Linux操作系统的诞生与其对现代信息世界的影响

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文章目录

• 1 Linux系统的诞生和初步发展
• • 1.1 Linux系统诞生的时代背景和灵感来源
  • 1.2 Linux正式发布和发展情况
  • 1.3 Linux系统的不足
  • 1.4 Linux系统在中国的现状
• 2 开源社区的发展
• • 2.1 开源软件的定义
  • 2.2 开发者将软件开源的需求和动机
  • 2.3 开源社区对互联网行业的影响
  • 2.4 Git工具和GitHub平台的诞生
  • 2.5 当前我国开源社区的发展情况
  • 2.6 小结
• 3 Linux在各领域中的具体应用
• • 3.1 Linux系统在服务器中的应用
  • 3.2 Linux系统在移动端的应用
  • 3.3 Linux系统在嵌入式系统中的应用
• 4 总结
• 参考文献

摘要：Linux是上个世纪九十年代诞生的一个操作系统内核，它在开源社区发布，经过几十年发展，从Linux内核衍生出了许多发行版本。当前，Linux各个完整的发行版本，已经广泛应用于不同的应用环境。在Linux操作系统在各领域迅速扩张的同时，开源社区也得到了快速发展。先后诞生了Git版本控制系统和GitHub开源项目托管平台，开源社区到达了前所未有新阶段。本文通过介绍Linux内核的诞生历程，分析Linux系统的各种优势和Linux当前在各个领域的发展情况，展现Linux系统对现代信息世界的巨大影响。

关键词：Linux；开源；Git；Linux的应用

1 Linux系统的诞生和初步发展

1.1 Linux系统诞生的时代背景和灵感来源

1991年9月17日，芬兰人利努斯·托瓦尔兹正式公布了以他名字命名的计算机操作系统内核Linux。当时没人会想到，这将成为软件开源运动的里程碑。

1981年，IBM公司发布了风靡全球的微型计算机–IBM PC。之后的十年，微型计算机的操作系统一直都是由微软公司的磁盘操作系统DOS主宰。此时计算机硬件的价格虽然逐年下降，但是软件价格仍然很高。

苹果公司的苹果公司的Mac OS操作系统可以说是当年性能最好的操作系统，但是价格高昂，很少人能轻易负担得起。

除了这两家以外，当时还有UNIX系统也是一些消费者的选择之一。然而UNIX操作系统的经销商们把价格抬得极高，PC用户根本无法涉及，并且UNIX的源代码是被保护着不公开的。[1]

面临着这么多的问题，这时计算机软件界出现了Minix操作系统。与此同时ST公司推出了一本描述Minix操作系统设计和实现原理的技术书。这本书写得非常详细，叙述有条有理。于是全世界的计算机爱好者几乎都开始阅读这本书，从中理解和学习操作系统的工作原理，包括后来的Linux操作系统的创始者，芬兰科学家利努斯·托瓦尔兹。

利努斯·托瓦尔兹在大学期间，为了避免与同学争抢学校的公共计算机，于是便自己用圣诞节压岁钱和贷款买了一台386兼容电脑和Minix操作系统。他开始认真学习有关Intel 80386处理器的指令系统和其他硬件知识，还编制出了一个终端仿真程序。随着逐渐的使用和了解，他意识到Minix系统虽然很好，但它并不强大，只是一个用于教学目的的简单操作系统。考虑到Minix系统的诸多限制，他开始有了编制一个新操作系统的想法。

1.2 Linux正式发布和发展情况

到了1991年10月5日，利努斯在网上发布消息，正式宣布他自己开发的系统内核诞生了。他把代码放在当时芬兰最大的FTP网站上，并起名为Linux，含义是“Linus（利努斯）的Minix操作系统”。许多年后，人们才意识到Linux是软件开源运动的里程碑。

到1994年发表Linux1.0的正式核心时, 大家要利努斯设计一只吉祥物。他突然想到小时候去动物园被一只企鹅追着满地打滚还被咬一口的往事。于是就把企鹅作为吉祥物。

Linux凭借其最大的优势–开源和免费，逐步扩大了它在市场中的份额。任何人都可以免费地使用或者是修改其中的原始代码，并且Linux对于硬件配备的需求低廉。由于Linux是根据对Minix系统启发得来，而Minix系统又是类UNIX系统，所以Linux系统和UNIX系统很相似。并且Linux对UNIX系统的兼容性很好，从而对程序员来说，将软件从昂贵的UNIX系统移植到Linux系统上的工作量不大，Linux系统得以被许多程序员使用。同时Linux在设计过程中保留了UNIX系统以网络为核心的设计思想，因此其是一种性能非常稳定的网络操作系统。Linux与UNIX相比，Linux还拥有完整的软件管理工具，大大方便了程序员对软件的管理，Linux至此已经比UNIX受欢迎多了。

