Linux操作系统原理与应用

论文大作业

一、研究方向

在下列研究方向中任选其一，作为论文的研究方向：Linux内核寻址研究、linux分页、分段机制研究；linux进程调度管理研究，linux存储管理研究，linux的同步控制机制研究等；

二、内容要求

正文文字不得少于1500字，格式规范，正文字体统一为宋体、小四号字体；

三、格式要求

要求有封面，封面格式如下页所示，正文部分有页眉，页眉为左边为学生学号，右边为学生姓名；页脚为页码；正常的A4幅面打印，不需修改默认的页边距。

论文题目

教师： 李 琳 皓

班级： 姓名： 学号： 日期：

第二篇：linux论文

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引言

Linux作为最早开发的操作系统之一越来越受到大家的欢迎，国际上有名的硬、软件厂商都与之结盟、捆绑。这是因为它作为自由软件有两个特点：一是它免费提供源码，二是爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，使得Linux成为一种不仅只是一个内核，而且包括系统管理工具、完整的开发环境和开发工具、应用软件在内，用户很容易获得的操作系统。 由于可以得到Linux的源码，所以操作系统的内部逻辑可见，这样就可以准确地查明故障原因，及时采取相应对策。在必要的情况下，用户可以及时地为Linux打 “补丁”，这是其它操作系统所没有的优势。第二，究其根本，Linux是一个UNIX系统变种，因此也就具有了Unix系统的一系列优良特性，Unix上的应用可以很方便地移植到Linux平台上，这使得Unix用户很容易掌握Linux。

Linux的主要特色

早期UNIX的主要特色是结构简炼、便于移植和功能相对强大，经过多来年的发展和进化，形成了一些极为重要并稳定的特色，其中主要包括：

1. 技术成熟，可靠性高

经过30来年开放式道路的发展，UNIX的一些基本技术已变得十分成熟，有的已成为各类操作系统的常用技术。实践表明，UNIX是能达到大型主机（mainframe）可靠性要求的少数操作系统之一。目前许多UNIX大型主机和服务器在国外的大型企业中每天24小时，每年365天不间断地运行。例如，不少大企业或政府部门，即所谓肩负关键使命的场合/部门将其整个企业/部门信息系统建立并运行在以UNIX为主服务器的Client/Server结构上。但到目前为止，世界上还没有一家大型企业将其重要的信息系统完全建立在NT上。

2. 极强的可伸缩性

UNIX系统是世界上唯一能在笔记本电脑、PC、工作站，直至巨型机上运行的操作系统，而且能在所有主要CPU芯片搭建的体系结构上运行（包括Intel/AMD及HP-PA、MIPS、PowerPC、UltraSPARC、ALPHA等RISC芯片）。至今为止，世界上没有第二个操作系统能达到这一点。此外，由于UNIX系统能很好地支持SMP、MPP和Cluster等技术，使其可伸缩性又有了很大的增强。目前，商品化UNIX系统能支持的SMP，CPU数已达到几百甚至更多个，MPP系统中的节点甚至已超过1024个UNIX支持的异种平台Cluster技术也已投入使用。UNIX的伸缩性远远超过了NT操作系统目前所能达到的水平

3. 网络功能强

网络功能是UNIX系统的一又一重要特色，作为Internet网技术和异种机连接重要手段的TCP/IP协议就是在UNIX上开发和发展起来的。TCP/IP是所有UNIX系统不可分割的组成部分。因此，UNIX服务器在Internet服务器中占80％以上，占绝对优势。此外，UNIX还支持所有常用的网络通信协议，包括NFS、DCE、IPX/SPX、SLIP、PPP等，使得UNIX系统能方便地与已有的主机系统，以及各种广域网和局域网相连接，这也是UNIX具有出色的互操作性的根本原因。

4. 强大的数据库支持能力

由于UNIX具有强大的支持数据库的能力和良好的开发环境，因此多年来，所有主要数据库厂商，包括Oracle、Informix、Sybase、Progress等，都把UNIX作为主要的数据库开

