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1、 1.1 Linux1.1 Linux发展历程发展历程 1.1.1 Linux1.1.1 Linux诞生诞生 谈到Linux，我们不能不首先提到这个了不起的名字：Linus Torvalds（李纳斯托沃兹）。这个是一个与Linux的诞生、发展紧密联系在一起的名字，人们常常称他为Linux之父，如图1.1所示。图图1.11.1LinusLinus TorvaldsTorvalds李纳斯李纳斯托沃兹托沃兹20 十二月 20221 时光回溯到时光回溯到19911991年初，年初，2121岁的岁的LinusLinus TorvaldsTorvalds（生于（生于19691969年年1212月月2828
2、日）就读于芬兰日）就读于芬兰的赫尔辛基大学（的赫尔辛基大学（University of HelsinkiUniversity of Helsinki），），当时他正在学习操作系统设计这门课程，所用当时他正在学习操作系统设计这门课程，所用教材是教材是Andrew S.Andrew S.TanenbaumTanenbaum和和Albert S.Albert S.WoodhullWoodhull编著的编著的Operating Systems:Operating Systems:：Design Design and Implementationand Implementation TorvaldsTo
3、rvalds渴望使用渴望使用UnixUnix操作系统，但操作系统，但20 十二月 20222学校服务器很紧张，Torvalds常常用不上终端，于是他采用分期付款的方式，花了大约3500美元购买了一台廉价的杂牌386计算机，另外还花了169美元购买了Minix操作系统。由于Minix主要用于教学，因此功能比较简单，Torvalds对Minix的一些性能感到很不满意，其中最大的失望是终端仿真。Torvalds决定自己动手开发终端仿真程序，20 十二月 20223 为了有更好的性能，他不想在Minix系统中开发，而是直接在硬件的水平上完成它。为能直接从硬件启动自己的程序，Torvalds使用了汇编语
4、言和C语言，而且不得不从BIOS引导磁盘启动计算机开始编程。Torvalds可以使用这个终端仿真程序登录到学校的电脑上，收发、阅读电子邮件，参加Minix讨论组。但是新的问题又来了，他还想下载和上传资料，也就是说20 十二月 20224 这个终端程序必须能读写磁盘，这意味着他不得不为自己的终端仿真程序继续开发磁盘设备驱动程序、文件管理系统，这样才能将下载的内容保存成文件，或者查看磁盘里的东西。Torvalds还想把文件保存在Minix文件系统中，这样，就可以在Minix系统下查看终端仿真程序下载的文件，于是他就让自己的文件系统可以和Minix文件系统兼容。Torvalds也意识到了这一点，不再
5、把它看成一个终端仿真程序，而是一个操作系统。据Torvalds自己回忆：20 十二月 20225 “这个转变出现在我马拉松似的编程过程中的哪个时这个转变出现在我马拉松似的编程过程中的哪个时间段，是白天还是晚上，我已经想不起来了。也许在这一刻之前，间段，是白天还是晚上，我已经想不起来了。也许在这一刻之前，我还穿着破旧的睡袍奋力敲击着键盘，在为终端仿真器增添更多我还穿着破旧的睡袍奋力敲击着键盘，在为终端仿真器增添更多的功能；而转瞬之间我拥有的功能是如此之多，以至于整个体系的功能；而转瞬之间我拥有的功能是如此之多，以至于整个体系已经变成了一个。已经变成了一个。”为了能更好地开发这个操作系统，为了能更
6、好地开发这个操作系统，TorvaldsTorvalds决定通过网决定通过网络寻求帮助，于是络寻求帮助，于是19911991年年7 7月月3 3日他在一个名为日他在一个名为“comp.os.minixcomp.os.minix”讨论组中发了一个帖子：讨论组中发了一个帖子：“各位网友好！各位网友好！我现在正在我现在正在MinixMinix系统下做一个项目，系统下做一个项目，对对POSIXPOSIX标准很感兴趣。有谁能向我提供一个（最好）是机器可标准很感兴趣。有谁能向我提供一个（最好）是机器可读形式的最新的读形式的最新的POSIXPOSIX规则？能有规则？能有FTPFTP地址就更好了。地址就更好了。
