Linux 簡介與安裝

1.什麼是操做系統

1.1 硬件抽象

1.2 系統調用

2.Linux 與 Linux發行版

3.安裝 Ubuntu（Linux發行版之一）

3.1 雙系統安裝

3.2 虛擬機安裝

3.2.1 安裝VirtualBox

3.2.2 建立虛擬機環境

3.2.3 安裝Ubuntu

 

1.什麼是操做系統

什麼是操做系統？不一樣的人站在不一樣的角度會有不同的回答，可是簡單來講，操做系統就是一個工具，主要目的是爲用戶提供兩種支持：硬件抽象、系統調用。

1.1 硬件抽象

所謂硬件抽象，就是指將具體的硬件抽象化，使用戶無需關心硬件的細節，以方便用戶對計算機進行操做。

最典型的例子就是硬盤，在 Windows 操做系統中，不論咱們使用的是磁盤、SSD仍是U盤，在資源管理器（即「個人電腦」）中，它們都是同樣的概念：存儲設備（C盤、D盤、E盤等等）。假設咱們的「C盤」是一塊 SSD，「D盤」是一塊磁盤，當咱們從「C盤」複製一份文件到「D盤」時，咱們只須要在「C盤」複製該文件，到「D盤」目標文件夾下粘貼便可，同理，從「D盤」複製一個文件到「C盤」也是同樣的流程。然而實際上，從 SSD 讀取/寫入數據和從磁盤讀取/寫入數據的實際過程是徹底不一樣的，SSD 存儲電場，磁盤存儲磁場，二者的物理結構也不一樣¹。可是藉助操做系統的硬件抽象支持²，普通用戶徹底不用在乎硬盤的區別就能夠實現對硬盤內容的讀寫，相似的，用戶也歷來不須要關心鼠標的移動和屏幕上指針的移動是如何對應起來的。

1.2 系統調用

對於普通用戶來講，系統調用是不容易接觸到的，接觸到系統調用支持的通常是應用程序的開發者，可是咱們依然能夠快速理解什麼是系統調用支持。

舉例來講，計算機聯網的方式有不少種，普通網線、光纖、WiFi或者蜂窩網絡都有可能，那麼應用程序的開發者如何應對如此之多的聯網方式的可能性，以確保不一樣用戶使用本身開發的程序都能聯網呢？答案是不用應對，藉助操做系統提供的 Socket 編程接口（即系統調用），應用程序只須要關心本身但願鏈接的IP、端口等參數便可。從這個角度來看，系統調用能夠理解爲面向開發者的硬件抽象。

由於應用程序在編寫時會依賴系統調用的支持，

所以若系統不提供應用程序須要的系統調用，那麼應用程序就沒法運行。

這就是軟件的下載頁面會提示該軟件須要在什麼操做系統下運行的緣由。

固然，僅提供上述支持的，通常指操做系統的內核，人們實際安裝、使用的「操做系統」，實際上是內核+各類經常使用工具組成的「軟件包」，好比 Windows 中的資源管理器、控制面板、計算器、畫圖、多媒體播放器等其實不是操做系統必備的，而是屬於附帶工具。可是，僅有操做系統內核的計算機，對於用戶來講實際上是沒法使用的。

 

2.Linux 與 Linux發行版（Linux Distribution）

Linux 就是一個免費、開源的操做系統（內核），其歷史悠久且複雜，所以咱們在此只作簡單介紹：曾經有一款優秀的、支持多用戶和多進程的操做系統叫UNIX，可是UNIX要收費，因此以 Richard Stallman 爲首的許多人便成立了一個組織——GNU³，其目標就是實現一個讓全部人能夠自由使用的、兼容UNIX的操做系統（不只是內核，還包括工具），而這個 GNU 操做系統所使用的內核，就是 Linux —— 以 Linus Torvalds 爲首的開源程序員們實現的一款操做系統內核。如今你們所使用的所謂 Linux 操做系統，實際上應該稱做 GNU/Linux 操做系統，由於不少工具其實不屬於 Linux 的範疇，而是GNU。

可是即使是 GNU/Linux操做系統，對於普通用戶來講仍是不夠好用、不夠有用，好比安裝與管理軟件很麻煩、沒有圖形操做界面等等，所以就有了 「GNU/Linux發行版」 的存在。GNU/Linux發行版就是人們在 GNU/Linux操做系統的基礎上，添加了更多方便用戶操做的功能、工具的操做系統，好比CentOS和Ubuntu，前者採用了RPM進行軟件的安裝和管理，然後者則採用了APT。

