linux系統分析
Ⅰ linux系統的特點是什麼
Linux系統特徵
Linux系統有文本編輯界面和圖形用戶界面（GUI）。其特徵包括:多用戶、多任務、多平台、可編程SHELL、提供源代碼、模擬終端、支持多種文件系統及強大的網路功能等。
多用戶：多個用戶（六個）能同時從相同或不同的終端（終端號：tty1~tty6）上用同一個應用程序的副本進行工作。在控制台，切換終端的命令是：ALT+F1~F6；在模擬終端窗口（ps/0~n）是：SHIFT+ALT+F1~F6。
多任務：可同時執行多個程序，程序之間互不妨礙。與WINDOWS的多任務不同，Linux將系統沒有用到的剩餘物理內存全部用來做硬碟的高速緩存。筆者曾經打開三個xterm，分別用於查找文件、調試程序、發郵件。而且還可以指定某一個程序在後台運行，指定某一些程序在特定的時間內運行（at命令）。
多平台：Linux能在X86平台上運行，也能移植到其他平台。
可編程SHELL：SHELL是解釋並執行命令的系統外殼程序。通過編寫SHELL程序，使得系統更加個性化；而且在一些程序中具有C語言的功能。
提供源代碼：Linux是自由軟體，源代碼完全公開，可以自行編譯內核，修改和擴充操作系統，進行二次開發。
Linux支持的文件系統很多，例如：EXT3、NFS、VFS、ISO9660、MSDOS等等。
網路功能：較全面的實現了TCP/IP、SLIP、PPP、PLIP協議，功能強大。
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簡介：Linux操作系統分析與實踐簡要介紹操作系統的定義、功能、特性，以及發展歷史、分類、內核結構，闡述計算機硬體系統對操作系統的支持與要求，以Linux 2.6版本為例詳細分析Linux操作系統的進程管理、內存管理、文件管理和設備管理的工作原理和設計。
Ⅲ linux系統的優缺點
優點：
1、Linux是一款免費的操作系統，用戶可以通過網路或其他途徑免費獲得，並可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統所做不到的。
2、Linux可以運行在多種硬體平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等處理器的平台。此外Linux還是一種嵌入式操作系統，可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。
3、完全兼容POSIX1.0標准，這使得可以在Linux下通過相應的模擬器運行常見的DOS、Windows的程序。這為用戶從Windows轉到Linux奠定了基礎。
缺點：
1、Linux內核提供了一個調度程序來管理系統中運行的進程。幾乎總是，先發制人的；這意味著調度程序執行一段時間，如果進程尚未完成，則調度程序將停止進程並開始執行另一個進程。
2、內存管理器是內核最重要的核心部分之一。它提供物理到虛擬內存映射功能以及分頁和交換到物理磁碟。內存管理器使用與體系結構相關的代碼來訪問計算機的物理內存。雖然內核維護自己的虛擬地址空間，但用戶空間中的每個進程都有自己的虛擬地址空間。
(3)linux系統分析擴展閱讀：
桌面環境
在圖形計算中，一個桌面環境（Desktop environment，有時稱為桌面管理器）為計算機提供一個圖形用戶界面（GUI）。但嚴格來說窗口管理器和桌面環境是有區別的。
桌面環境就是桌面圖形環境，它的主要目標是為Linux/Unix操作系統提供一個更加完備 的界面以及大量各類整合工具和使用 程序，其基本 易用性吸引著大量的新用戶。
桌面環境名稱來自桌面比擬，對應於早期的文字命令行界面（CLI）。一個典型的桌面環境提供圖標，視窗，工具欄，文件夾，壁紙以及像拖放這樣的能力。整體而言，桌面環境在設計和功能上的特性，賦予了它與眾不同的外觀和感覺。
現今主流的桌面環境有KDE，gnome，Xfce，LXDE等，除此之外還有Ambient，EDE，IRIX Interactive Desktop，Mezzo，Sugar，CDE等。
Ⅳ Linux操作系統的知識點總結
Linux操作系統的基礎知識並不是很難理解，熟悉掌握基礎知識能更好的學習Linux。下面由我為大家整理了Linux操作系統的知識點總結的相關知識，希望對大家有幫助!