7、”POSIXPOSIX是是Portable Operating System InterfacePortable Operating System Interface（可移植（可移植操作系统接口）的简称，操作系统接口）的简称，POSIXPOSIX是由是由IEEEIEEE（Institute of Electrical Institute of Electrical and Electronic Engineersand Electronic Engineers）操作系统开发标准，）操作系统开发标准，POSIXPOSIX为不同平台为不同平台下的应用程序提供了相同的下的应用程序提供了相同的APIA
8、PI（Application Programming Application Programming InterfaceInterface：应用编程接口），一个完全符合：应用编程接口），一个完全符合POSIXPOSIX标准的应用程标准的应用程序将能运行在不同的符合序将能运行在不同的符合POSIXPOSIX标准标准20 十二月 20226 的操作系统上。从这个帖子中可以看出，Torvalds一开始就打算设计一个符合国际标准的操作系统，这是一个重要的决定，因为一个操作系统必须有大量的应用程序支持才有生命力，而Torvalds的决定为后来Linux操作系统能有大量应用程序移植过来奠定了坚实的技术基础
9、。虽然，Torvalds后来没有收到别人提供的POSIX标准文档，但他的帖子也没有石沉大海。这个帖子引起了赫尔辛基工学院的助教Ari Lemke（阿里莱姆克）的注意，Ari Lemke表示愿意在他们学校的FTP服务器上为Torvalds提供空间，建一个子目录，以便Torvalds可以把他的操作系统发布上去，让感兴趣的人们下载。Torvalds全身心地投入到系统的开发中去，他自己回忆说：“这花费了我大量的精力：编程睡觉编程睡觉编程吃饭（饼干）编程睡觉编程洗澡（冲冲了事）编程。”“那个夏天我除了伏在电脑面前，其他什么都没做。这么说一点也不夸张。芬兰四月到八月的日子是一年中最美好的时光。人们到布满小
10、岛的海上航船，去海滩上晒日光浴，到夏日小木屋中消闲。但是我却在没日没夜地工作，不知哪一天是周末，哪一天是工作日。黑色窗帘遮蔽了 20 十二月 20227 几乎昼夜灿烂的阳光，也遮蔽了整个世界。有时候或许是夜晚？我会从床上爬起来，直接坐到离床仅几英尺远的电脑旁。”“毫不夸张地说，我和电脑之外的世界几乎没有任何联系。当然，也许每周有一次，一个朋友会敲敲我的窗户，而我如果没在捣腾什么重要的编码时，会请他进来。我们会喝杯茶，也许还会挤在窄小的厨房里看一小时的MTV。”另一方面，Torvalds仍然通过网络上的讨论组不断地征求大家对新操作系统的要求和意见，不断的改进和完善这个系统。1991年9月17日，
11、这是计算机发展史上值得纪念的一天，Torvalds将自己的开发的系统源程序完整地上传到FTP服务器上，供大家下载测试。本来，Torvalds想用“Freax”这个名字，但Ari Lemke更喜欢开发时用的代号“Linux”，根据Ari Lemke的建议，Torvalds将这个具有划时代意义的操作系统命名为：Linux。由于Torvalds认为这个系统还很不完善，因此谦虚地将其命名为：0.01版。Linux终于诞生了！虽然当天世界上只有几个人知道！20 十二月 20228 1.1.2 Linux1.1.2 Linux的发展的发展 Linux诞生后的几个月里，Torvalds在不断地听取试用者的反
12、馈的同时，仍然潜心于不断地改进程序，使其功能更强大、性能更稳定。到了1991年底，已经陆续推出了0.02版、0.03版、0.1版、0.11版。也许由于Torvalds从小深受其祖父（一名统计学教授，Torvald少年时代学习的电脑启蒙者）和信仰共产主义的父亲的影响，加上本身淡泊金钱的个性，所以尽管当时Torvalds已欠了大约五千美元的学生货款，但在开始发布源代码时，他就制定了这样的版权规则：（1）任何人可以免费使用该操作系统，但不得将其作为商品出售；（2）任何人可以对该操作系统进行修改，但必须将其修改以源代码的形式公开；（3）如果不同意以上规定，任何人无权对其进行复制或从事任何行为。软件按其
