计算机三级考试知识点：Linux网络操作系统
Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统，同时也是计算机三级考试的重要内容，小编整理了相关知识点，一起来复习下吧：
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1.Linux的发展概况
Linux最初是芬兰赫尔辛基大学的大学生 Linus B.Torvalds在1991年发明设计的。Linux是一个免费的软件包。Linux虽和UNIX操作系统类似，但不是UNIX的变种。
2.Linux的特点
Linux和其他传统网络操作系统相比，最大的区别是：Linux开放源代码。与传统操作系统相比， Linux操作系统的有以下8个特点：
①Linux软件是自由软件，具有开放性。它符合国际标准，容易实现互联，安装及维护成本低。
②Linux支持多用户、多任务;在同一时间内可以有多个用户使用自己的资源而互不影响;多个任务相互独立运行，系统可调度每个进程平等访问CPU。
③Linux能把CPU的性能发挥到极限，具有出色的高速度。
④Linux具有良好的用户界面，包括用户命令界面、系统调用界面和图形用户界面。其中，图形用户界面有KDE和GNOME两种。
⑤Linux具有丰富的网络功能，在通信和网络方面优于其他操作系统。
⑥Linux采取了许多安全措施，包括对读写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等。
⑦Linux具有可移植性，能在微型计算机和大型计算机的任何环境和任何平台上运行。
⑧Linux具有标准的兼容性。符合POSIX标准，支持所有相关的ANSI、IS0、IETF、W3C等业界标准。也符合X/OPEN标准，具有完全自由的X Window实现，另外对工业标准的支持也做得非常好。
3.Linux的组成
Linux操作系统由四部分组成：内核、外壳、文件系统和应用程序。
①内核：内核(kernel)是运行程序和管理像磁盘、打印机等硬件设备的核心程序。
②外核：外核(shell)是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的接口。实际上 Shell是一个命令解释器，解释用户命令，送到内核执行。
③文件系统：它支持目前流行的多种文件系统，如FAT、VFAT、EXT2、EXT3、IS09660、 NFS、SMB等。
④应用程序：标准的Linux系统都有一套应用程序的程序集。
4.Novell公司的SUSE Linux
SUSE Linux Enterprise 11是Nove11公司的下一代企业Linux平台，其性能特点如下。
①虚拟化技术。②关键业务数据中心技术。③UNIX移植。④互操作能力。⑤桌面创新。⑥绿色IT。
5.RedHat公司的Linux
Red Hat Enterprise Linux是红帽企业版，最新版本Red Hat Enterprise Linux 5，其性能特点如下。
①自动化战略。红帽企业Linux是红帽Linux自动化战略的一个核心组件，该战略可以创建一个用于自动化的基础框架，包括虚拟化、身份管理、高可用性等功能。
②降低系统管理成本。
③提供更低的总体成本。
④具有广泛的开源生态系统。
⑤红帽企业Linux是目前最灵活、最常见的服务器操作系统环境。
⑥企业Linux可以提供业内最高水平的性能和完整的虚拟化功能。
⑦软件即服务。通过软件即服务或云计算部署，用户可以将自己的计算资源向数据中心之外扩展。
③红帽企业基于Linux的应用可以帮助ISV预封装应用，将其作为完整的解决方案发布。
6.综述
一般来说，软件分为商业软件、共享软件和自由软件3类。Micosoft公司的WindOWS、Novell公司的N&Ware以及各大公司的UNIX都是商业软件。过去Novell是局域网常用的操作系统，但现在被Windows逐步代替。
Linux是自由软件，除Red Hat,SUSE外，还有Turbo Linux、Stampede Linux、Open Linux、 Debian Linux、Linux Pr0等版本。它们共同特点是：
①具有完备功能的源程序、参考文档、安装手册和功能强大的开发工具。