Linux操作系統的知識點總結1.操作系統總體介紹
•CPU： 就像人的大腦，主要負責相關事情的判斷以及實際處理的機制。
查詢指令： cat /proc/cpuinfo
•內存： 大腦中的記憶區塊，將皮膚、眼睛等所收集到的信息記錄起來的地方，以供CPU進行判斷。查詢指令： cat /proc/meminfo
物理內存
物理內存，就是我們將內存條插在主板內存槽上的內存條的容量的大小。看計算機配置的時候，主要看的就是這個物理內存
虛擬內存
Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。
關系：windows中虛擬內存和物理內存可能都會被使用，Linux中，只有物理內存使用完了，才會使用虛擬內存
•硬碟： 大腦中的記憶區塊，將重要的數據記錄起來，以便未來再次使用這些數據。
查詢指令： fdisk -l (需要root許可權)
Linux操作系統的知識點總結2.內存和硬碟的關系
具體命令後面會介紹
Linux操作系統的知識點總結3.操作系統監控命令>單獨寫一份
•vmstat
•sar
•iostat
•top
•free
•uptime
•netstat
•ps
•strace
•lsof
Linux操作系統的知識點總結4.如何分析操作系統
實際流程： 讀數據》數據>硬碟》虛擬內存(swaP)》內存》cpu緩存》執行隊列
分析方向，正好相反
Linux操作系統的知識點總結4.各個部分常出現的漏洞
•CPU： 容易出現該類瓶頸的郵件伺服器、動態web伺服器
•內存： 容易出現該類瓶頸的列印伺服器、資料庫伺服器、靜態web伺服器
•磁碟I/O： 頻繁讀寫操作的項目
•網路帶寬： 頻繁大量上傳下載項目
Linux操作系統的知識點總結5.linux本身的一些優化
1. 系統安裝優化
當安裝linux系統時，磁碟劃分、 SWAP內存的分配都直接影響系統性能。對於虛擬內存SWAP的設定，現在已經沒有了所謂虛擬內存是物理內存兩倍的要求，但是根據經驗，如果內存較小(物理內存小於4GB)，一般設置SWAP交換分區大小為內存的2倍;如果物理內存大約4GB小於16GB，可以設置SWAP大小等於或者略小於物理內存即可;如果內存在16GB以上，原則上可以設置SWAP為0，但最好設置一定大小的SWAP
• 2. 內核參數優化
例如，如果系統部署的Oracle資料庫應用，那麼就需要對系統共享內存段( kernel.shmmax, kenerl.shmmni, kernel.shmall)、
系統信號量( kernel.sem)、文件句柄( fs.file0max)等參數進行優化設置;如果部署的WEB應用，那麼就需要根據web應用特性進行網路參數的優化，例如修改net.ipv4.ip_local_port_range、net.ipv4.tc_tw_reuse、 net.core.somaxconn等網路
內核參數
• 3. 文件系統優化
在linux下可選的文件系統有ext2,、 ext3、 xfs、 ReiserFS
linux標准文件系統是從VFS開始，然後ext、 ext2， ext2是linux上的標准文件系統， ext3是在ext2基礎上增加日誌形成的。從VFS到ext3，設計思想沒有太大變化，都是早期UNIX家族基於超級塊和inode的設計理念設計而成。XFS文件系統是SGI開發的一個高級日誌文件系統，通過分布處理磁碟請求、定位數據、保持cache的一致性來提供對文件系統數據的低延遲、高帶寬的訪問，因此XFS極具伸縮性，非常健壯，具有優秀的日誌記錄功能、可擴展性強、快速寫入等優點。ReiserFS在Hans Reiser領導下開發出來的一款高性能的日誌文件系統，通過完全平衡樹來管理數據，包括文件數據、文件名及日誌支持等。與ext2、 ext3相比，最大的優點是訪問性能和安全性大幅提升。具有高效、合理利用磁碟空間，先將的日誌管理機制，特意的搜尋方式，海量磁碟存儲等優點
Linux操作系統的知識點總結5.重點知識
物理內存和虛擬內存
1.如何查看物理內存和虛擬內存?
Top 命令可以查看物理內存和虛擬內存的數值
2.Buffer
是硬碟控制器上的一塊內存晶元，具有極快的存取速度，它是硬碟內部存儲和外界介面之間的緩沖器。由於硬碟的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同，緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關繫到硬碟的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬碟整體性能。
3.Cache
CPU緩存(Cache Memory)是位於CPU與內存之間的臨時存儲器，它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾，因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多，這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的，當CPU調用大量數據時，就可避開內存直接從緩存中調用，從而加快讀取速度
4.CPU中斷
當CPU執行完一條現行指令時，如果外設向CPU發出中斷請求，那麼CPU在滿足響應的情況下，將發出中斷響應信號，與此同時關閉中斷，表示CPU不在受理另外一個設備的中斷。這時，CPU將尋找中斷請求源是哪一個設備，並保存CPU自己的程序計數器(PC)的內容。然後，他將轉移到處理該中斷源的中斷服務程序。CPU在保存現場信息，設備服務(如交換數據)以後，將恢復現場信息。在這些動作完成以後，開放中斷，並返回到原來被中斷的主程序的下一條指令。
5.上下文切換