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发和运行平台，并创造出一个又一个性价比的新记录。UNIX服务器正在成为大型企业数据中心替代大型主机的主要平台。

5. 开发功能强

UNIX系统从一开始就为软件开发人员提供了丰富的开发工具。成为工程工作站的首选和主要的操作系统和开发环境。可以说，工程工作站的出现和成长与UNIX是分不开的。至今为止，UNIX工作站仍是软件开发厂商和工程研究设计部门的主要工作平台。有重大意义的软件新技术的出现几乎都在UNIX上，如TCP/IP、WWW、OODBMS等。

6. 开放性好

开放性是UNIX最重要的本质特性。开放系统概念的形成与UNIX是密不可分的。UNIX是开放系统的先驱和代表。由于开放系统深入人心，几乎所厂商都宣称自己的产品是开放系统，确实每一种系统都能满足某种开放的特性，如可移植性、可兼容性、可伸缩性、互操作性等。但所有这些系统与开放系统的本质特征—不受某些厂商的垄断和控制相去甚远，只有UNIX完全符合这一条件。

7. 标准化

过去，Unix界被分析家和用户批判，因为没有为所有Unix操作系统提供统一的标准。其实，到目前为止，国际标准化组织（ISO）、工业团体恰恰是以UNIX基础制订了一系列标准化，如ISO/IEC的POSIX标准、IEEE POSIX标准、X/Open组织的XPG3/4工业标准以及后来的Spec 1170(因为它包含了1170个应用编程接口，后来改名为UNIX’95)标准。不少人对标准及标准化组织的作用及职权产生了误解。事实上，当标准化组织企图驾驭互相竞争的力量，和企图为用户规定他们的要求时是注定要失败的。比方说，标准只能用于给出道路的规则，而不应用于制造汽车。如果厂家被强迫完全遵从单一的标准，而不允许他们产品有特色，则用户将受害，Unix将变成象任何单一厂家的产品一样，没有任何特色。

关于linux一些应用的举例：

1.Linux 服务器

目前Linux服务器是当前最广泛的应用。

20xx年，摩托罗拉计算机部和IBM合作开发和推广电信应用计算平台。

20xx年，北京市东城区政府建立了基于Linux服务器平台的电子政务系统。

20xx年8月，韩国国家航空公司和IBM公司联合发布声明，表示韩国航空公司将把该公司的核心业务移植到 IBM的eServer服务器当中完成，其中操作系统则采用Linux.

2.嵌入式Linux系统

20xx年，摩托罗拉公司推出Linux平台的A760手机。并在近两年推出新款的Linux 手机。

3.桌面应用

新版本的Linux系统特别在桌面应用方面进行了改进，达到相当的水平，完全可以作 为一种集办公应用、 多媒体应用、网络应用等多方面功能于一体的图形界面操作系统。 Linux存在的缺点以及发展前景和商业价值

软件Linux是绝对的热点、焦点。Linux正以咄咄逼人之势与Windows展开了激烈的竞争，新的竞争格局已经形成。UNIX平台和Windows平台占据了98.3％的市场份额，而Linux平台软件销售额仅有0.5亿元，仅占0.7％的市场份额。尽管如此，由于Linux平台软件开放、稳定的特征，其出货量增长迅速，大大改变了在平台软件市场UNIX、Windows NT一统天下的局面，形成了新的系统平台竞争格局。另一方面是众多厂商的涉足也使得本不平静的市场掀起了更多的涟漪。目前已经在国内市场占有一席之地的主要有中科红旗、拓林思、冲浪平台、中软和博利思等企业。

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由于Linux根植于IT产业，信息产业占据着最大的市场份额达到了41%。其次，是钟情于Linux安全、稳定的金融业，它的市场占有率达到19%。由于一些大型行业用户开始尝试使用Linux，因此大型制造业的市场占有率也比较高，为11%，其次是教育和服务业。