13、分发方式可以划分为三种模式，即商业软件（Commercial Software）、共享软件（Share Software）和自由软件（Free Software）。20 十二月 20229 商业软件的代表是美国微软公司（Microsoft）的Windows操作系统，用户必须先购买商业软件许可证才能使用软件，并且不能得到软件的源代码，也不能对软件进行任何逆向工程以得到源代码，即使软件存在缺陷用户也无权对软件进行任何修改或改进，否则将被认为侵犯版权。共享软件在分发时，用户可以先试用后付费，通常不提供软件源代码，如果超过试用期没有购买而仍使用，将被认为侵犯版权，目前许多通过网络分发销售的软件都采用这
14、种方式，著名的软件有代理服务器软件WinGate。自由软件在分发时必须向用户公开源代码，通常用户可以通过某种途径（如网络下载）免费得到其分发版，但用户如果付费的话将得到完善的服务和文档。自由软件的出现给人们带来很多的好处。首先，免费的软件可给用户节省相当一笔费用。其次，源代码公开和可自由修改吸引了众多的开发者参与软件的查错与改进，使自由软件更加完善，同时还可以在改进自由软件的基础上开发出更符合用户要求的应用软件。目前人们非常熟悉的一些软件如Linux、OpenOffice、Perl、Apache、Gnome、GCC等大量软件实际上都是自由软件的经典之作。20 十二月 202210 显然，Tor
15、valds在Linux诞生时确定的版权规则体现了开放源代码运动的基本思想，在Linux诞生的初期有力地促进了它的传播、发展、完善，吸引网络上越来越多的程序高手（这些人常常被称作黑客）加入到Linux的测试、开发中来。但是，由于这里的版权规则禁止销售Linux，实际上又阻碍了Linux的推广、传播，因为软件分发需要时间、精力、物质、资金的投入，如果一味禁止分发者获得回报，必然阻碍Linux的推广和传播，使得Linux最终局限在计算机软件爱好者的小范围内传播，无法到达普通计算机用户手中。不久，Linux的机遇又出现了。Torvalds有机会聆听了自由软件运动之父Richard Stallman（理
16、查德斯托曼，生于1953年）的一次演讲，促使他考虑转向GUN的GPL。Richard Stallman是自由软件运动的精神领袖、GNU计划以及自由软件基金会（Free Software Foundation）的创立者、著名黑客。他最大的成就是为自由软件运动创立了道德、政治以及法律框架，因而被誉为当今自由软件的斗士、伟大的理想主义者。GNU计划是由Richard Stallman在1983年9月27日公开发起的，它的目标是创建一套完全自由的操作系统。为保证GNU软件可以自由地“使用、复制、修改和发布”，所有GNU软件必须遵守 20 十二月 202211 GNU通用公共许可证（GNU Genera
17、l Public License，简称GNU GPL），GNU GPL创造性地提出了“反版权”（即Copyleft）的概念，这是一个不同于商业软件的“版权所有”（即Copyright）的法律概念，GNU GPL并不是为了否认版权，也不禁止分发软件时收取费用或取得利润。其核心思想是任何人发布一个遵守GNU GPL的软件时，不管是收费的还是免费的，都必须将发布者具有的一切权利给予软件的接受者，必须保证软件接受者能同时收到或通过其他途径得到源程序，并且将GNU GPL附加在软件的版权声明中，使软件接受者知道自己有这样的权利。GNU GPL本身也是受法律保护的版权声明。从0.12版本开始，Torval
18、ds把GNU GPL作为Linux的版权声明，把Linux奉献给了自由软件，奉献给了GNU，从而铸就了包括Linux在内的自由软件今天的辉煌。从此，Linux走上迅速发展的康庄大道。Linux诞生于网络，发展于网络，从一开始就吸引了越来越多的开发人员加入到Linux内核开发社区中来，请让我们快速地回顾一下的Linux发展历史：1991年9月17日，Linus Torvalds在新闻组comp.os.minix发表了Linux V0.01，约有一万行代码。20 十二月 202212 1992年，全世界大约有1000个左右的人使用Linux，并有不少人提供初期的代码上载和评论。1993年，大约由1
