第1講 Linux系統安裝

1.1 引言

1.1.1 Linux簡介

Linux操作系統是一款優秀的操作系統，支持多用戶、多線程、多進程，實時性好，功能強大且穩定。同時，它又具有良好的兼容性和可移植性，被廣泛應用于各種計算機平臺上。下面介紹Linux的產生背景、組成和特性。

1.Linux的產生背景

對于Linux操作系統的產生，可以追溯到另一個操作系統UNIX。與Linux相同，UNIX也是一款相當流行的計算機操作系統，該操作系統最初是由美國貝爾實驗室的Ken Thomp-son、Dennis Ritchie和其他人共同開發的。UNIX是一個實時操作系統，可允許多人同時訪問計算機，與此同時每個人可運行多個應用程序，即通常所說的多用戶、多任務操作系統，該操作系統最初是為了運行于大型計算機和小型計算機上而設計的。

UNIX操作系統以其優越的性能在工作站或小型計算機上發揮著重要作用，一直以來，該操作系統是一種大型而且要求較高的操作系統，許多種版本的UNIX操作系統都是為工作站環境而設計的。但隨著個人計算機的日益普及，并且個人計算機的性能也在不斷提高，人們也開始從事UNIX操作系統的個人計算機版本的開發，使UNIX能夠在個人計算機上運行成為可能，這也是Linux流行起來的原因。

Linux的前身是芬蘭赫爾辛基大學一位名叫Linus Torvalds計算機科學系學生的個人項目。他將Linux建立在一個基于PC上運行的、名為Minix（Minix是由一位名為Andrew Tan-nebaum的計算機教授編寫的操作系統示例程序）的操作系統之上。Minix突出體現了UNIX的各種特性，后來Minix通過Internet廣泛傳播。Linus的初衷是為Minix用戶開發一種高效率的PC UNIX版本，稱其為Linux，并于1991年底首次公布于眾，同年11月發布了0.10版本，12月發布了0.11版本。Linux允許免費自由地運用該系統源代碼，并且鼓勵其他人進一步對其進行開發。如此一來，通過Internet在世界范圍內形成了Linux研究熱潮，并且在不斷持續著。

2.Linux組成

Linux操作系統的組成一般分為3個部分：內核（Kernel）、命令解釋層（Shell或其他操作環境）、文件結構（File Structure）。其中內核是整個操作系統的內核部分；Shell是用戶與計算機交流的接口；文件結構是存放在存儲設備上文件的組織方法。

（1）內核

內核是Linux系統的心臟，是運行程序和管理硬件設備的內核程序，決定著系統的性能和穩定性。內核以獨占的方式執行最底層任務，保證系統正常運行，協調多個并發進程，管理進程使用的內存，使它們相互之間不產生沖突，滿足進程訪問磁盤的請求等。它從用戶那里接受命令并把命令送給內核去執行。

Linux內核包括幾個重要部分：進程管理、內存管理、硬件設備驅動、文件系統驅動、網絡管理。進程管理產生進程，以切換運行時的活動進程來實現多任務；內存管理負責分配進程的存儲區域和對換空間區域、內核的部件及buffer cache；在最底層，內核對它支持的每種硬件包含一個硬件設備驅動。因為，現實世界中存在大量不同的硬件，因此硬件設備的驅動數量很大。每個類的每個成員都有相同的與內核其他部分的接口，但具體實現是不同的，例如所有的硬盤驅動與內核其他部分接口相同，即都有初始化驅動器、讀N扇區和寫N扇區。內核自己提供的有些軟件服務有類似的抽象屬性，因此可以抽象分類。例如不同的網絡協議已經被抽象為一個編程接口：BSD socket庫。另一個例子是虛擬文件系統virtual file system（VFS）層，它從文件系統操作實現中抽象出來文件系統。每個文件系統類型提供了每個文件系統操作的實現。當一些實體企圖使用一個文件系統時，請求通過VFS送出，它將請求發送到適當的文件系統驅動。網絡管理提供了對網絡標準存取和各種網絡硬件的支持，它又可分為網絡協議和網絡驅動程序。其中，網絡協議部分負責實現每一種可能的網絡傳輸協議，而網絡驅動程序負責與硬件通信。

