1.1 為什么要學習Linux系統

為什么要學習Linux系統？最直接的原因當然是Linux系統廣泛的應用，以及工作中的實際需要。在最近十幾年全球超級計算機TOP 500強操作系統排行榜中，Linux的占比長期處于壟斷地位，甚至呈現繼續上升達到100%的趨勢。而在各企業的服務器應用領域，Linux系統的市場份額也越來越接近這個比例，這足以說明Linux的出色表現和廣泛應用。2020年超級計算機排行榜第4名的神威·太湖之光用的就是Linux操作系統（我國自主研發），如圖1-1所示。

圖1-1 神威·太湖之光

1.1.1 Linux系統的特點

Linux是一套免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統，是一款基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。用戶可以通過網絡或其他途徑免費獲得，并可以任意修改其源代碼，這是其他操作系統做不到的。正是由于這一點，來自全世界的大量程序員根據自己的興趣和靈感對Linux進行了修改和編寫，這讓Linux吸收了無數程序員的精華，不斷壯大，其主要特點可以概括為以下幾點。

●開放性：遵循開放系統互連（OSI）國際標準。

●多用戶：操作系統資源可以被不同的用戶使用，用戶對各自的資源（如文件、設備）有特定的權限，互不影響。

●多任務：計算機同時執行多個程序，并且各個程序的運行互相獨立。

●良好的用戶界面：Linux提供了用戶界面和系統調用兩種界面。Linux還為用戶提供了圖形用戶界面，利用鼠標、菜單、窗口、滾動條等，為用戶呈現出直觀、易操作、交互性強的友好圖形化界面。其中，Linux Fedora發行版的操作界面如圖1-2所示。

圖1-2 Linux Fedora發行版操作界面

●設備獨立性：操作系統把所有外部設備統一當作文件來看待，只要安裝驅動程序，用戶就可以像使用文件一樣操控、使用這些設備。Linux是具有設備獨立性的操作系統，內核具有高度適應能力。

●豐富的網絡功能：完善的內置網絡是Linux的一大特點，為計算機提供了豐富的網絡功能。

●可靠的安全系統：Linux采取了許多安全技術措施，包括對讀寫的控制、帶保護的子系統、審計跟蹤、核心授權等，為網絡多用戶環境中的用戶提供了必要的安全保障。

●良好的可移植性及靈活性：Linux系統有良好的可移植性，支持大部分的CPU平臺，便于裁剪和定制。用戶可以把Linux裝在U盤、光盤等存儲介質中隨時調用，也可以在嵌入式領域對其進行廣泛應用。

小白逆襲：免安裝即可使用Linux

如果希望不進行安裝就能體驗Linux系統，則可以在網上下載一個Live DVD版的Linux鏡像，刻成光盤放入光驅或者用虛擬機軟件直接載入鏡像文件，設置CMOS/BIOS為光盤啟動，系統就會自動載入光盤文件，啟動進入Linux系統。

1.1.2 Linux系統的應用領域

目前各種Linux發行版應用于從嵌入式設備到超級計算機等很多場合，尤其在IT服務器領域中Linux已經確立了主導地位，服務器一般采用LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）或LNMP（Linux+Nginx+MySQL+PHP）組合。目前Linux的主要應用領域可以分為以下三大類。

1.企業級服務器的應用

Linux系統可以為企業架構WWW服務器、數據庫服務器、負載均衡服務器、郵件服務器、DNS服務器、代理服務器、路由器等，具有運營成本低、系統穩定性高、可靠性強等優勢，且無軟件版權問題。例如聯想RS260中小型企業服務器，如圖1-3所示。

圖1-3 聯想RS260中小型企業服務器

2.嵌入式Linux系統應用領域

由于Linux系統具有開放源代碼、功能強大、穩定性高、靈活性強，以及廣泛支持大量的微處理體系結構、硬件設備、圖形支持和通信協議的特點，在嵌入式應用領域里，從網絡設備（路由器、交換機、防火墻、負載均衡器）到專用的控制系統（自動售貨機、手機、PDA、各種家用電器），Linux操作系統都有著廣闊的應用市場。

3.個人桌面Linux應用領域

Linux還廣泛應用于個人計算機領域，完全可以滿足日常辦公需要。例如惠普（HP）戰99臺式工作站商用辦公設計計算機主機，如圖1-4所示。

Linux不僅應用于家庭與企業場景中，由于其開源特性，逐漸受到越來越多政府部門的重視和推廣，很多政府服務平臺、電子政務系統等都是基于Linux服務器建立的。隨著我國科技創新的不斷進步，越來越重視技術的獨立性，必然會前所未有地重視Linux系統的應用，相信Linux系統的應用領域會快速擴展。

圖1-4 惠普（HP）戰99臺式工作站商用辦公設計計算機主機

1.1.3 Linux系統的發展趨勢

Linux系統是一款非常優秀的軟件產品，它具有非常好的穩定性，滿足了不同行業的發展。對于初學Linux的讀者來說，了解Linux的發展趨勢可以更快地認清Linux行業的發展狀況。

1.Linux在服務器領域的發展

隨著開源軟件在世界范圍內影響力日益增強，Linux服務器操作系統在整個服務器操作系統市場格局中占據了越來越多的市場份額，已經形成了大規模市場應用的局面，并且保持著快速的增長率。尤其在政府、金融、農業、交通、電信等國家關鍵領域。此外，考慮到Linux的快速成長性以及國家相關政策的扶持力度，Linux服務器產品一定能夠沖擊更大的服務器市場。

據權威部門統計，目前Linux在服務器領域已經占據約75%的市場份額，其在服務器市場的迅速崛起，已經引起全球IT產業的高度關注，并以強勁的勢頭成為服務器操作系統領域中的中堅力量。

2.Linux在桌面領域的發展

近年來，特別是在國內市場，Linux桌面操作系統的發展趨勢非常迅猛。如國內的中標麒麟Linux、紅旗Linux、深度Linux等系統軟件廠商都推出了Linux桌面操作系統，目前已經在政府、企業、OEM等領域得到了廣泛應用。另外，SUSE、Ubuntu也相繼推出了基于Linux的桌面系統，特別是Ubuntu Linux，已經積累了大量社區用戶。但是，從系統的整體功能和性能來看，Linux桌面系統與Windows系列相比還有一定的差距，主要表現在系統易用性、系統管理、軟硬件兼容性、軟件的豐富程度等方面。

3.Linux在移動嵌入式領域的發展

低成本、強大的定制功能以及良好的移植性能，使得Linux在嵌入式系統方面也得到廣泛應用，目前Linux已廣泛應用于手機、平板計算機、路由器、電視和電子游戲機等領域。在移動設備上廣泛使用的Android操作系統就是創建在Linux內核之上的。目前，Android已經成為全球主流的智能手機操作系統。

此外，思科在網絡防火墻和路由器方面也使用了定制的Linux，阿里云開發的基于Linux的操作系統YunOS，可用于智能手機、平板計算機和網絡電視，常見的數字視頻錄像機、舞臺燈光控制系統等都在逐漸采用定制版本的Linux來實現，而這一切均歸功于Linux與開源的力量。

4.Linux在云計算和大數據領域的發展

互聯網產業的迅猛發展，促使云計算、大數據產業的形成并快速發展，云計算和大數據作為一個基于開源軟件的平臺，Linux占據了核心優勢。據Linux基金會的研究，86%的企業已經使用Linux操作系統進行云計算和大數據平臺的構建。目前，Linux已開始取代UNIX成為最受青睞的云計算和大數據平臺操作系統。