②提供强大的网络应用支持。
③采用图形化或命令行的用户界面。
④有强大的编辑器、GNU的文书编辑/开发程序等。
⑤符合各国本地化的应用习惯。
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一、Linux的产生
Linux是一种计算机操作系统，通常被称为类Unix系统，这是因为Linux和Unix有着很深的渊源。
在计算机非常昂贵的年代，只有在大学或大型企业中才能够接触到计算机，人们非常希望多个用户能同时连接到一台计算机并同时使用它。于是，计算机科学家开始研究分时系统。分时系统是将CPU的运行时间分为很小的时间片，多个用户任务可以通过交替占有时间片的方式实现快速交互使用CPU。由于时间片是很短的一段时间，以至于每个用户任务、每个用户好像在独占CPU，独占整个计算机系统。在研究人员的不懈努力下，1969年，AT&T公司贝尔实验室开发出了Unix系统。
1986年，芬兰赫尔辛基大学的Andrew Tanenbaum教授为了给学生讲授《计算机操作系统》课程，开发出了Minix系统，这是Unix的一个变体。1991年，Andrew Tanenbaum教授的学生Linus Torvalds，由于对课堂上使用的Minix系统不太满意，于是开始在386 PC机上试着改进Minix系统。
1991年8月，Linus Torvalds在comp.os.minix新闻组贴上了以下这段话：“你好，所有使用minix的人，我正在为386(486)AT做一个免费的操作系统，只是为了爱好，……”
Linus最初为自己的这套系统取名为freax，他将源代码放在了芬兰的一个FTP站点上供大家下载。该站点的管理员认为这个系统是Linus的Minix系统，因此建立了一个名为Linux的文件夹来存放它。于是，Linus的“爱好”就成了今天微软的头号对手，功能强大且价格低廉的Linux操作系统。
1993年底94年初，Linux 1.0终于诞生了！
Linux1.0已经是一个功能完备的操作系统，而且内核写得紧凑高效，可以充分发挥硬件的性能，在4M内存的80386机器上也表现得非常好，至今人们还在津津乐道于此。
Linux的 和 是一只名字叫做 的 ，Linux的是Linus Torvalds所有的。这是由于在 ，一个名字叫做William R. Della Croce的律师开始向各个Linux发布商发信，声明他拥有Linux 的所有权，并且要求各个发布商支付版税，这些发行商集体进行上诉，要求将该注册商标重新分配给Linus Torvalds。
二、Linux的开发模式
Linus于1991年10月5日发布了Linux的.第一个版本Linux 0.0.2，并在网络上公布了Linux核心程序的源代码，同时决定以GPL（大众所有版权，又称GUN通用公共许可证）的方式来发行传播，也就是说这个软件允许任何人以任何形式进行修改和传播。
随着网络的日益盛行，越来越多的技术高超的程序员加入到Linux的开发与完善中来。在这个过程中，无数的富有个性和开创性的程序员在没有计较任何酬劳的前提下，完全自发的加入到开发行列中来。一旦一个程序员完成了其中的部分程序，他便会立即将这个程序发表，并免费将它发给任何一个需要的人，而其他的一些程序员研究它后将会对它修正和改良，然后将它发表。这个过程周而复始，因此Linux的改进速度是最快的，同时它的稳定性也是非常高的。
所以，Linux并非仅由Linus一人开发，而是由全世界几百个程序员共同开发的，当然Linus为内核定了调子。这种集市型的开发模式促成了Linux系统的繁荣。可以说，Linux完全是一个热情、自由、开放的网络产物。
三、Linux的发展
Linux具有良好的兼容性和可移植性。大约在1.3版本之后，Linux开始向其他硬件平台上移植，包括号称最快的CPU——Digital Alpha。所以不要总把Linux与低档硬件平台联系到一块，Linux只是将硬件的性能充分发挥出来而已。Linux必将从低端应用横扫到高端应用！
为了使Linux变的容易使用，Linux也有了许多发布版本，发布版实际上就是一整套完整的程序组合。现在已经有许多不同的Linux发行版和各自的版本号，为了不产生混淆，我们先解释一些常提到的术语。当我们提到的Linux时，一般是指“Real Linux”，即内核，是所有UNIX操作系统的“心脏”。但光有linux并不能成为一个可用的操作系统，还需要许多软件包，编译器、程序库文件、Xwindow系统等等。因为组合方式不同，面向用户对象不同，所以就有了许多不同的Linux发行版。
