本書介紹了Linux操作繫統的基礎知識、Linux操作繫統的常用命令及繫統管理方法、Linux操作繫統環境下的程序設計技術等內容，教材涉及的知識面寬，內容介紹深入淺出，由易到難，循序漸進，注重能力培養。本書特點是理論與實踐相結合，在介紹了Linux操作繫統基本理論的基礎上，為大部分知識點配有相關例程分析，保障讀者在掌握理論知識的同時，提高Linux環境編程能力。可作為大學本科計算機相關專業的教材使用，也可作為從事Linux繫統應用、開發工作相關技術人員的培訓教材和參考資料。

\"本書介紹了Linux操作繫統的基礎知識、Linux操作繫統的常用命令及繫統管理方法、Linux操作繫統環境下的程序設計技術等內容，涉及的知識面廣，內容介紹深入淺出，由易到難，循序漸進，注重能力培養。本書的特點是理論與實踐相結合，在介紹Linux操作繫統基本理論的基礎上，為大部分知識點配有相關例程分析，使讀者在掌握理論知識的同時，提高Linux環境編程能力。 本書可作為大學本科計算機相關專業的教材，也可作為從事Linux操作繫統應用、開發工作相關技術人員的培訓教材和參考資料。\"

第1章Linux操作繫統簡介1
1.1Linux概述1
1.1.1Linux的起源和發展1
1.1.2Linux的特點2
1.1.3常見Linux發行版本4
1.2安裝Linux5
1.2.1在虛擬機上安裝Linux5
1.2.2在計算機上直接安裝Linux17
1.3網絡配置20
1.3.1橋接模式21
1.3.2僅主機模式21
1.3.3NAT模式21
本章小結23
本章習題23

第2章Linux操作繫統管理常用命令24
2.1Linux常用命令24
2.2命令**操作26
2.2.1命令補全26
2.2.2使用歷史命令26
2.2.3輸入/輸出重定向27
2.2.4管道功能27
2.3文件操作命令27
2.4用戶與組管理命令37
2.5網絡管理命令46
2.6進程管理命令49
2.7幫助命令58
本章小結60
本章習題60第3章Shell編程61
3.1Shell概述61
3.1.1Shell的分類61
3.1.2Shell的功能62
3.1.3Shell腳本的建立與執行62
3.2Shell中的變量64
3.2.1Shell的環境變量64
3.2.2Shell的繫統變量66
3.2.3Shell的用戶自定義變量66
3.2.4Shell中變量的數學運算67
3.3Shell的特殊字符68
3.3.1Shell的通配符68
3.3.2Shell的元字符69
3.3.3Shell的轉義符69
3.4Shell中的控制語句70
3.4.1條件測試語句70
3.4.2if條件語句74
3.4.3select語句75
3.4.4case語句75
3.4.5for語句77
3.4.6while語句79
3.4.7break語句和continue語句81
本章小結82
本章習題82

第4章Linux常用開發工具83
4.1Linux編程環境及工具83
4.2VI編輯器84
4.2.1命令模式85
4.2.2底行命令模式86
4.3GCC編譯器87
4.4GDB調試工具89
本章小結92
本章習題92

第5章文件繫統與操作93
5.1磁盤的結構93
5.1.1磁盤的物理結構93
5.1.2Linux文件繫統目錄95
5.1.3inode97
5.2Linux文件繫統98
5.2.1Linux常用文件繫統98
5.2.2對文件繫統的操作104
5.3Linux文件類型和權限107
5.3.1文件類型107
5.3.2文件的權限110
5.4文件操作112
5.4.1文件描述符112
5.4.2文件操作相關函數113
本章小結120
本章習題121

第6章內存管理122
6.1Linux內存管理機制122
6.1.1虛擬內存管理機制122
6.1.2線性地址空間與物理地址空間125
6.2內存的控制128
6.2.1內存分配與釋放128
6.2.2內存映射131
6.3內存操作函數135
6.3.1內存復制135
6.3.2向內存賦值136
6.3.3在某一內存區域查找指定字符137
6.3.4比較內存內容137
6.3.5取得內存分頁大小138
本章小結139
本章習題139