Linux必须学会的60个命令-文件处理

Linux系统信息存放在文件里，文件与普通的公务文件类似。每个文件都有自己的名字、内容、存放地址及其它一些管理信息，如文件的用户、文件的大小等。文件可以是一封信、一个通讯录，或者是程序的源语句、程序的数据，甚至可以包括可执行的程序和其它非正文内容。 Linux文件系统具有良好的结构，系统提供了很多文件处理程序。这里主要介绍常用的文件处理命令。

file

1.作用

file通过探测文件内容判断文件类型，使用权限是所有用户。

2.格式

file [options] 文件名

3.[options]主要参数

-v：在标准输出后显示版本信息，并且退出。

-z：探测压缩过的文件类型。

-L：允许符合连接。

-f name：从文件namefile中读取要分析的文件名列表。

4.简单说明

使用file命令可以知道某个文件究竟是二进制（ELF格式）的可执行文件, 还是Shell Script文件，或者是其它的什么格式。file能识别的文件类型有目录、Shell脚本、英文文本、二进制可执行文件、C语言源文件、文本文件、DOS的可执行文件。

5.应用实例

如果我们看到一个没有后缀的文件grap，可以使用下面命令：

$ file grap

grap： English text

此时系统显示这是一个英文文本文件。需要说明的是，file命令不能探测包括图形、音频、视频等多媒体文件类型。

mkdir

1.作用

mkdir命令的作用是建立名称为dirname的子目录，与MS DOS下的md命令类似，它的使用权限是所有用户。

2.格式

mkdir [options] 目录名

3.[options]主要参数

－m, －－mode=模式：设定权限<模式>，与chmod类似。

－p, －－parents：需要时创建上层目录；如果目录早已存在，则不当作错误。 －v, －－verbose：每次创建新目录都显示信息。

－－version：显示版本信息后离开。

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4.应用实例

在进行目录创建时可以设置目录的权限，此时使用的参数是“－m”。假设要创建的目录名是“tsk”，让所有用户都有rwx(即读、写、执行的权限)，那么可以使用以下命令： $ mkdir －m 777 tsk

grep

1.作用

grep命令可以指定文件中搜索特定的内容，并将含有这些内容的行标准输出。grep全称是Global Regular Expression Print，表示全局正则表达式版本，它的使用权限是所有用户。

2.格式

grep [options]

3.主要参数

[options]主要参数：

－c：只输出匹配行的计数。

－I：不区分大小写（只适用于单字符）。

－h：查询多文件时不显示文件名。

－l：查询多文件时只输出包含匹配字符的文件名。

－n：显示匹配行及行号。

－s：不显示不存在或无匹配文本的错误信息。

－v：显示不包含匹配文本的所有行。

pattern正则表达式主要参数：

\：忽略正则表达式中特殊字符的原有含义。

^：匹配正则表达式的开始行。

$: 匹配正则表达式的结束行。

\<：从匹配正则表达式的行开始。

\>：到匹配正则表达式的行结束。

[ ]：单个字符，如[A]即A符合要求 。

[ - ]：范围，如[A-Z]，即A、B、C一直到Z都符合要求 。

。：所有的单个字符。

* ：有字符，长度可以为0。

正则表达式是Linux/Unix系统中非常重要的概念。正则表达式（也称为“regex”或

“regexp”）是一个可以描述一类字符串的模式（Pattern）。如果一个字符串可以用某个正则表达式来描述，我们就说这个字符和该正则表达式匹配（Match）。这和DOS中用户可以使用通配符“*”代表任意字符类似。在Linux系统上，正则表达式通常被用来查找文本的模式，以及对文本执行“搜索－替换”操作和其它功能。

4.应用实例

查询DNS服务是日常工作之一，这意味着要维护覆盖不同网络的大量IP地址。有时IP地址会超过2000个。如果要查看nnn.nnn网络地址，但是却忘了第二部分中的其余部分，只知到有两个句点，例如nnn nn..。要抽取其中所有nnn.nnn IP地址，使用[0－9 ]\{3 \}\.[0－0\{3\}\。含义是任意数字出现3次，后跟句点，接着是任意数字出现3次，后跟句点。

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$grep '[0－9 ]\{3 \}\.[0－0\{3\}\' ipfile

