linux操作系統(tǒng)運(yùn)行在這個(gè)虛擬的“硬件平臺(tái)”上。虛擬機(jī)如同容器，可將操作系統(tǒng)放置到這個(gè)容器中。這樣看來，運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)并不會(huì)影響Windows系統(tǒng)的使用，學(xué)習(xí)起來十分方便。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝目前流行的虛擬機(jī)軟件有VMware（VMware ACE）

37、、VirtualBox、Virtual PC。這里選用虛擬機(jī)VMware Workstation 15 Player 作為安裝演示對(duì)象，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝1.虛擬機(jī)安裝（1）首先進(jìn)入VMware官方網(wǎng)站，獲取虛擬機(jī)資源，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（2）單擊圖中所示的“下載”選項(xiàng)，進(jìn)入下載頁面，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（3）如圖所示，可以選擇下載“免費(fèi)產(chǎn)品試用版和演示”中的“Workstation Pro”版本，試用版本身不免費(fèi)，有使用期限，因此不建議讀者使用。如圖所示。本次選擇

38、“免費(fèi)產(chǎn)品下載”中的“Workstation Player”版本，直接單擊即可開始下載。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（4）圖所示為Workstation 15 Player簡(jiǎn)介與下載選項(xiàng)，選擇Windows版本，即在Windows環(huán)境中安裝虛擬機(jī)。（5）雙擊下載好的VMware Workstation 15 Player安裝程序。啟動(dòng)安裝之后，如遇到重啟計(jì)算機(jī)提示，則選擇重新啟動(dòng)。重啟計(jì)算機(jī)后，再次運(yùn)行該安裝軟件即可進(jìn)入安裝界面。如圖所示，單擊“下一步”按鈕即可。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（6）選擇同意用戶許可協(xié)議，單擊“下一步”按鈕，如圖所示

39、。（7）安裝路徑可以選擇默認(rèn)，也可以根據(jù)情況選擇自定義安裝路徑，需要說明的是，安裝路徑名不建議出現(xiàn)中文名。安裝路徑選擇完成后，進(jìn)入用戶體驗(yàn)設(shè)置界面。界面中的選項(xiàng)可勾選或者不選，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（8）選擇是否創(chuàng)建快捷方式，然后，單擊“下一步”按鈕，如圖所示。（9）自動(dòng)完成相關(guān)組件的安裝，此過程無須干預(yù)，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（10）虛擬機(jī)組件安裝完成后，出現(xiàn)提示，單擊“完成”按鈕即可，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（11）安裝向?qū)瓿珊?，運(yùn)行虛擬機(jī)，則進(jìn)入密鑰驗(yàn)證界面，選擇“免費(fèi)

40、將VMware Workstation 15 Player用于非商業(yè)用途”，單擊“繼續(xù)”按鈕即可，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝2.創(chuàng)建虛擬機(jī)（1）虛擬機(jī)安裝完畢后，則需要開始創(chuàng)建虛擬機(jī)。啟動(dòng)VMware Workstation 15 Player軟件，單擊“創(chuàng)建新虛擬機(jī)”，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（2）進(jìn)入新建虛擬機(jī)向?qū)Ы缑?，選擇“稍后安裝操作系統(tǒng)”，先創(chuàng)建一個(gè)空的虛擬機(jī)。通俗地說，即先為Linux操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)容器，然后再將操作系統(tǒng)裝入容器中。如圖所示，完成選擇后，單擊“下一步”按鈕。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Li

41、nux操作系統(tǒng)安裝（3）進(jìn)入選擇客戶機(jī)操作系統(tǒng)，即預(yù)先設(shè)置虛擬機(jī)中運(yùn)行的操作系統(tǒng)類型?？蛻魴C(jī)操作系統(tǒng)默認(rèn)選擇為Linux，版本為Ubuntu64位，因此可直接單擊“下一步”按鈕，如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（4）選擇命名虛擬機(jī)，并設(shè)置此虛擬機(jī)存放的位置。本次將虛擬機(jī)命名為“Ubuntu16.04”，位置選擇為“E:ubuntuubuntu16.04”，需要注意的是此處設(shè)置的位置為自定義目錄，讀者可根據(jù)情況自行設(shè)定。如圖所示，單擊“下一步”按鈕。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（5）指定磁盤容量，即設(shè)置Linux操作系統(tǒng)使用的硬盤大小。通俗地

