一、Linux是什么？

Linux 是一套免费、开源的类 Unix 操作系统，由芬兰人林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）于 1991 年首次发布。

二、操作系统

操作系统：管理计算机底层硬件的和软件资源的系统软件

处理在硬件和上层应用中间，向下管理CPU，内存、磁盘这些硬件，向上给应用程序提供服务接口

核心作用：

管理硬件资源，抽象硬件，支持并发执行，做安全隔离

三、内核

操作系统的核心：内核

内核是一段软件程序，不是硬件，它跑在CPU之上，是操作系统的核心

内核的工作就是管理CPU,内存，磁盘，硬盘，网卡这些硬件，给上层应用提供服务（系统调用）

内核的几种架构：

1.宏内核（单内核）：Linux就是宏内核。进程管理，内存管理，文件系统，网络全部跑在内核态。

优点：调用速度快

缺点：某一块内核代码出错，整个系统容易崩溃

2.微内核：只保留最基础的进程通信、调度在内核态，文件系统、网络这些模块都跑在用户态。

优点：模块隔离，一个模块崩溃并不影响整体

缺点：模块之间通信开销极大，速度慢

3.混合内核：不是宏内核和微内核简单拼在一起。低沉郭家沟记住微内核思路，将核心最基础的功能放在内核态，但是像是设备驱动，文件系统、网络协议栈这些模块，依然运行在内核态，不在用户态。

四、CPU

计算机中最重要的硬件：CPU

CPU：是中央处理器，硬件，是计算机里面负责执行指令，作运算的硬件芯片

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CPU不同运行权限级别：（重点）

1.内核态：最高权限，能够直接访问全部的物理内存，所有的硬件资源

2.用户态：普通权限，只能访问进程自己的用户空间，不能直接操作硬件

注：CPU硬件提供了权限隔离能力，内核利用这个能力保护系统

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用户态到内核态的三种触发条件：

1.系统调用：应用程序主动请求内核服务（最常用）

2.中断：硬件设备主动触发，比如网卡收到数据包

3.异常：程序运行出错，比如除零，缺页异常

CPU与用户态，内核态之间的关系：

当CPU处于内核态运行的时候，CPU正在执行的是内核代码，比如处理中断，进程调度

当CPU处于用户态运行的时候，CPU运行的是应用程序代码，比如某个C程序

应用程序想操做硬件，申请内存，必须发起系统调用，让CPU进入从用户态进入内核态，有内核态帮他完成操做，完成之后CPU切换回用户态继续跑应用代码

单核CPU与多核CPU之间的区别：

单核CPU：是说能够执行指令过运算的CPU核心只有一个，也就是说同一时刻之你呢个执行一条指令流。

（此时如果要让多个程序并行，只能通过操作系统的时间片轮转法，加上快速切换，这样就能够呈现出宏观上看起来是两个程序在同一时间内同时执行，但是微观上，某一个时刻内只有一天执行流在执行，但是这种做法上下文切换开销极大）

多核CPU：是说一块芯片内部，有多个完整独立的CPU，可以独立执行指令

（多核CPU能够实现真正的并行，多个核心在同一时刻，可以运行多条执行流，不是淡出的快速切换，不会有上下文切换带来的开销）

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在这里需要搞清楚并发与并行的概念：

1.并发：一个核心快速切换，宏观同时跑，微观上是串行的（单核）

2.并行：在同一时刻，有多个不同的执行流同时执行（多核）

注：Linux支持SMP(堆成多处理)，内核回做进程/线程的负载均衡，把任务分配到各个CPU核心上去，防止有些CPU核心满载，有些CPU核心过于空闲

五、Linux与Windows的区别

1.内核上：

Linux宏内核，开源，内核代码完全公开，可以自由阅读、修改、分发。采用GPL协议。

Windows：混合内核，闭源。

2.使用定位：

Linux：多用于服务器、嵌入式、开发环境。稳定，长时间运行不容易蓝屏奔溃，桌面占有率低。

Windows：面向个人PC，桌面生态强，软件、游戏丰富。服务器版本也有，但是Linux的服务器更多

3.文件系统与目录结构：

Linux：没有C，D盘的概念，只有一个根目录/，目录结构是树形结构，所有的硬盘，U盘都挂载到根目录下的某个文件夹。一切皆文件。

Windows：分盘符，C盘，D盘。文件系统NTFS。

4.用户权限机制：

Linux：严格的多用户权限模型，文件有读、写、执行权限。日常操作不适用最高权限root，降低风险。

Windows：早期权限管控弱，新版有UAC用户控制。习惯用管理员账号操作。

5.操作方式：

Linux：优先使用命令行Shell；图形界面属于可选组件。服务器环境经常不带图形界面

Windows：以图形化桌面为主，命令行只是复制（cmd,powershell）

6.软件安装与生态

Linux：软件大多通过包管理器（apt、yum），源码编译安装也很常见，软件版本分散，不同发行版本软件包不通用，游戏办公类桌面软件偏少

Windows：大多下载exe安装包，双击安装，桌面软件，游戏生态极其丰富

7.安全性：

Linux：病毒、木马想读较少。一方面用户基数小，林一方面权限模型严格

Windos：个人用户基数大，病毒、恶意软件更多，需要杀毒软件防护

Linux是开源宏内核系统，目录以根/起始，适合服务器开发，命令优先，权限管控严格；Window时闭源混合内核，分盘符，桌面生态强，面向普通个人用户