补充说明，grep家族还包括fgrep和egrep。fgrep是fix grep，允许查找字符串而不是一个模式；egrep是扩展grep，支持基本及扩展的正则表达式，但不支持\q模式范围的应用及与之相对应的一些更加规范的模式。

dd

1.作用

dd命令用来复制文件，并根据参数将数据转换和格式化。

2.格式

dd [options]

3.[opitions]主要参数

bs=字节：强迫 ibs=<字节>及obs=<字节>。

cbs=字节：每次转换指定的<字节>。

conv=关键字：根据以逗号分隔的关键字表示的方式来转换文件。

count=块数目：只复制指定<块数目>的输入数据。

ibs=字节：每次读取指定的<字节>。

if=文件：读取<文件>内容，而非标准输入的数据。

obs=字节：每次写入指定的<字节>。

of=文件：将数据写入<文件>，而不在标准输出显示。

seek=块数目：先略过以obs为单位的指定<块数目>的输出数据。

skip=块数目：先略过以ibs为单位的指定<块数目>的输入数据。

4.应用实例

dd命令常常用来制作Linux启动盘。先找一个可引导内核，令它的根设备指向正确的根分区，然后使用dd命令将其写入软盘：

$ rdev vmlinuz /dev/hda

$dd if＝vmlinuz of＝/dev/fd0

上面代码说明，使用rdev命令将可引导内核vmlinuz中的根设备指向/dev/hda，请把“hda”换成自己的根分区，接下来用dd命令将该内核写入软盘。

find

1.作用

find命令的作用是在目录中搜索文件，它的使用权限是所有用户。

2.格式

find [path][options][expression]

path指定目录路径，系统从这里开始沿着目录树向下查找文件。它是一个路径列表，相互用空格分离，如果不写path，那么默认为当前目录。

3.主要参数

[options]参数：

－depth：使用深度级别的查找过程方式，在某层指定目录中优先查找文件内容。

－maxdepth levels：表示至多查找到开始目录的第level层子目录。level是一个非负数，如果level是0的话表示仅在当前目录中查找。

－mindepth levels：表示至少查找到开始目录的第level层子目录。

－mount：不在其它文件系统（如Msdos、Vfat等）的目录和文件中查找。

－version：打印版本。

[expression]是匹配表达式，是find命令接受的表达式，find命令的所有操作都是针对表

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达式的。它的参数非常多，这里只介绍一些常用的参数。

—name：支持统配符*和?。

－atime n：搜索在过去n天读取过的文件。

－ctime n：搜索在过去n天修改过的文件。

－group grpoupname：搜索所有组为grpoupname的文件。

－user 用户名：搜索所有文件属主为用户名（ID或名称）的文件。

－size n：搜索文件大小是n个block的文件。

－print：输出搜索结果，并且打印。

4.应用技巧

find命令查找文件的几种方法：

（1）根据文件名查找

例如，我们想要查找一个文件名是lilo.conf的文件，可以使用如下命令：

find / －name lilo.conf

find命令后的“/”表示搜索整个硬盘。

（2）快速查找文件

根据文件名查找文件会遇到一个实际问题，就是要花费相当长的一段时间，特别是大型Linux文件系统和大容量硬盘文件放在很深的子目录中时。如果我们知道了这个文件存放在某个目录中，那么只要在这个目录中往下寻找就能节省很多时间。比如smb.conf文件，从它的文件后缀“.conf”可以判断这是一个配置文件，那么它应该在/etc目录内，此时可以使用下面命令：

find /etc －name smb.conf

这样，使用“快速查找文件”方式可以缩短时间。

（3）根据部分文件名查找方法

有时我们知道只某个文件包含有abvd这4个字，那么要查找系统中所有包含有这4个字符的文件可以输入下面命令：

find / －name '*abvd*'