42、說，即設(shè)置存放Linux操作系統(tǒng)的“容器”大小。設(shè)置完成后，單擊“下一步”按鈕。如圖所示。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（6）創(chuàng)建完成，顯示創(chuàng)建虛擬機(jī)的詳細(xì)信息，如圖所示，單擊“完成”按鈕即可。1.3.1 安裝虛擬機(jī)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（7）創(chuàng)建虛擬機(jī)成功之后，顯示編輯運(yùn)行界面，如圖所示。此時(shí)只是創(chuàng)建了虛擬機(jī)（只是創(chuàng)建了一個(gè)“容器”），沒有安裝操作系統(tǒng)。因此，接下來將展示如何在虛擬機(jī)中安裝Ubuntu系統(tǒng)。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝本節(jié)將在新創(chuàng)建的虛擬機(jī)環(huán)境下安裝Ubuntu系統(tǒng)。（1）在圖所示的界面中，選擇“編輯虛擬機(jī)設(shè)置”

43、，進(jìn)入虛擬機(jī)設(shè)置界面，如圖所示。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（2）選擇“CD/DVD(SATA)”選項(xiàng)，在“連接”欄中選擇已經(jīng)下載好的ISO鏡像文件即Ubuntu系統(tǒng)鏡像，讀者可以在Ubuntu官方網(wǎng)站下載，但是一般下載時(shí)間較長。因此也可選擇搜索鏡像站點(diǎn)，從鏡像站點(diǎn)中下載。本次將展示用已經(jīng)下載的鏡像直接安裝。如圖所示，選擇已有鏡像，然后單擊“確定”按鈕。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（3）選擇“播放虛擬機(jī)”，如圖所示。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（4）進(jìn)入U(xiǎn)buntu系統(tǒng)的安裝配置界面，進(jìn)行系統(tǒng)

44、語言設(shè)置，選擇“English”后，單擊“Install Ubuntu”按鈕，如圖所示。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（5）可以選擇跳過更新提示與安裝第三方軟件推送，單擊“Continue”按鈕，如圖所示。（6）選擇地區(qū)。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（7）鍵盤布局選擇“English(US)”，如圖所示。（8）設(shè)置用戶名、主機(jī)名與密碼，單擊“Continue”按鈕，如圖所示。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（9）安裝等待界面，如圖所示。（10）如遇到系統(tǒng)提示重啟，則選擇重啟，進(jìn)入載入畫面，如圖所示，

45、按下Enter鍵。1.3.2 安裝Ubuntu系統(tǒng)1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（11）進(jìn)入用戶登錄界面，輸入密碼即可完成登錄，如圖所示。（12）進(jìn)入U(xiǎn)buntu系統(tǒng)桌面，表示安裝成功，如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝安裝虛擬機(jī)工具使虛擬機(jī)可以使用一些十分重要的功能。例如，建立共享文件夾。本節(jié)將展示如何安裝虛擬機(jī)工具。（1）打開VMware Workstation 15 Player菜單欄，選擇“管理”，單擊“安裝VMware Tools”，如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（2）選擇“下載并安裝”，如圖所示。1.3.3 安裝虛

46、擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（3）等待一段時(shí)間，如圖所示。注意，在安裝之前需要禁用物理機(jī)上的防火墻，否則防火墻程序可能會(huì)阻止VMware Workstation更新程序訪問更新服務(wù)器。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（4）下載完畢，系統(tǒng)將自動(dòng)跳轉(zhuǎn)，找到虛擬機(jī)工具的壓縮包，右鍵單擊虛擬機(jī)工具的壓縮包，在彈出的快捷菜單中選擇“Copy To”菜單項(xiàng)，將壓縮包復(fù)制到家（用戶主）目錄中（即/home/用戶名）。如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（5）如圖所示，單擊“Home”選擇家目錄，再單擊“Select”按鈕即可將壓縮包復(fù)制到家目錄