第7章Linux進程管理140
7.1進程概述140
7.1.1進程的概念140
7.1.2進程分類141
7.1.3進程屬性142
7.2進程控制函數144
7.2.1fork函數144
7.2.2vfork函數145
7.2.3system函數146
7.2.4execve函數147
7.2.5getpid函數149
7.2.6getppid函數149
7.2.7exit函數150
7.3進程同步151
7.3.1wait函數152
7.3.2waitpid函數154
本章小結156
本章習題156

第8章信號157
8.1信號的概念157
8.1.1信號的狀態159
8.1.2信號的處理方式159
8.2信號產生的條件160
8.2.1繫統調用160
8.2.2kill命令162
8.2.3軟件條件163
8.3信號操作相關函數165
8.3.1信號捕獲165
8.3.2信號阻塞168
8.3.3pause函數171
8.3.4sigsuspend函數172
本章小結174
本章習題174

第9章進程間通信176
9.1管道176
9.1.1匿名管道176
9.1.2命名管道181
9.2消息隊列184
9.2.1消息隊列接口函數184
9.2.2使用消息隊列實現進程間通信187
9.3信號量189
9.3.1信號量接口函數190
9.3.2使用信號量實現進程間通信191
9.4共享內存195
9.4.1共享內存接口函數196
9.4.2使用共享內存實現進程間通信197
本章小結200
本章習題200

**0章網絡編程基礎201
10.1計算機網絡概述201
10.1.1網絡協議202
10.1.2端口與地址203
10.2socket網絡編程204
10.2.1socket的函數接口205
10.2.2socket通信流程208
10.3網絡編程實例210
10.3.1基於TCP網絡編程210
10.3.2基於UDP網絡編程213
10.3.3基於socket的本地通信216
本章小結219
本章習題219