早期的Windows不具备多用户模式，而Linux在多用户、多任务方面表现非常优秀，多用户模式不仅能够在Internet模式下给予良好支持，而且还能同时实现对多用户不同请求的同时响应，并针对32位以及64位多任务处理进行支持。尽管微软后来推出了Window NT，从本质上来讲，Windows NT目前已经在用户管理机制等多个方面远远落后于Linux。[2]并且Windows是闭源的软件，程序员更愿意用Linux系统来为硬件配置更高效更轻便的软件环境。

正是Linux系统易安装、硬件要求低、免费和开源的特点，使得它在各大系统中脱颖而出。

1.3 Linux系统的不足

在外设方面，大多厂商没有专门适配Linux版本，Linux系统对某些USB以及PnP等设备并不能进行有效支持。这是Linux现在作为日常操作系统的劣势。

各个Linux的发行版为了吸引更多新用户使用，纷纷推出了带有图形界面的Linux系统，尽管熟练的程序员更愿意使用Shell脚本来批量运行Linux命令，但是对于新手入门来说，缺少可视化的编程环境和工具来提高对编程的兴趣。[2]

1.4 Linux系统在中国的现状

至2020年，中国发展的Linux发行版，控制台的功能已经很大程度得到汉化。可以进行对中文汉字的输入和输出，并且在运行过程中的各种命令提示以及错误信息等都能够实现中文表达。[2]

尽管我国开发出了国产的Linux发行版，安装上一些日常应用后能够摆脱对外国公司的操作系统的依赖。但是优秀的国产应用程序，特别是网络服务程序，还非常少见。这将是国产操作系统发展的重要方向。[2]

2 开源社区的发展

2.1 开源软件的定义

开源软件是在开源协议下源代码可以被任意获取和修改的计算机软件，软件的作者在软件开源协议的规定下，保留部分权利，并允许任何使用者免费使用、修改和重新发布软件。与开源对应的闭源软件仅获取编译后的二进制可执行文件，只有软件作者拥有程序的源代码。[3]

2.2 开发者将软件开源的需求和动机

开发者在公司的工作内容如果简单而重复，这时对工作内容的不满足，但又因为各种原因不能全职地开发自己的项目，再加上开源拥有许多隐性利益如开发能力的提升和成就感，开发者会更愿意将自己的项目开源，让更多人来共同开发和使用自己的作品。

2.3 开源社区对互联网行业的影响

开源经历了三个大阶段，先后主要由个人、非营利组织和大企业来引领。

开源软件如果没有合理管理，开源往往会因为资金枯竭、被其他开发者恶意修改发布而终止。此时，拥有良好的管理者来引领开源软件的发展就显得尤为重要。

有持续资金的支持、严格的知识产权保护策略和组织对其科学合理的治理，才能造就出良好的开源生态。而往往只有大的组织和企业才有能力进行科学管理，大的组织和企业又能从开源软件中获益，如降低开发成本等，越来越多的企业拥抱开源，形成良性循环，这就吸引越来越多的开发者投入到开源事业中来。

2.4 Git工具和GitHub平台的诞生

Linus在1991年创建了开源的Linux，之后Linux系统不断发展，全世界热心的志愿者积极参与到Linux的建设中。在2002年以前，世界各地的志愿者把源代码文件通过diff的方式发给利努斯，然后由利努斯本人通过手工方式合并代码。尽管当时有CVS、SVN这些免费的版本控制系统，但是利努斯坚定地反对CVS和SVN，这些集中式的版本控制系统不但速度慢，而且必须联网才能使用。有一些商用的版本控制系统，虽然比CVS、SVN好用，但那是付费的，和Linux的开源精神不符。

2002年后，Linux代码量已经十分庞大，不能再用手工方式来管理源代码了，此时一个商业公司BitMover愿意免费为Linux社区提供版本控制系统BitKeeper。但在2005年，因为Linux社区某些黑客试图破解BitKeeper协议，BitMover公司便收回了Linux社区的免费使用权。

利努斯花了两周时间自己用C写了一个分布式版本控制系统Git。一个月之内，Linux系统的源码已经由Git管理了。Git迅速成为最流行的分布式版本控制系统。

2008年，GitHub网站上线，它为开源项目免费提供Git存储，无数开源项目开始迁移至GitHub，包括jQuery、PHP、Ruby等。

2.5 当前我国开源社区的发展情况

最早我国开源社区的兴起，是为了解决Linux系统的汉化。我国早期通常是从开源社区中获得好处，使用开源软件降低了技术应用门槛，我国国产软件在此期间得以迅速发展。最近几年，我国互联网行业巨头，纷纷将自己的一些项目开源，为国际开源社区贡献中国力量。华为在Linux内核版本4.8至4.13开发周期中贡献度全球排名第15，仅次于甲骨文。同时，各大公司相继推出自主开发的开源项目，如阿里巴巴发布的开源服务框架Dubbo，百度发布的自动驾驶领域的阿波罗（Apollo）等开源软件。