（2）Linux Shell

Shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的一種接口，它接收用戶輸入的命令并把命令送入內核。操作環境在操作系統內核與用戶之間提供操作界面，它實際上是一個解釋器。操作系統對用戶輸入的命令進行解釋，再將其發送到內核。Linux存在3種操作環境，分別是桌面（desktop）、窗口管理器（window manager）和命令行Shell（com-mand line Shell）。Linux系統中的每個用戶都可以擁有自己的用戶操作界面，根據自己的要求進行定制。

Shell是一個命令解釋器，它解釋由用戶輸入的命令，并把它們送到內核。不僅如此，Shell有自己的編程語言，用于對命令的編輯，它允許用戶編寫由Shell命令組成的程序。同Linux本身一樣，Shell也有多種不同的版本，目前主要的Shell版本如下：

1）Bourne shell是貝爾實驗室開發的；

2）BASH是GNU的Bourne Again Shell，是GNU操作系統上默認的Shell；

3）Korn Shell是對Bourne Shell的發展，在大部分情況下與Bourne Shell兼容；

4）C Shell是SUN公司Shell的BSD版本。

Shell中的命令分為內部命令和外部命令。內部命令包含在Shell自身之中，如cd、exit等，查看內部命令的方法可用help命令；外部命令是存在于文件系統某個目錄下的具體的可執行程序，如cp等，查看外部命令的路徑可用which。

（3）文件結構

文件結構是存放在磁盤等存儲設備上的文件的組織方法，主要體現在對文件和目錄的組織上。目錄提供了管理文件的一個方便而有效的途徑，用戶能夠從一個目錄切換到另一個目錄，而且可以設置目錄和文件的權限、文件的共享程度。Linux目錄采用多級樹形結構，用戶可以瀏覽整個系統，進入任何一個已授權進入的目錄，并訪問那里的文件。

文件結構使得相互關聯性使用共享數據變得容易，幾個用戶可以訪問同一個文件。Linux是一個多用戶系統，操作系統本身的駐留程序存放在以根目錄開始的專用目錄中，有時被指定為系統目錄。此外，用戶可以創建自己的子目錄，保存自己的文件，可以很容易地把文件從一個子目錄移動到另一個子目錄中。

內核、Shell和文件結構一起形成了基本的操作系統結構，它們使得用戶可以運行程序、管理文件以及使用系統。此外，Linux操作系統還有許多被稱為實用工具的程序，輔助用戶完成一些特定的任務。

3.Linux特性

Linux操作系統在短時間內得到迅猛的發展，這與該操作系統良好的特性是分不開的。Linux包含了UNIX操作系統的全部功能和特性。簡單地說，Linux具有UNIX的所有特性并且具有自己獨特的魅力，主要表現在以下幾個方面：

（1）開放性

開放性是指系統遵循世界標準規范，特別是遵循開放系統互聯（OSI）國際標準。凡遵循國際標準所開發的硬件和軟件，都能彼此兼容，可方便地實現互聯。

（2）多用戶

多用戶是指系統資源可以被不同的用戶各自擁有并使用，即使每個用戶對自己的資源（如文件、設備）有特定權限，也互不影響，Linux和UNIX都具有多用戶特性。

（3）多任務

多任務是現代計算機最主要的一個特點，它是指計算機同時執行多個程序，而且各個程序的運行相互獨立。Linux操作系統調試每一個進程平等地訪問CPU。由于CPU的處理速度非常快，其結果是啟動的應用程序看起來好像是在并行運行。事實上，從CPU執行的一個應用程序中的一組指令到Linux調試CPU，與再次運行這個程序之間只有很短的時間延遲，用戶是感覺不出來的。

（4）友好的用戶界面

Linux向用戶提供了兩種界面：用戶界面和系統調用界面。Linux的傳統用戶界面基于文本的命令行界面，即Shell。它既可以聯機使用，又可以存儲在文件上脫機使用。Shell有很強的程序設計能力，用戶可方便地用它編寫程序，從而為用戶擴充系統功能提供了更高級的手段。Linux還提供了圖形用戶界面，它利用鼠標、菜單和窗口等設施，給用戶呈現一個直觀、易操作、交互性強的友好圖形化界面。

