CH01U01 - Linux 简介与理念

四种软件模式

  • 商业软件（Commercial Software） 由开发者出售拷贝并提供软件技术服务，用户只有使用权，但不得进行非法拷贝、扩散、反编译和修改
  • 共享软件（Shareware） 由开发者提供软件试用程序拷贝授权，用户在使用该程序拷贝一段时间之后，必须向开发者缴纳使用费，开发者则提供相应的升级和技术服务
  • 自由软件（Freeware/Free Software/Libre Software） 使用者有使用、复制、散布、研究、改写、再利用该软件的自由
  • 开源软件（OSS，Open Source Software） 软件的源代码向所有人公开的软件

自由软件的四项自由条款

  • 软件必须自由用于任何目的
  • 源代码必须公开，他人可以研究其工作原理
  • 软件必须能够被自由再发行
  • 任何人都可以自由修改软件

开源软件的特点

  • 开放源代码软件一般是免费发布的，可以自由下载，无需缴纳 License 费用
  • 使用 “集市”式的开发模式使得其通常有着比封闭源代码软件更高的质量
  • 用户可以得到软件的源代码，更容易根据自己的特殊要求，进行定制
  • 开放源代码软件的生命周期不依附于某个公司，因此有更强的生命力
  • 授权条款必须被继承，获得授权的发行商也需要遵守同样条款

自由软件与开源软件的区别

  • 开源软件未必都是自由软件(取决于其授权协议)，自由软件必定满足开源软件
  • 绝大多数开源软件也匹配自由软件的定义。比如，遵守GPL和BSD许可协议的软件都是开放的并且是自由的（FOSS/FLOSS）
  • 开源是一种方法，自由是一种精神
  • FOSS （Free Open Source Software）

  • FLOSS （Free-Libre Open Source Software）

  • 自由软件运动是基于哲学思想（有时被称为所谓黑客文化）的理想主义运动

  • 开放源代码运动是由程序工程师及其它电脑用户参与的，主要注重程序本身的质量提升。

自由软件基金会（Free Software Foundation，FSF）

  • 是倡导自由软件和开源软件的国际性非盈利组织
  • 是一个免税的为自由软件发展的慈善团体
  • 接受捐款，但其大部分收入常常来自销售自由软件的拷贝，和其它相关的服务
  • 对于国际开源社区的形成和发展起到了重要的推动作用
  • 创始人是 Richard M. Stallman
  • FSF 开展的 “GNU Project” 催生出数量众多的自由软件，过去30年间在计算机领域影响巨大
  • 网址为 http://www.fsf.org

GNU 和 GNU Project

  • GNU（GNU is Not Unix）
  • GNU Project
    • 1984 年由 Richard M. Stallman 发起并创建
    • 目标是编写大量兼容于 Unix 系统的自由软件
    • 是 FSF 支持的最著名的开源软件项目
      • GNU 基础工具： 程序的编辑器、编译器、调试器
      • GNU 操作系统内核：The Hurd，始于 1990 年
      • GNU 应用软件
    • 其 “角马” 形象和 “Free as in Freedom” 的哲学理念早已在国际开源社区中广为流传
    • 官方网站：http://www.gnu.org

理查德·斯托曼

  • 理查德·马修·斯托曼（Richard Matthew Stallman，简称 RMS，1953年3月16日至今
  • 自由软件运动的精神领袖、GNU项目以及自由软件基金会（Free Software Foundation）的创立者
  • 主要成就 Emacs，GNU Emacs，GNU C 编译器 及 GNU debugger
  • 他所写作的GNU通用公共许可证（GNU GPL）是最广为采用的自由软件许可证，为copyleft 观念开拓出一条崭新的道路

自由软件之父 Richard Matthew Stallman 经典语录集锦

自由软件协议

其他常见的开源软件协议: BSD、MIT、Apache 尊重开源软件作者 -- 从FFmpeg耻辱榜看开源软件的“潜规则” 使用双重授权协议

开源硬件+开源软件

  • Arduino 不仅仅是全球最流行的开源硬件，也是一个优秀的硬件开发平台，更是硬件开发的趋势
  • 包含：
    • 开放的硬件电路原理图和PCB设计图 （各种型号的 Arduino 板卡）
    • 程序开发接口软件（Arduino IDE）
  • 简单的开发方式使得开发者更关注创意与实现，更快的完成自己的项目开发，大大节约了学习的成本，缩短了开发的周期
  • 适用于电子爱好者、艺术家、设计师以及对于"互动"有兴趣的朋友
    • 专业硬件开发者使用 Arduino 开发他们的项目和产品
    • 软件开发者使用 Arduino 进入硬件、物联网等开发领域
    • 许多院校的自动化、软件、甚至艺术专业，也纷纷开设了 Arduino 的相关课程
    • 许多青少年科技小组也相继开设了 Arduino 的相关课程
  • 中文社区： http://www.arduino.cn/

