Ubuntu背景知识及系统目录结构详解

Ubuntu作为一种基于Linux内核的开源操作系统，拥有着丰富的历史和强大的功能。其系统目录结构则是其运行和管理的基础，深入理解这些结构可以帮助用户更好地管理和定制自己的系统。让我们一起深入探索Ubuntu的背景知识以及系统目录结构。

一、文件系统

采用统一的目录树结构，每个用户都有一个对应的目录。然而，存在一个特例，即超级用户root，其用户目录为/root。

权限机制：普通用户仅能操作其用户目录下的文件和目录，而root用户则没有此类限制，可以自由操作系统中的任意文件和目录。

二、操作系统

1、未安装操作系统的计算机通常被称为裸机：

• 在裸机上运行自己编写的程序需要使用机器语言编写；
• 若计算机上安装了操作系统，则可以在操作系统上安装支持的高级语言环境，并使用高级语言开发程序。

2、操作系统的作用：

• 是现代计算机系统中最基本和重要的系统软件，相当于配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩展；
• 主要作用是管理硬件设备，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，以便调用。

3、主流操作系统：

桌面操作系统：

• Windows系列：用户群体广泛；
• macOS（基于Unix）：适合开发人员；
• Linux：应用软件相对较少。

服务器操作系统：

• Linux：安全、稳定、免费、市场占有率高；
• Windows Server：付费、市场占有率低。

嵌入式操作系统：Linux。

移动设备操作系统：

• 苹果iOS；
• 谷歌Android（基于Linux）。

三、虚拟机

虚拟机（Virtual Machine）是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的完整计算机系统，运行在一个完全隔离的环境中。

• 虚拟系统生成现有操作系统的全新虚拟镜像，具有与真实操作系统完全相同的功能；
• 进入虚拟系统后，所有操作都在这个全新的独立虚拟系统中进行，可以独立安装运行软件、保存数据，并拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响。同时，能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换。

四、发展史

1、Unix

• 在大型主机能提供的终端数量有限的情况下，为解决数量不足的问题，贝尔实验室于1965年与麻省理工学院和通用电气合作，计划建立一个名为MULTICS的多用户、多任务、多层次操作系统。然而，该项目进度缓慢，资金短缺，1969年贝尔实验室退出了研究；
• 1969年，Ken Thompson从MULTICS项目中退出，使用汇编语言编写了Unix操作系统的原型。随后，他与Dennis M、Ritchie合作开发Unix；
• 1973年，C语言的出现使Unix具有了强大的移植性，使得Unix能够轻松地移植到其他类型的计算机上使用。

2、Unix家谱

（1）Minix

• 由于 AT&T（通用电气）的政策变更，Version 7 Unix 发布后，其使用条款将 UNIX 源代码设为私有，导致大学无法继续使用 UNIX 源代码；
• 为了在课堂上教授操作系统的运作，Andrew S、Tanenbaum 教授决定自行开发一个与 UNIX 兼容的操作系统，避免版权问题。他以“小型 UNIX（mini-UNIX）”的简称将其命名为 MINIX。

（2）Linux

• 1991 年，林纳斯（Linus）在赫尔辛基大学期间，使用 GNU 的 bash 作为开发环境，gcc 作为编译工具，编写了 Linux 内核。最初 Linux 并不能直接兼容 Unix，即 Unix 上的应用程序不能直接在 Linux 上运行，这是因为应用程序与内核之间的接口不一致；
• 一开始，Linux 只适用于 386 处理器，但后来在全球网友的帮助下，最终能够兼容多种硬件。

（3）Linux内核及发行版

Linux内核版本：

内核（kernel）是系统的核心，负责运行程序和管理硬件设备，如磁盘和打印机。它提供了一个抽象层，位于裸设备和应用之间。Linux 内核版本分为稳定版和开发版，两者相互关联并持续循环更新：