（5）設備獨立性

設備獨立性是指操作系統把所有外部設備統一當做文件來看，只要安裝它們的驅動程序，任何用戶都可以像使用文件那樣操作并使用這些設備，而不必知道它們的具體存在形式。設備獨立性的關鍵在于內核的適應能力，其他的操作系統只允許一定數量或一定種類的外部設備連接，因為每一個設備都是通過其與內核的專用連接獨立地進行訪問的。Linux是設備獨立的操作系統，它的內核具有高度的適應能力，隨著更多程序員加入Linux編程，會有更多硬件設備加入到各種Linux內核和發行版本中。

（6）豐富的網絡功能

完善的內置網絡是Linux的一大特點，Linux在通信和網絡功能方面優于其他操作系統。其他操作系統不包含如此緊密的內核結合在一起的連接網絡的能力，也沒有內置這些聯網特性的靈活性。而Linux為用戶提供了完善的、強大的網絡功能。

1）支持Internet：Linux免費提供了大量支持Internet的軟件，Internet是在UNIX領域中建立并發展起來的，在這方面使用Linux是相當方便的，用戶能用Linux與世界上其他人通過Internet網絡進行通信。

2）文件傳輸：用戶能通過一些Linux命令完成內部信息或文件的傳輸。

3）遠程訪問：Linux為系統管理員和技術人員提供了訪問其他系統的窗口。通過這種遠程訪問的功能，一位技術人員能夠有效地為多個系統服務，即使那些系統位于很遠的地方。

（7）可靠的安全性

Linux操作系統采取了許多安全措施，包括對讀、寫操作進行權限控制，帶保護的子系統，審計跟蹤和內核授權，這為用戶提供了必要的安全保障。

（8）良好的可移植性

可移植性是指將操作系統從一個平臺轉移到另一個平臺，使它仍然能按其自身的方式運行的能力。Linux是一款具有良好可移植性的操作系統，能夠在微型計算機到大型計算機的任何環境中和平臺上運行。該特性為Linux操作系統的不同計算機平臺與其他任何機器進行準確而有效地通信提供了保障，不需要另外增加特殊的通信接口。

（9）X Window系統

X Window系統是用于UNIX機器的一個圖形系統，該系統擁有強大的界面系統，并支持許多應用程序，是業界標準界面。

（10）內存保護模式

Linux使用處理器的內存保護模式來避免進程訪問分配給系統內核或者其他進程的內存。對于系統安全來說，這是一個主要的貢獻，一個不正確的程序因此不能夠再使用系統而崩潰（在理論上）。

（11）共享程序庫

共享程序庫是一個程序工作所需要的例程的集合，有許多同時被多于一個進程使用的標準庫，因此使用戶覺得需要將這些庫的程序載入內存一次，而不是一個進程一次，通過共享程序庫使這些成為可能，因為這些程序庫只有當進程運行的時候才被載入，所以它們被稱為動態鏈接庫。

1.1.2 Linux版本說明

Linux的版本可以分為兩類：內核（Kernel）版本與發行版本（Distribution）版本。內核版本是指在Linux的領導下，開發小組開發出來的系統內核版本號。而一些組織或公司將Linux內核與應用軟件和文檔包裝起來，并提供一些安裝界面、系統設置與管理工具，這樣就構成了一個發行版本。常見的發行版本有Red Hat Linux、Mandriva Linux、Debian Linux和國產的紅旗Linux等。

1.Red Hat Linux

Read Hat最早由Bob Young和Marc Ewing在1995年創建，目前Red Hat分為兩個系列：由Red Hat公司提供收費技術支持和更新的Red Hat Enterprise Linux，以及由社區開發的免費的Fedora Core。