Fritzing 是一款制作 PCB 布线设计的开源工具

  • Fritzing 为用户实现基于 Arduino 的设计并创造能用于生产的 PCB 布线工具，使创客和骇客真正能够实际创造出自己的设计。
  • Fritzing 的三种视图
    • 面包板视图：允许用户在虚拟的面包板上拖拉安置虚拟的电子组件。
    • 原理图视图：原理图的正式表达形式，是虚拟面包板上电路的对应，用户也可以根据需要进行编辑。
    • PCB 视图：允许用户将组件放置在虚拟的印刷电路板上，然后就可以用于生产了。

Linux 起源和发展

  • 1984：GNU项目和自由软件基金会（1985）
    • 创建 UNIX 工具的开源版本
    • 创建通用公共许可证(General Public License，简称为GPL)
      • 软件授权许可实施开源理念
  • 1991：Linus Torvalds
    • 创建了开源的、类似UNIX的内核，基于GPL授权协议发布
    • 移植某些 GNU工具及其在线帮助
  • 今天：
    • Linux内核＋GNU工具 ＝ 完整的、开源的、类似UNIX的操作系统
      • 针对所面向的用户群而打包发行版本

什么是 Linux

  • 狭义： 由 Linus 领导开发的操作系统内核
  • 广义： 是一个功能强大的开源操作系统软件
    • 编制的目的是建立不受任何商品化软件版权制约的、全世界都能自由使用的UNIX兼容产品
    • 使用 Linux 作为内核的 GNU 操作系统应该更精确地被称为 GNU/Linux 系统

林纳斯·托瓦兹

  • 林纳斯·本纳第克特·托瓦兹（Linus Benedict Torvalds, 1969年12月28日至今）
  • 当今世界最著名的IT人士之一，Linux 内核的发明人及该计划的合作者
  • 林纳斯出生于芬兰赫尔辛基市。其父亲尼尔斯·托瓦兹（Nils Torvalds）是一名活跃的共产主义者及电台记者。托瓦兹家族属于在芬兰占 6%的少数民族芬兰瑞典人。
  • 1997年至2003年 在美国加州硅谷任职于全美达公司（Transmeta Corporation）参与该公司晶片的code morph 技术研发
  • 现受聘于开放源代码开发实验室（OSDL : Open Source Development Labs），全力开发 Linux 内核

操作系统的功能

  • 进程管理
  • 内存管理
  • 文件系统管理
  • I/O 设备管理
    • 磁盘
    • 键盘、鼠标和监视器
  • 网络管理
  • 安全管理

推荐阅读

Linux 系统的特点

  • 开放性的系统
  • 多用户多任务的系统
  • 具有出色的稳定性和速度性能
  • 具有可靠的系统安全性
  • 提供了丰富的网络功能
  • 标准兼容性和可移植性
    • 可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface，POSIX）
  • 提供了良好的用户界面
    • CLI / GUI / API

Linux 系统的组成

  • Linux 内核：内核（Kernel）是系统的心脏，实现操作系统的基本功能。
  • Linux Shell：Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。
  • Linux 应用程序：标准的Linux系统都有一套称为应用程序的程序集，包括文本编辑器、 编程语言、XWindow、办公套件、Internet工具、数据库等。

Linux 文件系统

  • 文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。
  • 通常是按照目录层次的方式进行组织。
  • 每个目录可以包括多个子目录以及文件，系统以 / 为根目录。

Linux 内核

  • Linux 内核项目
    • 主要作者：芬兰赫尔辛基大学的 Linus Torvalds
    • 1994年3月，Linux 1.0 版发布
    • Linux 内核的标志为企鹅Tux，取自芬兰的吉祥物
    • 官方网站：http://www.kernel.org
  • Linux 内核实现了操作系统的基本功能
    • 控制硬件设备，内存管理，硬件接口，基本I/O等
    • 管理文件系统，为程序分配内存和CPU时间，网络协议栈的实现等