47、中。（6）退出當(dāng)前界面，進(jìn)入家目錄，準(zhǔn)備安裝虛擬機(jī)工具。如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（7）在Ubuntu系統(tǒng)桌面上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“Open Terminal”菜單項(xiàng)打開系統(tǒng)控制終端。如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（8）在終端中輸入Shell命令ls（后續(xù)章節(jié)講解），即可查看到當(dāng)前家目錄中虛擬機(jī)壓縮包。使用命令tar對(duì)壓縮包進(jìn)行解壓，如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（9）解壓結(jié)束后，產(chǎn)生解壓后的文件夾。使用命令cd可進(jìn)入該目錄，使用命令ls可查看當(dāng)前目錄下的文件，如圖所示

48、。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（10）在命令前加入sudo，表示臨時(shí)獲得管理員權(quán)限。以管理員身份執(zhí)行目錄中的VMware-install.pl文件（. / + 文件名），在執(zhí)行過程中，如遇到是否判斷，按Y表示選擇“是”，如遇到需要確認(rèn)的信息，直接按Enter鍵，選擇默認(rèn)即可，如圖所示。1.3.3 安裝虛擬機(jī)工具1.3 Linux操作系統(tǒng)安裝（12）安裝完成，重新啟動(dòng)虛擬機(jī)，如圖所示。至此，虛擬機(jī)工具安裝成功。本章作為全書的第1章以概念為主。重點(diǎn)介紹了操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)的問題，然后介紹了Linux操作系統(tǒng)Ubuntu的安裝以及虛擬機(jī)的安裝和配

49、置工作。讀者需要理解操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)的關(guān)系與區(qū)別，才能更好地明確方向，有助于后續(xù)的學(xué)習(xí)。通過Linux操作系統(tǒng)的安裝，讀者可培養(yǎng)獨(dú)立搭建環(huán)境的能力，以適應(yīng)在開發(fā)中遇到的各種狀況。本章小結(jié)第2章 Linux操作系統(tǒng)的使用初識(shí)終端認(rèn)識(shí)Shell Linux操作系統(tǒng)命令初識(shí)終端 認(rèn)識(shí)Shell點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) Linux操作系統(tǒng)命令點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) 點(diǎn)擊查看本小節(jié)知識(shí)架構(gòu) 掌握了解掌握了解學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握終端的基本操作方法1掌握Shell命令用法42了解Shell命令格式3了解Linux操作系統(tǒng)命令本章將從實(shí)際操作的角度，帶領(lǐng)讀者進(jìn)一步認(rèn)識(shí)Lin

50、ux操作系統(tǒng)的基本使用方法。熟練地使用Linux操作系統(tǒng)（Ubuntu）是學(xué)習(xí)Linux應(yīng)用開發(fā)的前提，因此本章將通過終端著重介紹Linux操作系統(tǒng)的常用Shell命令，完成一些基本且十分實(shí)用的操作功能需求。望讀者可以在理解的基礎(chǔ)上勤練習(xí)，從而盡快熟練使用Linux操作系統(tǒng)。2.1 初識(shí)終端2.1.1終端介紹返回目錄2.1.2終端軟件人們經(jīng)常說，眼睛是心靈的窗戶。而對(duì)于Linux操作系統(tǒng)而言（Ubuntu），終端就是窗戶。盡管目前來看，Linux操作系統(tǒng)的圖形界面已經(jīng)比較成熟，絕大多數(shù)操作完全可以通過圖形界面來完成。但是學(xué)習(xí)通過終端完成對(duì)系統(tǒng)的操作，才能算是打開了Linux系統(tǒng)學(xué)習(xí)的大門。所謂

51、終端，即圖形界面下的一種命令行窗口。用來實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)與用戶的交互。同Windows一樣，盡管人們適應(yīng)了通過桌面完成一系列工作，但Ubuntu的一些系統(tǒng)配置仍需要通過終端完成。打開Windows終端的方式為按“Win + R”鍵，然后在命令框內(nèi)輸入“cmd”。2.1.1 終端介紹2.1 初識(shí)終端如圖所示。2.1.1 終端介紹2.1 初識(shí)終端本書介紹的Ubuntu系統(tǒng)所使用的終端為GNOME，如1.3.3節(jié)中的圖所示，可在系統(tǒng)桌面直接通過單擊打開終端，也可使用快捷鍵打開終端，默認(rèn)快捷鍵為“Ctrl + Alt + T”（可自行在系統(tǒng)設(shè)置中修改）。在終端命令行輸入“exit”并按Enter鍵即可關(guān)閉

