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。

Ubuntu背景知识

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

Ubuntu背景知识

(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。

Ubuntu背景知识

(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。

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