Unix 或 Linux 系统如何工作？

Question 1

UNIX 系统由几个部分组成，或者我称之为“层”。

为了启动系统，称为引导加载程序的程序位于硬盘分区的第一个扇区。它由系统启动，然后定位操作系统内核并加载它。

分层

内核。这是由引导加载程序启动的中央程序。它为系统进行基本的硬件交互（磁盘、内存、视频、声音），并提供一个可以启动程序的虚拟环境。内核还提供了处理硬件设备之间所有细微差异的所有驱动程序。对于外界（较高层）来说，每一类设备的行为似乎都完全相同——反过来，程序可以在此基础上构建。
后台子系统。只有常规程序，不会妨碍您。它们处理远程登录等事务，提供中央消息总线，并根据硬件/网络事件执行操作。例如，蓝牙发现、wifi管理等。任何网络服务（文件服务器、打印服务器、Web服务器）也都位于这个级别。在UNIX系统中，这些都只是普通的程序。
命令行工具。这些都是小程序，可以启动它们来执行文本编辑、下载文件或管理系统等操作。至此，UNIX系统就完全可以供系统管理员使用了。在 Windows 中，这一层实际上已经不存在了。
图形用户界面。这些也只是程序，唯一的区别是它们在屏幕上绘制窗口而不是编写文本。这使得系统对于普通用户来说更容易使用。

任何服务或活动都会从下到上进行。

图书馆——公共平台

程序执行许多常见的操作，例如显示窗口、在屏幕上绘制内容或下载文件。这些东西对于多个程序来说是相同的，因此代码被放置在单独的“库”文件中（.so文件 - 意味着共享对象）。该库可以在所有程序之间共享。

对于每一个可以想象到的事物，都有一个图书馆。有一个用于读取/写入 PNG 文件。有一个用于 JPEG 文件、用于读取 XML、用于加密、用于视频播放等。

在 Linux 上，应用程序开发人员的常用库是 Qt 和 Gtk。这些库在内部使用较低级别的库来满足其特定需求，同时以一致且简洁的方式公开其功能，以便应用程序开发人员更快地创建应用程序。

库提供了应用程序平台，程序员可以在该平台上为操作系统构建最终用户应用程序。系统提供的高质量库越多，程序员编写漂亮程序所需编写的代码就越少。

有些库可以跨不同的操作系统使用（例如，Qt 就是），有些库确实专门绑定到一个操作系统。这将限制您的程序只能在该平台上运行。

进程间通信

操作系统的第三个角落是程序之间相互通信的方式。这些是进程间通信（IPC）机制。它们以多种形式存在，例如一块共享内存，或者在两个程序之间建立一个小通道来交换数据。还有一个中央消息总线，每个程序都可以在该总线上发布消息并接收响应。这用于全局通信，其中不知道哪个程序可以响应。

从库到操作系统

有了库、IPC和内核，程序员就可以构建各种用于系统服务、用户管理、配置、管理、办公、娱乐等的应用程序。这就形成了新手用户所认识的“操作系统”的完整套件。 ”。

在UNIX/Linux系统中，所有的服务都只是程序。所有系统管理工具都只是程序。他们都各司其职，并且可以被束缚在一起。我总结了很多主要的程序http://codingdomain.com/linux/sysadmin/

与Windows可区分的部分

UNIX 主要是一个由程序、文件和受限权限组成的系统。避免了很多复杂性，使其成为一个强大的系统，同时看起来很容易做到这一点。

具体来说，这些原则可以在 UNIX/Linux 系统中找到：

访问信息有统一的方式。（“一切都只是一个文件”）。您可以将文件、网络套接字、IPC 通道、内核参数和块设备作为文件打开。因此 /dev、/sys 和 /proc 中出现了虚拟文件系统。您需要的唯一 API 是open,read和close。
底层系统是透明的。每个程序都按照相同的规则运行。与 Windows 不同，“控制台程序”、“GUI 程序”或“后台服务”之间没有人为的区别。它们都只是程序，碰巧做不同的事情。它们也都可以用同样的方式进行观察、分析和调试。
设置可读、可编辑，并且可以用注释进行注释。它们通常具有 INI 样式格式，但也可以根据该应用程序的需要使用自定义格式。因为它们只是文件，所以可以使用标准工具将它们复制到其他系统、存档或备份。
没有大型的“一次性完成所有工作”的应用程序。口头禅是“做一件事，把它做好”。命令行工具可以链接在一起并且功能强大。单独的服务（例如 SMTP、IMAP 和 POP 以及登录）是单独的子程序，避免了复杂的交织代码和安全问题。复杂的桌面环境将繁重的工作委托给各个程序。
fork()。新程序是通过克隆现有程序来启动的。克隆设置所有内容（例如文件句柄），并可以选择用新的程序代码替换自身。这使得将相同的安全设置和限制应用于新程序、共享内存或设置 IPC 机制变得非常容易。启动流程的成本也非常低。
文件系统是一棵树，可以在其中挂载其他磁盘分区和网络共享。这又是一种访问数据的通用方法。通用系统位置（例如/usr可以轻松安装为网络共享。
该系统是为低用户权限而构建的。登录后，每个用户（root 除外）都受限于自己的资源，只能运行应用程序和文件。网络服务尽快减少他们的特权。有一种明确的方法可以获得更多特权，或者要求某人代表他们执行特权工作。每个其他调用都受到程序的约束和限制。
每个程序都将设置存储在用户主目录的隐藏文件/文件夹中。没有程序会尝试写入全局设置文件。
与秘密机制或特定的一对一机制相比，更倾向于公开描述的通信机制。鼓励其他供应商和软件开发人员遵循相同的规范，以便可以轻松连接、交换事物并保持松散耦合。