52、終端；或者單擊該終端頁面（表示選定該終端），再按“Ctrl + D”鍵（可自行修改）關(guān)閉。GNOME終端界面如圖所示。2.1.1 終端介紹2.1 初識(shí)終端目前桌面環(huán)境下的命令終端軟件有很多種，它們各有特色，且都有各自的用戶群。目前流行的終端軟件有Xterm、Gnome-Terminal、Konsole、rxvt等。本書使用的Linux操作系統(tǒng)（Ubuntu）已默認(rèn)安裝Gnome-Terminal，如圖所示。Gnome-Terminal提供了剪切、粘貼、多標(biāo)簽顯示，以及設(shè)置終端配置文件等功能。中文支持和用戶界面相對(duì)友好。用戶可以使用窗口菜單或快捷鍵完成操作。Xterm是一款基于 X Window

53、 System系統(tǒng)的終端模擬器，用來提供多個(gè)獨(dú)立的Shell 輸入輸出。其最早由馬克 范德沃德（Mark Vandevoorde）于1984年為VS100顯示器編寫的獨(dú)立虛擬終端。Konsole是基于KDE平臺(tái)的終端模擬器，除了提供支持使用Shell的方法，Konsole同樣提供了很多能讓命令行操作便利的功能，如配置文件管理，回滾和配色方案，以及半透明效果等。2.1.2 終端軟件2.1 初識(shí)終端rxvt是X Window系統(tǒng)下一個(gè)很優(yōu)秀的終端模擬器。作為標(biāo)準(zhǔn)的xterm終端的替代品。具有占用資源小，啟動(dòng)快的特點(diǎn)。上述幾款終端軟件區(qū)別不大，窗口類似，都用來實(shí)現(xiàn)命令的輸入，完成用戶與操作系統(tǒng)的交互

54、。名詞解釋：X Window。X Window是一種以位圖方式顯示的軟件窗口系統(tǒng)，最早于1984年麻省理工學(xué)院開發(fā)，后來變成UNIX、類UNIX等操作系統(tǒng)所一致使用的標(biāo)準(zhǔn)化軟件工具包及顯示架構(gòu)的運(yùn)作協(xié)議。X Window通過軟件工具及架構(gòu)協(xié)議建立操作系統(tǒng)所用的圖形用戶界面，此后逐漸擴(kuò)展到其他操作系統(tǒng)上，幾乎所有的操作系統(tǒng)都能支持與使用X Window。GNOME和KDE也都是以X Window為基礎(chǔ)構(gòu)建成而成的。2.1.2 終端軟件2.1 初識(shí)終端2.2 認(rèn)識(shí)Shell2.2.1Shell概述返回目錄2.2.2Shell命令格式2.2.1 Shell概述2.2 初識(shí)Shell用戶使用操作系統(tǒng)幾

55、乎都在桌面環(huán)境下，通過鼠標(biāo)單擊操作基本可以完成大部分的工作。圖形界面對(duì)用戶十分友好，交互方便。然而，Linux操作系統(tǒng)的許多功能使用Shell命令來完成要比圖形界面更快速且直接。因此，掌握Shell命令的用法十分重要。學(xué)習(xí)Shell命令，首先需要理解Shell的定義以及Shell在操作系統(tǒng)中的定位。Shell可直譯為“貝殼”，而Linux操作系統(tǒng)中的Shell可以被視為Linux內(nèi)核的一個(gè)外層保護(hù)工具。主要負(fù)責(zé)完成用戶與內(nèi)核之間的交互，其主要面對(duì)的是用戶。Shell本質(zhì)上是一個(gè)命令行解釋器。其功能為將用戶命令解析為操作系統(tǒng)所能理解的指令，從而實(shí)現(xiàn)用戶與操作系統(tǒng)的交互。Shell為操作系統(tǒng)提供了