若是不是極客，或者對 Linux 有刨根究底的興趣、需求，通常安裝 Linux 就是安裝一個 GNU/Linux發行版。

 

3.安裝 Ubuntu（Linux發行版之一）

GNU/Linux發行版多種多樣，可是 Ubuntu 由於其友好的安裝過程、圖形操做界面以及「軟件商店」，已經成爲了普通用戶中最爲流行的 GNU/Linux操做系統，而且大部分 Linux軟件都有針對 Ubuntu 環境的安裝教程，所以將 Ubuntu 做爲嘗試 Linux 的第一步是較好的選擇。下面咱們就來看看如何爲本身安裝 Ubuntu。

首先，咱們須要獲取 Ubuntu 的鏡像文件（ISO文件），其包含了 Ubuntu 以及 Ubuntu 安裝程序。咱們能夠直接前往 Ubuntu 的官方網站獲取：https://ubuntu.com/download/desktop （此連接爲Ubuntu桌面版，目前最新版爲19.04）

選擇但願下載的版本後點擊 「Download」 便可開始下載 Ubuntu 的鏡像文件，假設咱們下載19.04版本（18.04甚至16.0四、14.04的安裝過程基本一致，可是越舊的版本對機器性能的要求可能越低，下載舊版 Ubuntu 請前往 https://ubuntu.com/download/alternative-downloads）：

下載好 Ubuntu 的鏡像文件後，下一步就是選擇安裝 Ubuntu 的方式——雙系統或者虛擬機——而後安裝Ubuntu。下載好的ISO文件以下圖所示：

3.1 雙系統

所謂雙系統，就是指在一臺計算機上安裝兩個操做系統，當開機時，經過選擇（會有選擇界面）以啓動本次開機但願使用的操做系統。雙系統的安裝較爲複雜，須要的前備知識也較多，所以不在此處進行介紹，詳情請參考另外一篇博客（若想要了解操做系統安裝、啓動的基本原理，也可閱讀）：暫未完成。

雙系統的實用性其實很低，由於雖然計算機中有兩個操做系統，但實際上一次只能使用一個，並且往後若不想使用雙系統了，清除不想要了的那個操做系統也很麻煩，因此若是不是機器性能有限（好比≤4GB內存）又須要使用兩個操做系統，不建議安裝雙系統。

 

3.2 虛擬機

所謂虛擬機，就是指藉助軟件（虛擬機軟件）的幫助，建立一個虛擬的硬件環境，即虛擬機，而後在這個虛擬的硬件環境上安裝操做系統和相應的軟件，以模擬出另外一臺計算機。使用虛擬機的好處有不少，好比建立、刪除和移植都很方便，能夠同時與本地（實際）操做系統運行，能夠同時運行多臺虛擬機等。這在只有一臺實體機卻想要模擬網絡程序的運行，或者須要嘗試某些軟件卻不想讓其影響本身已有的軟件環境時有很大幫助。

下面咱們就來看看如何建立一臺虛擬機，並在上面安裝 Ubuntu。

3.2.1 安裝VirtualBox

比較知名的虛擬機軟件有 VMware 和 VirtualBox，前者功能強大可是收費、閉源，後者功能不如前者豐富，可是開源、免費。做爲普通使用者，使用 VirtualBox 便可，並且使用起來也更加簡潔方便。下載 VirtualBox 能夠直接前往其官網：https://www.virtualbox.org

點擊首頁最顯眼的按鈕 「Download VirtualBox」 便可進入 VirtualBox 的下載界面：

對於本機操做系統爲 Windows 的用戶來講，點擊 「Windows Hosts」 超連接便可開始下載 VirtualBox 的安裝包：

下載好安裝包後，雙擊運行，而後一路點擊 「下一步」 直至安裝完成便可。若但願將 VirtualBox 安裝至本身習慣的軟件安裝目錄，只需在第二步中選擇指定目錄：

3.2.2 建立虛擬機環境

正常安裝完 VirtualBox 後，桌面會有 VirtualBox 的快捷方式（若無，前往安裝目錄尋找 VirtualBox.exe），雙擊打開 VirtualBox 後，按下圖步驟操做，開始建立虛擬機：

若但願安裝32位的 Ubuntu，則在「版本」處選擇 Ubuntu（32bit），

須要注意的是，Ubuntu自18.04版本開始再也不提供32位系統，

若須要32位 Ubuntu，請下載16.04版本或更早的14.04版本。

第二步是設置虛擬機的內存大小，此處根據自身機器性能進行合理劃分便可（建議不要低於1024MB），而後選擇「下一步」：

第三步是爲虛擬機建立一個虛擬硬盤（在本機中表現爲一個文件），若沒有已存在並打算直接使用的虛擬硬盤文件，此處選擇默認項 「如今建立虛擬硬盤」 便可，而後點擊 「建立」 ：