19、00多个程序员参与内核代码修改，内核核心由5人组成，V0.99 约有十万行代码。1993 年底，Linux全球用户数约在10万左右。1994年3月14日，Linux1.0问世，约有17万行代码。1995年，Linux 全球用户数超过50万，Linux 已可在Intel、Digital 和Sun SPARC 处理器上运行，Linux Journal 杂志已发行了10万册。内核发展到1.2,约由25万行代码。1996年6月，Linux 内核2.0 发布，可支持多个处理器，约由40万行代码。Linux 全球用户数约在350万左右。1997年夏，制作电影泰坦尼克号所用的160台Alpha图形工作站中，
20、有105台采用了Linux操作系统。20 十二月 202213 今天，Linux经历了12年的风风雨雨，这位曾经被嘲笑为“黑客的玩具”、“软件小丑”，软件业“下等公民”正在重新定义电脑世界的新规则。今天，已经很少有哪所大学或大型培训机构的计算机专业没有Linux课程，已经很少有哪家软件连锁店不销售Linux的软件，已经很少有专业的计算机报刊不谈Linux，望着书店里琳琅满目的Linux书籍，难怪美国的商业周刊2003年初曾惊呼：“Linux时代来临了！”。再让我们看看全球计算机业巨头们对Linux的态度或评论吧！现在，全球的计算机产业的巨头们纷纷感受到了Linux的魅力：在IBM、惠普戴尔、O
21、racle、英特尔这些巨头的支持下，Linux的应用走向了克莱斯勒公司、汤姆-海菲戈、NEC、华尔街证券机构这些全球经济巨头。3年前，在服务器市场Linux几乎是空白，但是到2003年，在全球509亿美元的服务器市场，Linux已经占据了13.7%的份额，据IDC的数据，到2006年Linux更是将占据全球服务器市场25.5%的份额，将一跃成为全球第二大服务器操作系统。另据2003年12月24日ZDNet报道：“Linux桌面操作系统从2000年底Linux的占市场份额1.5%升到2.8%，几乎增长了2倍，到今年年底将超过苹果的Mac OS（占市场份额的2.9%)，成为第二大最流行的操作系统。
22、”20 十二月 202214 芯片业巨头英特尔在设计芯片时，也开始为Linux度身定制，这使Linux性能得到更高的发挥，进一步刺激了企业用户的需求。IBM公司更是在几年前就投入了10亿美元，支持linux发展。它对Linux倾注了巨大的热情，从大型主机到英特尔服务器，直至手表型计算机，IBM都采用了Linux系统。2002年第四季度，IBM的Linux服务器销售额也突破了1.6亿美元。Linux在消费电器领域取得了一席之地。2003年7月，全球消费类最电子产品的巨头索尼、日立、NEC、飞利浦、三星、夏普、三菱电气和东芝宣布成立消费类电子产品Linux论坛，这是一个修改和改善应用在消费类电子产
23、品中的操作系统的论坛。2003年12月，三星公司推出一款支持中文、英文的高端Linux智能手机，这款手机型号为SCH-i519，如图1.2所示，该产品首先在中国发布，支持中国联通的CDMA2000 1x网络。另外，索尼的PS游戏平台和ViVo摄像机都采用了Linux技术。图1.2Linux智能手机20 十二月 202215 IBM、惠普、戴尔、Oracle、英特尔对Linux青睐有加，投入巨资为其提供全方位的支持，这使得企业用户犹如吃了定心丸，可以放心使用Linux和开放式软件而不必冒太大的风险。据高盛公司最新调查数据显示，39%的大型企业公司都采用了Linux技术，预计未来几年内还会保持高速
24、增长。Linux技术应用并不是只有西方发达国家，包括中国在内的亚太地区正在掀起一股Linux产品应用热潮，这一地区已成在Linux应用方面一马当先。让我们看看Linux国内的应用情况。据报道，2002年中国Linux市场的年收入已经达到52亿人民币，比上一年增长了45.6%。经过过去3年的发展，Linux在可靠性和可拓展性方面都已经取得了相当大的成就，目前在一些主要的产业上也有了较为成功的应用经验。国内大型企业应用Linux技术实例信手可拈，如胜利、新疆等大型油田的高性能计算均已移植到Linux平台上，实践证明Linux的高性能运算能力是高效稳定的。我国政府对Linux的支持力度显著增加，无论是中央政府还是地方政府目前对Linux在电子政府中的应用都非常重视。20 十二月 202216 IBM 11月底宣布，将于明年起开始支持台式机使用Linux。而IBM公司与金山软件公司在11月5日的签约也充分证实了蓝色巨人支持Linux桌面系统的决心。根据协议，IBM将与金山携手向国内的企业用户提供基于Linux开放标准的解决方案，以满足国内市场日益增长的对电子商务解决方案的需求。返回20 十二月 202217