Linux 内核版本

  • 内核版本号由3个数字组成：r.x.y
    • r：目前发布的Kernel主版本。
    • x：偶数：稳定版本；奇数：开发中版本。
    • y：错误修补的次数。
  • 不同发行版可能使用不同的 Linux 内核
    • RHEL/CentOS 7 使用的内核版本是 3.10.0
    • Ubuntu 16.04 LTS 使用的内核版本是 4.4.0
    • Debian 9 使用的内核版本是 4.9.30

自 Linux 内核使用 Git 版本控制之后，即 Linux 内核 3.x/4.0 版本时代 也存在基于奇数次版本号的稳定版。例如: Linux Mint 17.1 使用的内核版本是 3.13.0。

Linux 的发行版本（Distribution）

  • Linux内核 ＋ GNU软件 + 各种自由软件（应用程序和工具软件）
  • 发行厂商可以自由选择使用某个版本的 Linux 内核
  • 发行版的名称、版本由发行厂商决定
  • 厂商/社区提供 辅助安装、软件包管理 等程序
  • 目前已经有了几百余种发行版本，而且还在不断地增加
  • 发行套件的版本号随不同发布者的而不同，与系统内核的版本号是相对独立的

有关更多的Linux发行版本的信息，请访问：http://www.distrowatch.com

常见的 Linux 发行套件

常见的 Linux 发行套件 —— DEB/RPM

  • 基于 DEB
    • Debian -> Ubuntu -> LinuxMint
  • 基于 RPM
    • Fedara -> RHEL/CentOS
    • openSUSE

Red Hat 发行版本

  • Red Hat Linux （终止于 v9）
  • Red Hat Enterprise Linux
    • 性能稳定、经过全面测试的软件
    • Red Hat 公司提供专业的支持服务
    • 对大型网络进行集中管理的工具
  • Fedora
    • 更多、更新的应用程序
    • 社区支持（非红帽官方支持）

CentOS （Community ENTerprise OS）

  • CentOS 是一个开源软件贡献者和用户的社区
    • CentOS 社区对 RHEL 源代码进行重新编译
    • CentOS 社区不断与其他的同类社区合并
  • CentOS Linux 是当前使用最广泛的 RHEL 兼容版本
    • CentOS Linux 的稳定性不会比 RHEL 差，唯一不足的就是缺乏技术支持，因为它是由社区发布的免费版
    • CentOS Linux 由于同时具有与 RHEL 的兼容性和企业级应用的稳定性，又允许用户自由使用，因此得到了越来越广泛的应用
    • CentOS Linux 与 RHEL 产品有着严格的版本对应关系

Red Hat 的培训及认证

  • Red Hat Certified System Administrator (RHCSA®)
  • Red Hat Certified Engineer (RHCE®)
  • Red Hat Certified Architect (RHCA®)

Linux 深受喜爱的原因

  • Linux 是自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码
  • Linux 具有Unix的全部功能，任何使用 Unix 操作系统或想要学习 Unix 操作系统的人都可以从 Linux 中获益
  • Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件

Linux 的应用领域

  • 教育领域
  • 服务器领域
    • Internet 服务器操作系统的首选
    • 50% 以上的服务器市场占有率
    • U2L(UNIX to Linux) 计划正在广泛开展
  • 云计算领域
    • 开源是云计算的灵魂
    • 云基础设施平台首选操作系统，如 OpenStack、Cloudstack
  • 嵌入式领域
    • 移动通讯终端 -- 如： Android 手机（Linux内核 + jvm + java程序）
    • 移动计算设备 -- 如： Android 平板电脑
    • 网络通讯设备 -- 如： 网络接入盒、路由器（LEDE Project）
    • 智能家电设备 -- 如： 基于 Ubuntu/Android 的网络视频播放设备
  • 多媒体与电影制作
  • 桌面应用

卡片电脑

UNIX/Linux 理念

  • 一切即文件（包括硬件）
  • 小型、目的单一的程序
  • 多个程序链接在一起来执行复杂任务的能力
  • 避免令人困惑的用户界面
  • 以文本格式保存配置数据
  • 脚本编程自动完成特定任务功能

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