上下文切換(Context Switch) 或者環境切換
多任務系統中，上下文切換是指CPU的控制權由運行任務轉移到另外一個就緒任務時所發生的事件。
在操作系統中，CPU切換到另一個進程需要保存當前進程的狀態並恢復另一個進程的狀態：當前運行任務轉為就緒(或者掛起、刪除)狀態，另一個被選定的就緒任務成為當前任務。上下文切換包括保存當前任務的運行環境，恢復將要運行任務的運行環境。
進程上下文用進程的PCB(進程式控制制塊,也稱為PCB，即任務控制塊)表示，它包括進程狀態，CPU寄存器的值等。
通常通過執行一個狀態保存來保存CPU當前狀態，然後執行一個狀態恢復重新開始運行。
上下文切換會對性能造成負面影響。然而，一些上下文切換相對其他切換而言更加昂貴;其中一個更昂貴的上下文切換是跨核上下文切換(Cross-Core Context Switch)。一個線程可以運行在一個專用處理器上，也可以跨處理器。由單個處理器服務的線程都有處理器關聯(Processor Affinity)，這樣會更加有效。在另一個處理器內核搶占和調度線程會引起緩存丟失，作為緩存丟失和過度上下文切換的結果要訪問本地內存。總之，這稱為“跨核上下文切換”。
6.進程和線程
進程概念
進程是表示資源分配的基本單位，又是調度運行的基本單位。例如，用戶運行自己的程序，系統就創建一個進程，並為它分配資源，包括各種表格、內存空間、磁碟空間、I/O設備等。然後，把該進程放人進程的就緒隊列。進程調度程序選中它，為它分配CPU以及其它有關資源，該進程才真正運行。所以，進程是系統中的並發執行的單位。
線程概念
線程是進程中執行運算的最小單位，亦即執行處理機調度的基本單位。如果把進程理解為在邏輯上操作系統所完成的任務，那麼線程表示完成該任務的許多可能的子任務之一
進程和線程的關系
(1)一個線程只能屬於一個進程，而一個進程可以有多個線程，但至少有一個線程。 (2)資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源。
(3)處理機分給線程，即真正在處理機上運行的是線程。
(4)線程在執行過程中，需要協作同步。不同進程的線程間要利用消息通信的辦法實現同步。
Ⅳ Linux系統分析、裁減及RAMOS製作
使用Linux開發，根據應用需求的不同有不同的配置開發方法，但是一般都要經過如下的過程：
1．建立開發環境
操作系統一般使用RedHat-Linux，版本從7到9都可以，選擇定製安裝或全部安裝，通過網路下載相應的GCC交叉編譯器進行安裝（例如arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc），或者安裝產品廠家提供的交叉編譯器。
2．配置開發主機
配置MINICOM，一般的參數為波特率為115 200bps，數據位為8位，停止位為1，無奇偶校驗，軟體硬體流控設為無。在Windows下的超級終端的配置也是這樣的。MINICOM軟體的作用是作為調試嵌入式開發板的信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具。配置網路，主要是配置NFS網路文件系統，需要關閉防火牆，簡化嵌入式網路調試環境設置過程。
3．建立引導裝載程序BOOTLOADER
從網路上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER，如U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根據自己具體的晶元進行移植修改。有些晶元沒有內置引導裝載程序，例如三星的ARM7、ARM9系列晶元，這樣就需要編寫開發板上Flash的燒寫程序，網路上有免費下載的Windows下通過JTAG並口簡易模擬器燒寫ARM外圍Flash晶元的燒寫程序，也有Linux下的公開源代碼的J-Flash程序。如果不能燒寫自己的開發板，就需要根據自己的具體電路進行源代碼修改。這是系統正常運行的第一步。如果購買了廠家的模擬器當然比較容易燒寫Flash，這對於需要迅速開發自己產品的人來說可以極大地提高開發速度，但是其中的核心技術是無法了解的。
4．下載別人已經移植好的Linux操作系統
如μCLinux、ARM-Linux、PPC-Linux等，如果有專門針對所使用的CPU移植好的Linux操作系統那是再好不過的，下載後再添加自己的特定硬體的驅動程序，進行調試修改，對於帶MMU的CPU可以使用模塊方式調試驅動，對於μCLinux這樣的系統則需編譯進內核進行調試。
5．建立根文件系統
從下載使用BUSYBOX軟體進行功能裁減，產生一個最基本的根文件系統，再根據自己的應用需要添加其他程序。默認的啟動腳本一般都不會符合應用的需要，所以就要修改根文件系統中的啟動腳本，它的存放位置位於/etc目錄下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等，自動掛裝文件系統的配置文件/etc/fstab，具體情況會隨系統不同而不同。根文件系統在嵌入式系統中一般設為只讀，需要使用mkcramfs、genromfs等工具產生燒寫映像文件。
6．建立應用程序的Flash磁碟分區
一般使用JFFS2或YAFFS文件系統，這需要在內核中提供這些文件系統的驅動，有的系統使用一個線性Flash（NOR型）512KB～32MB，有的系統使用非線性Flash（NAND型）8～512MB，有的兩個同時使用，需要根據應用規劃Flash的分區方案。
7．開發應用程序
應用程序可以放入根文件系統中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統中，有的應用不使用根文件系統，直接將應用程序和內核設計在一起，這有點類似於μCOS-II的方式。
8．燒寫內核、根文件系統、應用程序
9．發布產品