越来越多的公司在Linux上开发商业软件或把其他Unix平台的软件移植到Linux上来。如今很多IT业界的大腕IBM、Intel、Oracle、Infomix、Sysbase、Corel、Netscape、CA、Novell等都宣布支持 Linux。商家的加盟弥补了纯自由软件的不足和发展障碍，Linux迅速普及到广大计算机爱好者，并且进入商业应用，成为打破某些公司垄断文化圈的希望所在。
Linux是爱好者们通过Internet协同开发出来的，当然它的网络功能十分强大。比如你可以通过ftp、nfs等来安装Linux，用它来做网关等等。随着Linux的发展，衍生出来的应用恐怕出乎Linus本人最初的预料。如有人用它来做路由器，有人来做嵌入式系统，有人来做实时性系统……。常有新手问Linux能做什么？其实它不象那些中看不中用的操作系统，不在于你用它能干什么，而在于你想干什么。
Linux是一个在PC机上运行的Unix系统。Linux系统具有最新 Unix的全部功能，包括真正的多任务、虚拟存储、共享库函数、即时负载、优越的存储管理和TCP/IP、UUCP网络工具等。Linux系统及其发展均符合Posix标准，其内核支持Ethernet、PPP、SLIP、NFS、AX.25、IPX/SPX(Novell)、NCP(Novell)等。系统应用包括tellnet、rlogin、ftp、Mail、gopher、talk、term、news(tin、trn、nn)等全套UNIX工具包。X图形库，包括xterm、fvwm、xxgdb、mosaic、xv、gs、xman等全部X-Win应用工具。商业软件有Motif、WordPerfect。中文工具已有Cxterm、celvis、cemasc、cless、hztty、cytalk、ctalk、cmail等，可以处理GB、BIG5、HZ文件。此外还有DOS模拟软件，可以运行DOS/Win下的软件。
在开始的时候，Linux只是个人狂热爱好的一种产物。但是现在，Linux已经成为了一种受到广泛关注和支持的一种操作系统。和其他的商用Unix系统以及 相比，作为自由软件的Linux具有低成本，安全性高，更加可信赖的优势。直到今天，Linux已经成为一个功能完善的主流网络操作系统。
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一、磁盘的调度算法
磁盘是可被多个进程共享的设备。常用的磁盘调度算法有：先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法和循环扫描算法等。
1.先来先服务FCFS算法：这是一种最简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度，平均寻道时间可能较长。
2.最短寻道时间优先SSTF算法：该算法总是为那些与当前磁头所在的磁道距离最近的请求服务，这种调度算法有较好的平均寻道时间，被广泛采用。但它可能导致某些进程长时间的得不到服务(称之为饥饿现象)
3.扫描(SCAN)算法：SCAN算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方向，避免了饥饿现象的出现。又称为电梯调度算法。
4.循环扫描 CSCAN(Circular SCAN)算法：这是SCAN算法的一种变种算法，CSCAN算法规定磁头只能单向运动，当磁头运动到最外面的被访问磁道时，磁头立即返回到最里面的欲访的磁道。
5.N-Step-SCAN算法
在SSTF、SCAN及CSCAN这几种算法中，都可能出现磁臂停留在某处不动的情况。例如，有一个或几个进程对某一磁道有着较高的访问频率，反复请求对某一磁道进行I/O，从而垄断了整个磁盘设备，把这一现象称为“磁臂粘着”。N步SCAN算法是将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，磁盘调度将按FCFS算法依次处理这些子队列，又按SCAN算法处理队列中的每一个请求，这样就可避免出现粘着现象。当 N值取得很大时，会使其性能接近于SCAN算法;当 N=1时，该算法退化为 FCFS算法。