同时我国政府高度重视开源软件发展，发布多项政策，积极引导社会资源投入，促进开源模式不断成熟。如国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》明确指出，支持开源社区创新发展，鼓励我国企业积极加入国际重大核心技术的开源组织，从参与者发展为重要贡献者。

但是我国本土的开源社区有待发展提高，不足有一缺乏专业的开源软件基金会，二缺少有影响力的领军人物，三缺乏有影响力的开源项目，四尚未形成优良的开源生态。希望我国本土开源社区能够健康持续的发展。[4]

2.6 小结

开源是当代计算机技术发展引发的技术革命所带来的面向未来的方法上的创新，是以人为本的创新模式在软件行业的具体体现。但不是要将所有软件开源。在软件行业的发展进程中，开源和闭源各有优势，它们将长期共存，共同促进软件行业持续、健康、稳健的发展。[3]

3 Linux在各领域中的具体应用

Linux尽管在日常生活中不经常被提及，但是我们已经直接或间接地接触了Linux系统。

3.1 Linux系统在服务器中的应用

Linux因为自身拥有众多优秀特性加上免费开源，占据了服务器操作系统的半壁江山。大多数商业公司为了减轻操作系统对财务的负担，且为了特定环境下的特定需求，通常会修改Linux源代码并进行重新编译，提高运行效率和安全性，已经将Linux作为自己服务器的操作系统。

因为Linux的网络模块非常优秀，以高速通信网络为载体的Linux集群在现在需要快速和大量计算的场景中应用广泛，如在信息服务、科学计算以及事务处理等方面，具有较强的优势，满足发展需求。以实际为例，科学计算集群的应用为人们提供了全新的模式，可以适应各种前高性能计算，处理大规模复杂的计算，常见的基因数据分析，实现高效的数据处理，以自身的科学计算编程环境为基础，发挥出函数库、数据库的优势，为人们提供优质的服务。[5]

3.2 Linux系统在移动端的应用

Android系统作为Linux在移动端设备的发行版，在与苹果iOS手机系统的竞争中，同样因为开源的优势，许多手机厂商在谷歌公司的带领下，共同开发Android系统，贡献自己的力量，同时开发出自己厂商的定制系统，Android系统迅速占领了大部分手机市场。

3.3 Linux系统在嵌入式系统中的应用

以往的8位单片机解决的问题相对单一，运算量不大，运算速度低，已经不满足现在需要高速运算的应用场景了。这时新一代的嵌入式系统应运而生。嵌入式系统有三个基本组成部分：嵌入式微处理器、嵌入式操作系统和在其上开发的应用程序。Linux操作系统拥有绝对的优势作为嵌入式操作系统。

除了Linux系统免费和开源的特性外，Linux核心代码可以裁减到130多字节，这可以大大地降低开发产品的成本和适应嵌入式系统的发展趋势。同时，Linux核心代码采用移植性比较好的C语言编写，所以它可以很容易地移植到很多微处理器上。[6]

4 总结

Linux操作系统自诞生以来，优秀的性能和免费开源的特点，深得开发者喜欢。Linux操作系统的广泛使用代表着科技的一大进步，其在科学领域占据了十分重要的地位。目前，Linux操作系统还不完美，还有许多功能需要众多开发者来完善和创造。开源社区也存在不足，还有大量发展空间。但我们相信，随着不断发展，Linux社区和开源社区最终会形成一个完善的体系，并被服务于日常生活和各行各业中，帮助我们提高生活水平和各行业的工作质量。

参考文献

[1] 一侃人;. Linux是如何诞生的[J]. 电脑爱好者, 2012, (20): .
[2] 张志朋;. Linux的特色及发展展望[J]. 中国管理信息化, 2020, (04): .
[3] 何正方;梁宇;. 开源对软件行业发展的影响[J]. 软件, 2019, (07): .
[4] 崔静;刘亭杉;. 国际开源软件发展对我国的启示[J]. 科技中国, 2020, (02): .
[5] 李雪岩;. Linux集群在物探行业的应用现状及发展趋势探讨[J]. 信息技术与信息化, 2020, (03): .
[6] 王成,刘金刚. 基于Linux的嵌入式操作系统的研究现状及发展展望[J]. 微型机与应用, 2004, (05): .

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