输入这个命令以后，Linux系统会将在/目录中查找所有的包含有abvd这4个字符的文件（其中*是通配符），比如abvdrmyz等符合条件的文件都能显示出来。

(4) 使用混合查找方式查找文件

find命令可以使用混合查找的方法，例如，我们想在/etc目录中查找大于500000字节，并且在24小时内修改的某个文件，则可以使用-and (与)把两个查找参数链接起来组合成一个混合的查找方式。

find /etc -size +500000c -and -mtime +1

mv

1.作用

mv命令用来为文件或目录改名，或者将文件由一个目录移入另一个目录中，它的使用权限是所有用户。该命令如同DOS命令中的ren和move的组合。

2.格式

mv[options] 源文件或目录 目标文件或目录

3.[options]主要参数

－i：交互方式操作。如果mv操作将导致对已存在的目标文件的覆盖，此时系统询问是否重写，要求用户回答“y”或“n”，这样可以避免误覆盖文件。

－f：禁止交互操作。mv操作要覆盖某个已有的目标文件时不给任何指示，指定此参数后i

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参数将不再起作用。

4.应用实例

（1）将/usr/cbu中的所有文件移到当前目录（用“.”表示）中：

$ mv /usr/cbu/ * .

（2）将文件cjh.txt重命名为wjz.txt：

$ mv cjh.txt wjz.txt

ls

1.作用

ls命令用于显示目录内容，类似DOS下的dir命令，它的使用权限是所有用户。

2.格式

ls [options][filename]

3.options主要参数

－a, －－all：不隐藏任何以“.” 字符开始的项目。

－A, －－almost－all：列出除了“ . ”及 “.. ”以外的任何项目。

－－author：印出每个文件著作者。

－b, －－escape：以八进制溢出序列表示不可打印的字符。

－－block－size=大小：块以指定<大小>的字节为单位。

－B, －－ignore－backups：不列出任何以 ~ 字符结束的项目。

－f：不进行排序，－aU参数生效，－lst参数失效。

－F, －－classify：加上文件类型的指示符号 (*/=@| 其中一个)。

－g：like －l, but do not list owner。

－G, －－no－group：inhibit display of group information。

－i, －－inode：列出每个文件的inode号。

－I, －－ignore=样式：不印出任何符合Shell万用字符<样式>的项目。

－k：即－－block－size=1K。

－l：使用较长格式列出信息。

－L, －－dereference：当显示符号链接的文件信息时，显示符号链接所指示的对象，而并非符号链接本身的信息。

－m：所有项目以逗号分隔，并填满整行行宽。

－n, －－numeric－uid－gid：类似－l，但列出UID及GID号。

－N, －－literal：列出未经处理的项目名称，例如不特别处理控制字符。

－p, －－file－type：加上文件类型的指示符号 (/=@| 其中一个)。

－Q, －－quote－name：将项目名称括上双引号。

－r, －－reverse：依相反次序排列。

－R, －－recursive：同时列出所有子目录层。

－s, －－size：以块大小为序。

diff

1.作用

diff命令用于两个文件之间的比较，并指出两者的不同，它的使用权限是所有用户。

2.格式

diff [options] 源文件 目标文件

3.[options]主要参数

-a：将所有文件当作文本文件来处理。

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-b：忽略空格造成的不同。

-B：忽略空行造成的不同。

-c：使用纲要输出格式。

-H：利用试探法加速对大文件的搜索。

-I：忽略大小写的变化。

-n --rcs：输出RCS格式。

cmp

1.作用

cmp（“compare”的缩写）命令用来简要指出两个文件是否存在差异，它的使用权限是所有用户。

2.格式

cmp[options] 文件名

3.[options]主要参数

-l: 将字节以十进制的方式输出，并方便将两个文件中不同的以八进制的方式输出。 cat

1.作用

cat（“concatenate”的缩写）命令用于连接并显示指定的一个和多个文件的有关信息，它的使用权限是所有用户。

2.格式

cat [options] 文件1 文件2??