Answer

UNIX 系统由几个部分组成，或者我称之为“层”。

为了启动系统，称为引导加载程序的程序位于硬盘分区的第一个扇区。它由系统启动，然后定位操作系统内核并加载它。

分层

内核。这是由引导加载程序启动的中央程序。它为系统进行基本的硬件交互（磁盘、内存、视频、声音），并提供一个可以启动程序的虚拟环境。内核还提供了处理硬件设备之间所有细微差异的所有驱动程序。对于外界（较高层）来说，每一类设备的行为似乎都完全相同——反过来，程序可以在此基础上构建。
后台子系统。只有常规程序，不会妨碍您。它们处理远程登录等事务，提供中央消息总线，并根据硬件/网络事件执行操作。例如，蓝牙发现、wifi管理等。任何网络服务（文件服务器、打印服务器、Web服务器）也都位于这个级别。在UNIX系统中，这些都只是普通的程序。
命令行工具。这些都是小程序，可以启动它们来执行文本编辑、下载文件或管理系统等操作。至此，UNIX系统就完全可以供系统管理员使用了。在 Windows 中，这一层实际上已经不存在了。
图形用户界面。这些也只是程序，唯一的区别是它们在屏幕上绘制窗口而不是编写文本。这使得系统对于普通用户来说更容易使用。

任何服务或活动都会从下到上进行。

图书馆——公共平台

程序执行许多常见的操作，例如显示窗口、在屏幕上绘制内容或下载文件。这些东西对于多个程序来说是相同的，因此代码被放置在单独的“库”文件中（.so文件 - 意味着共享对象）。该库可以在所有程序之间共享。

对于每一个可以想象到的事物，都有一个图书馆。有一个用于读取/写入 PNG 文件。有一个用于 JPEG 文件、用于读取 XML、用于加密、用于视频播放等。

在 Linux 上，应用程序开发人员的常用库是 Qt 和 Gtk。这些库在内部使用较低级别的库来满足其特定需求，同时以一致且简洁的方式公开其功能，以便应用程序开发人员更快地创建应用程序。

库提供了应用程序平台，程序员可以在该平台上为操作系统构建最终用户应用程序。系统提供的高质量库越多，程序员编写漂亮程序所需编写的代码就越少。

有些库可以跨不同的操作系统使用（例如，Qt 就是），有些库确实专门绑定到一个操作系统。这将限制您的程序只能在该平台上运行。

进程间通信

操作系统的第三个角落是程序之间相互通信的方式。这些是进程间通信（IPC）机制。它们以多种形式存在，例如一块共享内存，或者在两个程序之间建立一个小通道来交换数据。还有一个中央消息总线，每个程序都可以在该总线上发布消息并接收响应。这用于全局通信，其中不知道哪个程序可以响应。

从库到操作系统

有了库、IPC和内核，程序员就可以构建各种用于系统服务、用户管理、配置、管理、办公、娱乐等的应用程序。这就形成了新手用户所认识的“操作系统”的完整套件。 ”。

在UNIX/Linux系统中，所有的服务都只是程序。所有系统管理工具都只是程序。他们都各司其职，并且可以被束缚在一起。我总结了很多主要的程序http://codingdomain.com/linux/sysadmin/