56、內(nèi)核以上的功能，直接用來管理和運(yùn)行系統(tǒng)。2.2.1 Shell概述2.2 初識(shí)Shell用戶、Shell和Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核之間的關(guān)系，如圖所示。在這里需要特別注意的是Shell、Shell腳本、Shell命令三者的區(qū)別，它們是三個(gè)不同的概念。Shell命令是用戶向系統(tǒng)內(nèi)核發(fā)送的的控制請(qǐng)求，而這個(gè)控制命令是無法被內(nèi)核理解的。它只是一個(gè)文本流。2.2.1 Shell概述2.2 初識(shí)Shell而Shell是命令行解釋器，是用來解析用戶命令的。Linux內(nèi)核可以做很多事，硬件如顯卡、聲卡、內(nèi)存、硬盤等都由內(nèi)核來控制。這些硬件執(zhí)行的命令需要由用戶來下達(dá)，而內(nèi)核對(duì)用戶的文本控制命令是“聽不懂”的。因

57、此，用戶在命令行提示符下輸入命令文本，這樣的命令傳遞給內(nèi)核前需要有一個(gè)“翻譯”，這個(gè)“翻譯”就是Shell。在特定的情況下，硬件需要執(zhí)行很多命令，這時(shí)可以將命令集合起來，結(jié)合控制語句，編輯成Shell腳本文件，交由Shell批量執(zhí)行。Shell有很多種類型，不同的Shell具備不同的功能。Linux操作系統(tǒng)支持的Shell種類如下。（1）Bourne Shell（簡(jiǎn)稱sh）由AT&T貝爾實(shí)現(xiàn)室鮑恩（S.R.Bourne）開發(fā)。Bourne Shell是UNIX最初使用的Shell。Bourne Shell在Shell編程方面十分優(yōu)秀，但在處理與用戶的交互方面不盡如人意。例如，不支持別名與歷史記

58、錄等功能。2.2.1 Shell概述2.2 初識(shí)Shell（2）Bourne Again Shell（簡(jiǎn)稱bash）是多數(shù)Linux操作系統(tǒng)發(fā)行版的默認(rèn)Shell。作為Bourne Shell的增強(qiáng)版，其各項(xiàng)功能都比較完善。與Bourne Shell完全向下兼容。它提供了命令補(bǔ)齊、命令編輯和命令歷史等特色功能，有很友好的用戶界面。（3）C Shell（簡(jiǎn)稱csh）相較于Bourne Shell更適合編程，其語法與C語言類似。由加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)。C Shell的語法相對(duì)復(fù)雜，且執(zhí)行效率不高。（4）Korn Shell（簡(jiǎn)稱ksh），由戴維 科恩（David Korn）開發(fā)。與Bourne

59、Shell兼容。Linux操作系統(tǒng)提供pdksh（ksh的擴(kuò)展），支持任務(wù)控制，可以在命令行上掛起、后臺(tái)執(zhí)行、喚醒或終止程序。2.2.1 Shell概述2.2 初識(shí)ShellLinux操作系統(tǒng)中Shell的運(yùn)行環(huán)境是終端。用戶只需開啟終端，即可啟動(dòng)Shell環(huán)境。如圖所示，命令行提示符是Shell運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)志。2.2.2 Shell命令格式2.2 初識(shí)Shell1.命令提示符通常情況下Shell命令行提示符采用以下的格式。用戶在提示符后面輸入命令并按Enter鍵，向系統(tǒng)發(fā)送指令。username：用戶名，即當(dāng)前登錄用戶的用戶名。hostname：主機(jī)名，即系統(tǒng)的主機(jī)名。direction：目

60、錄名，即當(dāng)前用戶所處的路徑，“”表示在用戶主目錄下；“/”表示在根目錄（類似于Windows系統(tǒng)下的C盤）下，即系統(tǒng)目錄下。$：Shell提示符，表示當(dāng)前用戶為普通用戶。如果當(dāng)前用戶為超級(jí)用戶（管理員），則提示符為“#”。2.2.2 Shell命令格式2.2 初識(shí)Shell如圖所示，在Ubuntu系統(tǒng)中，通過鼠標(biāo)單擊或者快捷鍵“Ctrl + Alt + T”打開終端，看到當(dāng)前的提示符為“l(fā)inuxubuntu:/1000phone$”。其中，“l(fā)inux”為當(dāng)前登錄的用戶名；主機(jī)名為“ubuntu”；當(dāng)前用戶所處的路徑為“/1000phone”，即用戶主目錄下的“1000phone”目錄中。2