Linux操作系统基础知识学习.docx

Linux操作系统基础知识学习

Linux操作系统是基于UNIX操作系统发展而来的一种克隆系统，它诞生于1991年的[Linux桌面]10月5日(这是第一次正式向外公布的时间)。以后借助于Internet网络，并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力，已成为今天世界上使用最多的一种UNIX类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。 Linux操作系统概述 Q1.什么是GNU?Linux与GNU有什么关系? A： 1.GNU是GNUisNotUnix的递归缩写，是自由软件基金会(FreeSoftwareFoundation，FSF)的一个项目，该项目已经开发了许多高质量的编程工具，包括emacs编辑器、著名的GNUC和C++编译器(gcc和g++); 2.Linux的开发使用了许多GNU工具，Linux系统上用于实现POSIX.2标准的工具几乎都是由GNU项目开发的;Linux内核、GNU工具以及其它一些自由软件组成了人们常说的Linux系统或Linux发布版。 Q2.Linux系统由哪几部分组成?Linux内核处于什么位置? A： 1.Linux系统由四个部分组成：用户进程，系统调用接口、Linux内核子系统和硬件; 2.Linux内核处于用户进程和硬件之间，包括系统调用接口和Linux内核子系统。 Q3.Linux内核由哪几部分组成?各个子系统的主要功能是什么? A： (1)Linux内核除系统调用外，由五个主要的子系统组成：进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络和进程间通信(IPC); (2)各个子系统的主要功能为： 进程调度：它控制着进程对CPU的访问，当需要选择一个进程开始运行时，由调度程序选择最应该运行的进程; 内存管理：它允许多个进程安全地共享主内存区域，支持虚拟内存;从逻辑上可以分为硬件无关的部分和硬件相关的部分; 虚拟文件系统(VFS)：它隐藏了各种不同硬件的具体细节，为所有设备提供统一的接口，支持多达数十种不同的文件系统，分为逻辑文件系统和设备驱动程序; 网络：它提供了对各种网络标准协议的存取和各种网络硬件的支持，分为网络协议和网络驱动程序两部分; 进程间通信：支持进程间各种通信机制，包括共享内存、消息队列和管道等。 内存寻址 Q1.什么是物理地址?什么是虚地址?什么是线性地址? A： 1.将主板上的物理内存条所提供的内存空间定义为物理内存空间，其中每个内存单元的实际地址就是物理地址; 2.将应用程序员看到的内存空间定义为虚拟地址空间(或地址空间)，其中的地址就叫做虚拟地址(或虚地址)，一般用“段:偏移量”的形式来描述，如A815:CF2D; 3.线性地址空间是指一段连续的、不分段的、范围为0~4GB的地址空间，一个线性地址就是线性地址空间的一个绝对地址。 Q2.在保护模式下，MMU如何把一个虚地址转换为物理地址? A： 在保护模式下，内存管理单元(MMU)由一个或一组芯片组成，其功能是指虚拟地址映射为物理地址，即进行地址转换;MMU是一种硬件电路，它包含分段部件和分页部件两个部件，分别叫做分段机制和分页机制，分段机制是把一个虚拟地址转换为线性地址，分页机制是把一个线性地址转换为物理地址。 Q3.为什么对32位线性地址空间要采用两级页表? A： 页表是把线性地址映射到物理地址的一种数据结构，4GB的线性空间可以被划分为1M个4KB大小的页，每个页表项占4字节，则1M个页表项的页表就需要占用4MB空间，而且还要求是连续的，于是采用两级页表来实现;两级页表就是对页表再进行分页，第一级称为页目录，其中存放关于页表的信息;4MB的页表再次分页，可以分为1K个4KB大小的页。 Q4.页面高速缓存的作用是什么?Linux为什么主要采用分页机制来实现虚拟存储管理?它为什么采用三级分页模式而不是两级? A： (1)页面高速缓存自动保留处理器最近使用的32项页表项，因此可以覆盖128KB范围的内存; (2)Linux主要采用分页机制来实现虚拟存储器管理，原因为： Linux的分段机制使得所有的进程都使用相同的段寄存器，这使得内存管理变得简单; Linux的设计目标之一就是能够被移植到绝大多数流行的处理平台上，但许多RISC处理器支持的分段功能非常有限;为了保证可移植性，Linux采用三级分页模式，因为许多处理器都采用64位结构;Linux定义了三种类型的页表：页目录(PGD)、中间目录(PMD)和页表(PT)。 进程 Q1.程序与进程的概念分别是什么?为什么要引入“进程”的概念? A： 1.程序是一个普通文件，是机器代码指令和数据的集合，这些指令和数据存储在磁盘上的一个可执行映像中，可执行映像(executableimage)就是一个可执行文件的内容; 2.进程代表程序的执行过程，它是一个动态的实体，随着程序中指令的执行而不断地