与Windows可区分的部分

UNIX 主要是一个由程序、文件和受限权限组成的系统。避免了很多复杂性，使其成为一个强大的系统，同时看起来很容易做到这一点。

具体来说，这些原则可以在 UNIX/Linux 系统中找到：

访问信息有统一的方式。（“一切都只是一个文件”）。您可以将文件、网络套接字、IPC 通道、内核参数和块设备作为文件打开。因此 /dev、/sys 和 /proc 中出现了虚拟文件系统。您需要的唯一 API 是open,read和close。
底层系统是透明的。每个程序都按照相同的规则运行。与 Windows 不同，“控制台程序”、“GUI 程序”或“后台服务”之间没有人为的区别。它们都只是程序，碰巧做不同的事情。它们也都可以用同样的方式进行观察、分析和调试。
设置可读、可编辑，并且可以用注释进行注释。它们通常具有 INI 样式格式，但也可以根据该应用程序的需要使用自定义格式。因为它们只是文件，所以可以使用标准工具将它们复制到其他系统、存档或备份。
没有大型的“一次性完成所有工作”的应用程序。口头禅是“做一件事，把它做好”。命令行工具可以链接在一起并且功能强大。单独的服务（例如 SMTP、IMAP 和 POP 以及登录）是单独的子程序，避免了复杂的交织代码和安全问题。复杂的桌面环境将繁重的工作委托给各个程序。
fork()。新程序是通过克隆现有程序来启动的。克隆设置所有内容（例如文件句柄），并可以选择用新的程序代码替换自身。这使得将相同的安全设置和限制应用于新程序、共享内存或设置 IPC 机制变得非常容易。启动流程的成本也非常低。
文件系统是一棵树，可以在其中挂载其他磁盘分区和网络共享。这又是一种访问数据的通用方法。通用系统位置（例如/usr可以轻松安装为网络共享。
该系统是为低用户权限而构建的。登录后，每个用户（root 除外）都受限于自己的资源，只能运行应用程序和文件。网络服务尽快减少他们的特权。有一种明确的方法可以获得更多特权，或者要求某人代表他们执行特权工作。每个其他调用都受到程序的约束和限制。
每个程序都将设置存储在用户主目录的隐藏文件/文件夹中。没有程序会尝试写入全局设置文件。
与秘密机制或特定的一对一机制相比，更倾向于公开描述的通信机制。鼓励其他供应商和软件开发人员遵循相同的规范，以便可以轻松连接、交换事物并保持松散耦合。

Question 2

UNIX 是一个强大的操作系统，建立在经过 40 多年（这在计算机科学中几乎是永恒的）历史证明的成功设计之上的。核心技术基于 C 语言和无数小程序：UNIX 命令。麦克罗伊总结了基本理念：

编写只做一件事并把它做好的程序。编写程序以协同工作。编写程序来处理文本流，因为这是一个通用接口。

有关 UNIX 哲学的更多信息可以在 ESRaymond“UNIX 编程的艺术”中找到。

Answer

UNIX 是一个强大的操作系统，建立在经过 40 多年（这在计算机科学中几乎是永恒的）历史证明的成功设计之上的。核心技术基于 C 语言和无数小程序：UNIX 命令。麦克罗伊总结了基本理念：

编写只做一件事并把它做好的程序。编写程序以协同工作。编写程序来处理文本流，因为这是一个通用接口。

有关 UNIX 哲学的更多信息可以在 ESRaymond“UNIX 编程的艺术”中找到。

Question 3

这里有一些很好的答案。然而，我认为被遗漏的一件事是 *nix 与其他操作系统（尤其是 Microsoft Windows）的不同之处。

上面已经涵盖的基本概念“做一件事，把它做好”对于 *nix 操作系统是如此重要，以至于有时会被忽视。然而正是这种设计理念使得 Linux 如此灵活和强大。

例如，MS Windows 的图形用户界面 (GUI) 与操作系统交织在一起。如果没有 GUI，几乎不可能安装 MS 操作系统。在 Linux 中，您可以轻松启动根本没有图形组件的服务器或嵌入式系统。它可以完全由命令行驱动，并且仍然是一个功能齐全的服务器。

Linux 的模块化设计还允许系统管理员关闭服务、升级服务并恢复服务，而无需重新启动操作系统。事实上，只有当内核本身被修改或升级时，您才必须重新启动 Linux 操作系统。

例如，您可以在 Linux 上安装新的 Windows 管理器（gnome、kde，无论哪种），而当前登录到系统的用户可能永远不会知道。

在 Windows 上，通常对系统最简单的更改都需要重新启动，尽管有时这更多的是安全问题而不是实际的技术要求。我认为这是微软操作系统的基本缺陷之一。在 Linux 上，您可以升级许多驱动程序模块，并且对用户影响很小或没有影响。在 Windows 上，如果您只是安装新应用程序，则可能需要重新启动整个设备。

这种模块化设计也赋予了Linux非凡的灵活性。每个 Linux 系统都可以针对您需要完成的特定任务进行定制，并尽可能减少资源开销。在 Windows 中，您无法关闭 GUI 界面来运行简单的 HTTP 服务器。 Windows 假设有一个内存占用量，这会造成一个障碍，您的硬件将无法低于该内存占用量。这是 Linux 成为许多移动和嵌入式应用程序首选操作系统的主要原因。

我可以继续说下去，但我希望这些例子有助于解释为什么 Linux 变得如此流行，以及它与其他操作系统有何不同。

Answer