3.[options]主要参数

－n：由第一行开始对所有输出的行数编号。

－b：和－n相似，只不过对于空白行不编号。

－s：当遇到有连续两行以上的空白行时，就代换为一行的空白行。

4.应用举例

（1）cat命令一个最简单的用处是显示文本文件的内容。例如，我们想在命令行看一下README文件的内容，可以使用命令：

$ cat README

（2）有时需要将几个文件处理成一个文件，并将这种处理的结果保存到一个单独的输出文件。cat命令在其输入上接受一个或多个文件，并将它们作为一个单独的文件打印到它的输出。例如，把README和INSTALL的文件内容加上行号（空白行不加）之后，将内容附加到一个新文本文件File1 中：

$ cat README INSTALL File1

（3）cat还有一个重要的功能就是可以对行进行编号，见图2所示。这种功能对于程序文档的编制，以及法律和科学文档的编制很方便，打印在左边的行号使得参考文档的某一部分变得容易，这些在编程、科学研究、业务报告甚至是立法工作中都是非常重要的。

对行进行编号功能有-b（只能对非空白行进行编号）和-n（可以对所有行进行编号）两个参数：

$ cat -b /etc/named.conf

ln

1.作用

ln命令用来在文件之间创建链接，它的使用权限是所有用户。

2.格式

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ln [options] 源文件 [链接名]

3.参数

－f：链结时先将源文件删除。

－d：允许系统管理者硬链结自己的目录。

－s：进行软链结(Symbolic Link)。

－b：将在链结时会被覆盖或删除的文件进行备份。

不难发现Linux已挟带盛大的气势，步步逼近企业，之所以在短期内无法看见显著的 成效，主要有以下因素：

硬件支持问题

由于Linux并不支持NAS的NDMP 2协议，就不易和其它平台的NAS来进行通讯，

因而减少了Linux对企业的吸引力。不过在服务器方面，Linux的境地就好了许多，已经广获厂商支持。

服务问题

为进一步提高市场占有率，各平台软件生产商均高举“服务”牌，纷纷成立了专门的客户服务部或技术支持部。这些部门一般都由一些经过专门培训的高素质的专业服务人才组成，并且开通7×24小服务热线，可以通过网上直接技术支持、E-Mail、传真、现场服务等方式，以最快捷的途径完成质量最优的服务。同时，软件服务的观念还没有深入人心，有一半的用户没有申请过服务项目。

信心问题

企业信心，来自政策支持。Linux的稳定与低成本效益众所周知，但仍然没有大型及金融企业敢把重要任务（mission critical）放在Linux上，信心问题是原因之一，而这需要有系统的带头支持。一切问题关键，在于企业信心，而政府态度则是企业信心之所系。

市场趋势

在产业格局上将出现Unix、Windows与Linux三足鼎立之势。一些专家指出，微软仅仅是在桌面部分占有垄断地位。在服务器部分，Linux与Unix和Windows NT三分天下的局面已经开始形成。Linux服务器操作系统已经非常成熟，完全可以替代Unix和NT。而在嵌入式部分，Linux现在已经走在了前面，在过去几年中，以每年100%～200%的市场成长速度遥遥领先于对手。 在用户结构上企业用户将成为Linux市场的生力军，占据着大部分使用份额。Linux的安全性是很多企业选择其作为服务器操作系统的主要因素。Linux在企业级的应用将是Linux的主要发展方向。而各个Linux厂商都认识到了这一发展趋势，所以在企业级应用的领域各个厂商都有自己丰富的产品。

技术趋势

LSB的标准已经形成，Linux在开放的基础上向标准迈进一步，这使得Linux避免遭遇像Unix那样的分裂命运。LSB将帮助操作系统厂商明确他们的产品开发要求、帮助软件厂商开发基于同一标准的操作系统的应用软件，使他们的产品有最广阔的市场以便取得成功，而Linux用户则可以放心地采购任何符合LSB标准的Linux产品、并且可以对获得丰富的应用软件充满信心。Linux主流化及标准化、与商业模式的成功，必将吸引大批应用软件与硬件开发商积极投身Linux市场，过去Linux所面临的应用软件少以及硬件驱动程序缺乏的状态也必然会很快得到改善。

随着Linux技术的不断完善和发展，用户对Linux认可程度的不断提高，基于Linux的解决方案逐渐增加，因此可以断言Linux未来市场前景非常广阔。

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