初始Linux

Linux可劃分為以下四部分：

•  Linux內核
•  GNU工具
•  圖形化桌面環境
•  應用軟體

每一部分在Linux系統中各司其職，下圖是各部分對應關係：

1、Linux內核

Linux系統的核心是內核，內核控制著電腦系統上的所有硬體和軟體，在必要時分配硬體，並根據需要執行軟體。內核主要負責以下四種功能：

• 系統記憶體管理
• 軟體程式管理
• 硬體設備管理
• 文件系統管理

1.1 系統記憶體管理

操作系統內核的主要功能之一就是記憶體管理。內核不僅管理伺服器上的可用物理記憶體，還可以創建和管理虛擬記憶體。內核通過硬碟上的存儲空間來實現虛擬記憶體，這塊區域稱為交換空間。內核不斷的在交換空間和實際的物理記憶體之間反覆交換虛擬記憶體中的記憶體。這使得系統以為它擁有比物理記憶體更多的可用記憶體。

記憶體存儲單元按組劃分成很多塊，這些塊稱作頁面（page）。內核將每個記憶體頁面放在物理記憶體或交換空間。然後，內核會維護一個記憶體頁面表，知名哪些頁面位於物理記憶體內，哪些頁面被切換到了磁碟上。內核會記錄哪些記憶體頁面正在使用中，並自動把一段時間未訪問的記憶體頁面複製到交換空間區域，即使還有可用的物理記憶體。當程式要訪問一個已被換出的記憶體頁面時，內核必須從物理記憶體換出另外一個記憶體頁面給它讓出空間，然後從交換空間換入請求的記憶體頁面，這個過程會花費時間，拖慢運行中的進程。只要Linux系統在運行，為運行中的程式換出記憶體頁面的過程就不會停歇。

1.2 軟體程式管理

Linux操作系統將運行中的程式稱為進程。進程可以在前臺運行，將輸出顯示在頻幕上，也可以在後臺運行，隱藏到幕後。內核控制著Linux系統如何管理運行在系統上的所有進程。
內核創建第一個進程（稱為init進程）來啟動系統上所有其它進程。當內核啟動時，它會將init進程載入到虛擬記憶體中，內核在啟動任何其它進程時，都會在虛擬記憶體中給新進程分配一塊專有區域來存儲該進程用到的數據和代碼。
一些Linux發行版使用一個表來管理在系統開機時要自動啟動的進程。這個表通常位於/etc/inittab中。另外一些系統，如ubantu則將開機時啟動或停止某個應用的腳本放在/etc/init.d目錄下，這些腳本通過/etc/rcX.d目錄下的入口啟動。
Linux操作系統的init系統採用了運行級別，運行級決定了init進程運行/etc/inittab文件或/etc/rcX.d目錄中定義好的某些特定類型的進程。Linux操作系統有7個啟動運行級。

運行級別0：系統停機狀態，系統預設運行級別不能設為0，否則不能正常啟動。其實就是關機。
運行級別1：只啟動基本的系統進程以及一個控制台終端進程，稱之為單用戶模式，主要用於在系統有問題時進行緊急的文件系統維護，這種模式下，僅有一個人（通常時管理員）登錄到系統上操作數據。
運行級別2：多用戶狀態(沒有NFS)，沒有網路連接。
運行級別3：這個運行級上可以運行大多數應用軟體，稱之為命令行模式。
運行級別4：系統保留，未使用。
運行級別5：可以啟動圖形化的X Windows系統，允許用戶通過圖形化桌面視窗登錄系統。
運行級別6：系統正常關閉並重啟，預設運行級別不能設為6，否則不能正常啟動。

1.3 硬體設備管理

Linux系統與設備進行通信時，需要在內核代碼中加入其設備驅動程式代碼，驅動程式代碼相當於應用程式和硬體設備的中間人，允許內核與設備之間交換數據，Linux系統將硬體設備當成特殊的文件，稱為設備文件，設備文件有三種：

• 字元型設備文件
• 塊設備文件
• 網路設備文件

字元型設備文件：指處理數據時每次只能處理一個字元的設備，大多數類型的數據機和終端都是作為字元型設備文件創建的。
塊設備文件：指處理數據時每次能處理大塊數據的設備，如硬碟。
網路設備文件：指採用數據包發送和接收數據的設備，如網卡和一個特殊的迴環設備，這個迴環設備允許Linux系統使用常見的網路編程協議通自身通信。
Linux為系統上的每個設備都常見一種稱為節點的特殊文件，與設備的所有通信都通過設備節點完成。每個節點都有唯一的數值對供Linux內核標識它，數值對包括一個主設備號和一個次設備號，主設備號是內核用於區分屬於哪一類型的設備，次設備號是內核用來確定某類設備中的哪一個設備。

1.4 文件系統管理

不同於其它操作系統，Linux內核支持通過不同類型的文件系統從硬碟中讀寫數據。除自有的文件系統外，Linux還支持如下的文件系統：