Red Hat Linux是一個比較成熟的Linux版本，無論是在銷售上還是在裝機量上都比較成功。該版本從4.0時就開始同時支持Intel、Alpha和Sparc硬件平臺，并且通過Red Hat公司的開發，使得用戶可以輕松地進行軟件升級并徹底卸載應用軟件和系統部件。Red Hat Enterprise Linux是一個收費的操作系統，它適用于服務器；而Fedora Core是一個免費版本，該版本提供了最新的軟件包，并且其版本的更新周期也非常短，只有6個月，目前最新版本為Fedora Core 6，本書將以該版本為基礎全面講解Linux操作系統的相關知識。

2.Mandriva Linux

國內最早開始流行Linux操作系統時，Mandriva就非常流行。最早的Mandriva原名為Mandrake，其開發者是基于Red Hat進行開發的。Red Hat采用GNOME桌面系統，而Man-drake采用了KDE。由于安裝時Linux比較復雜，不適合第一次接觸Linux的新手，所以Mandrake簡化了系統安裝過程。不但如此，該版本當時還在易用性方面下了不少工夫，包括默認情況下的硬件檢測等，這也是當時能在國內流行的原因之一。

3.Debian Linux

Debian最早由Ian Murdock于1993年創建，可以稱得上是迄今為止最遵循GNU規范的Linux操作系統。該版本有3個系統分支：Stable、Testing和Unstable。到2005年5月，3個版本分別為Woody、Sarge和Sid。其中，Unstable為最新測試版本，其中包括最新的軟件包，但是也有相對較多的Bug，適合桌面用戶；而Testing版本經過Unstable中的測試，相對較為穩定，也支持了不少新技術；Woody一般只用于服務器，上面的版本大部分都比較過時，但是穩定性和安全性都非常高。

4.紅旗Linux

紅旗Linux中文操作系統是由中國科學軟件所、北大方正電子有限公司和康柏計算機公司聯合推出的具有自主版權的全中文化Linux發行版本。

紅旗Linux以全新優化整合的KDE圖形環境、桌面設計、結構布局和完整和諧的菜單設計，令人耳目一新；集成的硬件自動檢測功能，滿足PC用戶硬件的隨時更換；高質量的中文字體顯示以及高效率的文字輸入法選擇，確保用戶系統辦公的工作品質；高效完善的網絡使用功能；快捷友好的打印機管理和配置工具；人性化設計的在線升級工具、身份注冊、軟件更新、數據庫管理一線完成，用戶可實時提升系統性能、定制個性化桌面環境、擁有完善的工作平臺；圖形圖像軟件從基本的PS／PDF文件閱讀工具到看圖、畫圖、截圖，再到圖像的掃描、數碼相機支持，全線集成滿足了用戶的各種需求。

1.1.3 各種安裝方法介紹

Linux操作系統的安裝方式可以分為3種：從硬盤安裝、從光盤安裝和網絡安裝。用戶可以根據自身實際情況來選擇合適的安裝方式。例如所使用的計算機是一臺工作站，那么用戶可以選擇以網絡方式進行安裝；如果是個人計算機，用戶可以選擇從光盤安裝或從硬盤安裝。

1.硬盤安裝

在Windows操作系統下，將前面下載到的4張安裝鏡像文件復制到硬盤中，再啟動計算機進入DOS方式，然后將當前工作目錄切換到Linux安裝程序所在的目錄中，根據Linux安裝程序的提示進行逐步安裝。從硬盤安裝的方式，需要Linux與Windows共存，比較其他的安裝方式有特別的設置方法。

2.網絡安裝

從網絡安裝的方式可以選擇從FTP或HTTP站點安裝，不過就個人計算機而言，一般是選擇從硬盤安裝或光盤安裝，這里主要介紹從光盤安裝的方式。

3.光盤安裝

從光盤安裝操作系統，是個人計算機中的常用方式，本書在介紹安裝Linux操作系統時，采用在虛擬機中從光盤安裝的方式。首先啟動計算機，同時按Del鍵，進入到BIOS下，設置第一啟動驅動器為CD-ROM，對于該步驟不同的主板應該選擇位于不同的位置，用戶可參照主板說明書進行設置。

設置完畢，保存并退出BIOS，計算機重新啟動，Linux的安裝光盤可以自動引導計算機進入Linux的安裝界面。下面的內容中會有詳細的介紹。