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linux内核?目前公认最流畅的linux

编程之家2024-05-1189次浏览

一、LINUX内核是什么

Linux内核是Linux操作系统的主要组件,也是计算机硬件与其进程之间的核心接口。它负责两者之间的通信,还要尽可能高效地管理资源。之所以称为内核,是因为它在操作系统中就像果实硬壳中的种子一样,并且控制着硬件的所有主要功能。

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二、Linux的内核及其作用

管理进程:内核负责创建和销毁进程,并处理它们与外部世界的联系(输入和输出),不同进程间通讯(通过信号,管道,或者进程间通讯原语)对整个系统功能来说是基本的,也由内核处理。另外,调度器,控制进程如何共享CPU,是进程管理的一部分。更通常地,内核的进程管理活动实现了多个进程在一个单个或者几个CPU之上的抽象。

管理内存:计算机的内存是主要的资源,处理它所用的策略对系统性能是至关重要的。内核为所有进程的每一个都在有限的可用资源上建立了一个虚拟地址空间。内核的不同部分与内存管理子系统通过一套函数调用交互,从简单的malloc/free对到更多更复杂的功能。

文件系统:Unix在很大程度上基于文件系统的概念;几乎Unix中的任何东西都可看作一个文件。内核在非结构化的硬件之上建立了一个结构化的文件系统,结果是文件的抽象非常多地在整个系统中应用。另外,Linux支持多个文件系统类型,就是说,物理介质上不同的数据组织方式。例如,磁盘可被格式化成标准Linux的ext3文件系统,普遍使用的FAT文件系统,或者其他几个文件系统。

设备控制:几乎每个系统操作终都映射到一个物理设备上,除了处理器,内存和非常少的别的实体之外,全部中的任何设备控制操作都由特定于要寻址的设备相关的代码来进行。这些代码称为设备驱动。内核中必须嵌入系统中出现的每个外设的驱动,从硬盘驱动到键盘和磁带驱动器。内核功能的这个方面是本书中的我们主要感兴趣的地方。

网络管理:网络必须由操作系统来管理,因为大部分网络操作不是特定于某一个进程:进入系统的报文是异步事件。报文在某一个进程接手之前必须被收集,识别,分发,系统负责在程序和网络接口之间递送数据报文,它必须根据程序的网络活动来控制程序的执行。另外,所有的路由和地址解析问题都在内核中实现。

三、linux内核由哪几部分组成,简述各部分作用

一个完整的Linux内核一般由5部分组成,它们分别是内存管理、进程管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口。

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1、内存管理

内存管理主要完成的是如何合理有效地管理整个系统的物理内存,同时快速响应内核各个子系统对内存分配的请求。

Linux内存管理支持虚拟内存,而多余出的这部分内存就是通过磁盘申请得到的,平时系统只把当前运行的程序块保留在内存中,其他程序块则保留在磁盘中。在内存紧缺时,内存管理负责在磁盘和内存间交换程序块。

2、进程管理

进程管理主要控制系统进程对CPU的访问。当需要某个进程运行时,由进程调度器根据基于优先级的调度算法启动新的进程。:Linux支持多任务运行,那么如何在一个单CPU上支持多任务呢?这个工作就是由进程调度管理来实现的。

3、进程间通信

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进程间通信主要用于控制不同进程之间在用户空间的同步、数据共享和交换。由于不用的用户进程拥有不同的进程空间,因此进程间的通信要借助于内核的中转来实现。

一般情况下,当一个进程等待硬件操作完成时,会被挂起。当硬件操作完成,进程被恢复执行,而协调这个过程的就是进程间的通信机制。

4、虚拟文件系统

Linux内核中的虚拟文件系统用一个通用的文件模型表示了各种不同的文件系统,这个文件模型屏蔽了很多具体文件系统的差异,使Linux内核支持很多不同的文件系统。

5、网络接口

网络接口提供了对各种网络标准的实现和各种网络硬件的支持。网络接口一般分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。

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