• 稳定版：具有工业级强度，广泛部署应用；
• 开发版：变化迅速，用于测试各种解决方案。
• 内核源码网址：http://www.kernel.org

Linux发行版本：

• Linux 发行版（常称为 GNU/Linux 发行版）通常包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件；
• 常见的发行版本有：Ubuntu、Redhat、Fedora、openSUSE、Linux Mint、Debian、Manjaro、Mageia、CentOS、Arch 等。

（4）Linux的应用领域

服务器领域：

• Linux 在服务器领域占据重要地位；
• 其免费、稳定、高效的特性使其在高端领域尤为广泛应用。

嵌入式领域：

• Linux 在嵌入式领域的应用也日益增多；
• 其运行稳定性、对网络的良好支持、低成本以及可裁剪性（最小可至几百 KB）使其在此领域得到广泛应用。

个人桌面领域：

• 这是传统 Linux 应用较为薄弱的环节；
• 虽然传统 Linux 因其界面简单、操作复杂、应用软件少而受到限制，但随着 Ubuntu、Fedora 等优秀桌面环境的兴起以及硬件厂商的支持加大，Linux 在个人桌面领域的占有率正在逐渐提高。

（5）Linux主要目录速查表

1）/：根目录：

• 一般根目录下只存放目录，在 linux 下有且只有一个根目录，所有的东西都是从这里开始；
• 当在终端里输入 /home，其实是在告诉电脑，先从 /（根目录）开始，再进入到 home 目录。

2）/bin、/usr/bin：可执行二进制文件的目录，如常用的命令 ls、tar、mv、cat 等，存在一些二进制的命令。

3）/boot：放置 linux 系统启动时用到的一些文件，如 linux 的内核文件：/boot/vmlinuz，系统引导管理器：/boot/grub

4）/dev：存放linux系统下的设备文件，访问该目录下某个文件，相当于访问某个设备，常用的是挂载光驱mount /dev/cdrom /mnt

5）/etc：系统配置文件存放的目录，不建议在此目录下存放可执行文件，（与服务器配置有关的文件都在此目录下）重要的配置文件有：

• /etc/inittab
• /etc/fstab
• /etc/init.d
• /etc/X11
• /etc/sysconfig
• /etc/xinetd.d

6）/home：系统默认的用户家目录，新增用户账号时，用户的家目录都存放在此目录下。

• ~ 表示当前用户的家目录
• ~edu 表示用户 edu 的家目录

7）/lib、/usr/lib、/usr/local/lib：系统使用的函数库的目录，程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助。

8）/lost+fount：系统异常产生错误时，会将一些遗失的片段放置于此目录下
。
9）/mnt: /media：光盘默认挂载点，通常光盘挂载于 /mnt/cdrom 下，也不一定，可以选择任意位置进行挂载。

10）/opt：给主机额外安装软件所摆放的目录。

11）/proc：此目录的数据都在内存中，如系统核心，外部设备，网络状态，由于数据都存放于内存中，所以不占用磁盘空间，比较重要的文件有：/proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/* 等。

12）/root：系统管理员root的家目录。

13）/sbin、/usr/sbin、/usr/local/sbin：放置系统管理员使用的可执行命令，如 fdisk、shutdown、mount 等。与 /bin 不同的是，这几个目录是给系统管理员 root 使用的命令，一般用户只能"查看"而不能设置和使用。

14）/tmp：一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录，任何人都可以访问，重要数据不可放置在此目录下。

15）/srv：服务启动之后需要访问的数据目录，如 www 服务需要访问的网页数据存放在 /srv/www 内。

16）/usr：应用程序存放目录。

17）/usr/bin：存放应用程序。

18）/usr/share：存放共享数据。

19）/usr/lib：存放不能直接运行的，却是许多程序运行所必需的一些函数库文件。

20）/usr/local：存放软件升级包。

21）/usr/share/doc：系统说明文件存放目录。

22）/usr/share/man：程序说明文件存放目录。

23）/var：放置系统执行过程中经常变化的文件。

24）/var/log：随时更改的日志文件。

25）/var/spool/mail：邮件存放的目录。

26）/var/run：程序或服务启动后，其 PID 存放在该目录下。