參考文獻220

第1章Linux操作繫統簡介20世紀90年代以來,Linux操作繫統從誕生到發展,現在已經進入高速、穩定的發展階段,其應用範圍日益廣泛,從微小型的嵌入式繫統到臺式計算機、服務器以及大型的計算機集群繫統、雲計算平臺,隻要有計算機的地方就會用到Linux操作繫統。目前Linux操作繫統的用戶遍布**各地,從個人用戶到企業用戶、研究機構、政府部門,人們使用Linux操作繫統完成了日常的辦公、開發研究、繫統管理、信息服務等各項工作。可以預見在不久的將來,Linux操作繫統在操作繫統應用領域會逐步占據**的地位。
本章主要學習以下內容。
 了解Linux操作繫統的起源和發展。
 了解自由軟件的概念。
 掌握Linux的安裝、配置方法。
1.1Linux概述 Linux是一種源碼開放、可以免費使用和自由傳播的類UNIX操作繫統,是一個基於POSIX標準的多用戶、多任務的操作繫統。它能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網絡協議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了UNIX以網絡為核心的設計思想,是一個性能穩定的多用戶網絡操作繫統。
1.1.1Linux的起源和發展 Linux的產生和發展與自由軟件密切相關。自由軟件運動的發展起源於由Richard Stallman(圖11)發起的GNU計劃,GNU是“GNU’s Not UNIX”的遞歸縮寫，圖12所示為GNU標志。GNU計劃目的是開發一套完整的、自由的類似於UNIX的操作繫統(UNIX Like)。
圖11Richard Stallman圖12GNU標志Richard Stallman，1953年生於美國紐約，就讀於哈佛大學。他是自由軟件運動的精神**，GNU工程以及自由軟件基金會的創立者、**黑客，編寫了諸如emacs、GCC、GDB等**軟件，在計算機軟件領域產生深遠影響。他於1983年發起了GNU工程，並為自由軟件樹立了法律規範。如今自由軟件已經在世界範圍內產生了深遠的影響，在計算機工業、科學研究、教育等領域顯示出了極大的生命力和價值。
1991年年初,芬蘭赫爾辛基大學的學生Linus Torvalds(圖13)開始在一臺386計算機上學習Minix操作繫統,在此過程中,圖13Linus Torvalds 他開始編寫自己的操作繫統,其目的是設計一個可以代替Minix的操作繫統,這個操作繫統可以工作在386、486以及奔騰處理器的個人計算機上,並且具有UNIX操作繫統的全部功能。1991年10月5日,Linus Torvalds編寫出了Linux操作繫統內核並在GPL(GNU General Republic License, GNU通用公共許可證)條款下發布。Linux之後在網上廣泛流傳,許多程序員參與了開發與修改。1992年Linux與其他GNU軟件結合,**自由的操作繫統正式誕生。該操作繫統往往被稱為GNU/Linux或簡稱Linux。借助於Internet網絡,在世界各地計算機愛好者的共同努力下,Linux操作繫統現在已成為世界上使用*多的一種UNIX類操作繫統,並且其使用人數還在迅速增長。
自由軟件(Free Software)的自由並不是指價格,自由(Free)這個概念並不是指免費的啤酒,而是指使用自由。自由軟件所指的軟件,其使用者有使用、復制、散布、研究、改寫、再利用該軟件的自由。***地說,自由軟件賦予使用者以下4種自由。
(1) 不論目的為何,有使用該軟件的自由。
(2) 有研究該軟件如何運作的自由,並且得以改寫該軟件來符合使用者自身的需求。
(3) 取得該軟件之源碼的自由。
(4) 有改善再利用該軟件的自由,並且可以發表改寫版供公眾使用,如此一來,整個社群都可以受惠。如前項,取得該軟件之源碼為達成此目的之前提。
使用者可以付費取得GNU的軟件,或者,使用者也可以免費取得這些軟件,但是,不管使用者是如何取得這些軟件的,他們必須永遠有權利復制或是改寫這些軟件,甚至販售這些軟件。所以自由軟件並不等同於免費軟件。
Linux操作繫統現在已經成為自由軟件的代表，它有著源碼開放、安全穩定、功能強大等特點，在眾多**的Linux開發維護團隊的努力工作下不斷發展壯大。
1.1.2Linux的特點 Linux操作繫統在十幾年的時間裡得到迅猛的發展,與其良好的特性有著直接的關繫,具體來說,Linux有以下特點。
1. 自由軟件 由於Linux操作繫統的開發從一開始就與GNU項目緊密地結合起來,所以它的大多數組成部分都直接來自GNU項目。任何人、任何組織隻要遵守GPL條款,就可以自由使用Linux源代碼,為用戶提供了*大限度的自由度。這一點也正好符合嵌入式繫統開發的特點,因為嵌入式繫統應用千差萬別,設計者往往需要針對具體的應用對源碼進行修改和優化,所以是否能獲得源代碼對於嵌入式繫統的開發是至關重要的。加之Linux的軟件資源十分豐富,每種通用程序在Linux上幾乎都可以找到,並且數量還在不斷增加。這一切就使設計者在其基礎之上進行二次開發變得**容易。
2. 開放性 Linux操作繫統遵循世界標準規範,特別是遵循開放繫統互聯(OSI)**標準,遵循這個**標準開發的軟硬件繫統都能彼此兼容,可方便地實現互聯互通。
3. 多用戶多任務 Linux操作繫統資源可以被多個用戶使用,每個用戶對自己的資源(如文件、設備)有特定的權限,互不影響。用戶還可以同時執行多個任務,各個任務獨立運行,Linux操作繫統調度每一個任務分時訪問處理器,計算機CPU的處理速度**快,從一個任務到另一個任務之間的切換時間**短,使得用戶感覺到多個任務像在同時運行一樣。
4. 良好的用戶界面 Linux向用戶提供了兩種界面: 用戶界面和繫統調用。Linux還為用戶提供了圖形用戶界面。它利用鼠標、菜單、窗口、滾動條等設施,給用戶呈現一個直觀、易操作、交互性強的友好的圖形化界面。
5. 豐富的網絡功能 Linux從誕生之日起就與Internet密不可分,支持各種標準的Internet網絡協議,Linux中大量網絡管理、網絡服務等方面的功能,可使用戶很方便地建立高效穩定的防火牆、路由器、工作站、服務器等。為提高安全性,它還提供了大量的網絡管理軟件、網絡分析軟件和網絡安全軟件等。
6. 安全穩定 Linux采取了許多安全技術來保證繫統的可靠運行,包括對設備和文件的讀/寫控制、帶保護措施的子繫統、審計跟蹤、核心授權等,Linux內核的高效和穩定已在各個領域內得到了大量事實的驗證。
7. 良好的可移植性