二、外碎片和内碎片
外碎片，操作系统自己浪费的空间一般是外碎片，比如动态内存分配时用户需求多少空间，操作系统就分配多少空间，此时会产生外碎片;再比如分段内存管理中每个段的大小不一，又要连续分配，此时容易产生外碎片。用户自己浪费的空间一般是内碎片，比如分页机制中，操作系统给用户分配的是整页的空间，用户可能使用不完，此时剩余的空间就是内碎片。总之，如果用户要多少就给多少的内存管理机制一般是外碎片，给用户分配整页或整块空间的内存管理机制一般是内碎片。
三、操作系统的时空互换
为了提升系统的性能，操作系统往往会在时间、空间上进行折衷。比如快表的引入虽然增加了存储空间的管理，但却换取了访存时间的降低;再比如虚拟存储器技术，由于内存空间有限，为了提升内存空间，只能利用置换等方法降低程序运行的速度，从而提升存储空间的大小，属于时间换空间;再比如，硬盘的对换区，为了提升访问硬盘数据的速度，对换区的管理采用连续空间分配的机制，虽然浪费了空间，但速度却提升了，属于空间换时间。因此如果速度提升了，一般就是空间换时间，如果速度变慢了，一般就是时间换空间。那么缓冲区是什么呢?应该是空间换时间，因为设备和cpu并行工作了，速度提升了。
四、页面抖动和工作集
在页面置换过程中的一种最糟糕的情形是，刚刚换出的页面马上又要换入主存，刚刚换入的页面马上就要换出主存，这种频繁的页面调度行为称为抖动，抖动会大大降低系统效率。工作集(或驻留集)是指在某段时间间隔内，进程要访问的页面集合。经常被使用的页面需要在工作集中，而长期不被使用的页面要从工作集中被丢弃。为了防止系统出现抖动现象，需要选择合适的工作集大小。工作集模型的原理是：让操作系统跟踪每个进程的工作集，并为进程分配大于其工作集的物理块。
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1.Linux是大小写敏感的系统，举个例子，Mozilla, MOZILLA, mOzilla和 mozilla是四个不同的命令(但是只有第四个mozilla是真正有效的命令)。还有，my_filE, my_file,和 my_FILE是三个不同的文件。用户的登录名和秘密也是大小写敏感的(这是因为UNIX系统和C语言的传统一向是大小写敏感所致)。
2.文件名最多可以有256个字符，可以包含数字，点号”.”，下划线”_”，横杆”-”，加上其他一些不被建议使用的字符。
3.文件名前面带”.”的文件在输入”ls”或者”dir” 命令时一般不显示。可以把这些文件看作是隐含文件，当然你也可以使用命令”ls –a”来显示这些文件。
4.“/”对等于DOS下的””(根目录，意味着所有其他目录的父目录，或者是在目录之间和目录和文件之间的一个间隔符号)。举个例子，cd /usr/doc。
5.在Linux系统下，所有的目录显示在单一目录树下(有别于DOS系统的驱动器标识)。这意味着所有的物理设备上的所有文件和目录都合并在单一的目录树下。
6.在配置文件里，以#打头的行是注释行。在修改配置文件的时候尽量不要删除旧的设置――可以把原来的设置加上”#”变成注释行，总是在修改地方对应地加入一些关于修改的注释，你会发觉在以后的管理中获益多多。
7.Linux是继承性的多用户操作系统。你的个人设定(和其他用户的个人设定)放在你的主目录下(一般是/home/your_user_login_name)。许多的配置文件的文件名都以”.”开头，这样用户一般看不到这些文件。
8.整个系统范围的设定一般放在目录/etc下。
9.和其他的多用户操作系统类似，在Linux下，文件和目录有自己的拥有者和访问权限。一般来说，你只被允许文件到你的主目录下(/home/your_user_login_name)。学习一些关于文件权限管理的相关知识，否则你肯定会觉得Linux实在很麻烦。
10.命令参数选项一般由”-”引导，后面跟一个字符(或者”--“,当选项超过一个字符时)。这样,”-”有点象DOS下的”/”。举个例子，输入命令 rm --help。
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