第四步是選擇新建立的虛擬硬盤文件的類型，三種格式 VirtualBox 都支持。其中 VDI 爲默認選項，也是僅被 VirtualBox 支持的格式，VHD 是 Microsoft Virtual PC 支持的格式，VMDK 是由 VMware 所開發並支持的格式，可是 VirtualBox 和 QEMU（另外一個虛擬機軟件）都支持該格式⁴。此處若無特殊須要，可默認選擇 VDI，而後點擊 「下一步」：

 

第五步是設置虛擬硬盤文件的屬性：動態分配或固定大小。在下一步中咱們會設置虛擬硬盤的大小，若此時設爲固定大小，則虛擬硬盤文件會直接佔據咱們下一步所設置的空間大小，若此時設爲動態分配，則虛擬硬盤文件會根據虛擬機實際使用狀況動態變化虛擬硬盤文件的大小，可是上限是咱們所設置的大小。設爲動態分配較爲節省空間，可是在虛擬機中進行硬盤操做時可能會比使用固定大小較慢。若無特殊需求，默認動態分配，而後點擊「下一步」便可：

第六步是設置虛擬硬盤的大小，可根據自身機器性能和需求進行設置，若暫時不知道須要多少，能夠在上一步選擇動態分配，而後這一步設置一個較大的數值，設置好後點擊 「建立」：

至此，咱們就建立好一臺虛擬機了，已建立的虛擬機位於左側列表，對於已建立的虛擬機，咱們能夠選中後點擊 「設置」 以修改其屬性：

建議修改的設置以下：

 

3.2.3 安裝Ubuntu

虛擬機建立好了以後，接下來要作的就是將 Ubuntu 安裝到虛擬機，更準確地說就是將 Ubuntu 安裝到虛擬機的那塊虛擬硬盤上。爲此，咱們須要先在虛擬機設置頁面將以前下載好的 Ubuntu 鏡像文件 「插入」 到虛擬機的光驅上：

將鏡像文件以光驅形式「插入」虛擬機後，便可打開虛擬機，開始正式安裝 Ubuntu：

系統安裝過程當中會自動下載一些新內容，若是不但願、不須要，

或者想要儘量快的安裝完畢，能夠在啓動虛擬機前將主機的網絡斷開，

好比拔掉網線，等虛擬機的操做系統安裝完畢後，再聯網。

由於「插入」了 Ubuntu 的鏡像文件，虛擬機啓動後會自動執行鏡像文件中的系統安裝程序，咱們能夠在安裝程序的第一步中設置系統默認語言，而後選擇「開始安裝Ubuntu」：

第二步是選擇鍵盤佈局（不一樣國家的鍵盤佈局可能不一樣，好比德語鍵盤，有興趣能夠查一下），此處選擇默認的漢語便可，點擊「繼續」：

第三步是選擇安裝模式，若是不須要像 LibreOffice 這樣的附帶辦公軟件，能夠選擇最小安裝，若是想體驗一下開源的各種辦公、影音軟件，能夠選擇正常安裝，此處咱們選擇最小安裝以儘快完成安裝：

第四步是磁盤分區，若是不知道該如何進行磁盤分區，或者不須要磁盤分區，能夠直接選擇默認選項 「清除整個磁盤並安裝Ubuntu」，而後點擊 「如今安裝」，再在彈出窗口中點擊「繼續」：

第五步是設置本身所在的地區，此處略過，來到第六步，設置用戶名、計算機名、登錄密碼等，設置完成後點擊「繼續」以進入實際安裝過程：

安裝進度條完畢後，會提示須要重啓，點擊「從新啓動」便可：

重啓後會提示 「Please remove the installation medium, then press ENTER」，意思是須要咱們移除安裝媒介——Ubuntu的鏡像文件——而後按 Enter 鍵以開機：

默認狀況下，重啓後 VirtualBox 會自動移除插入了的鏡像文件，

若在「設備」-「分配光驅」中沒有打勾了的ISO文件，

則點擊虛擬機界面，按 Enter 鍵繼續便可。

接着，咱們就進入了 Ubuntu，其圖形界面操做方式和 Windows 是基本相同的，若是想要打開命令行（Shell）的話，能夠經過組合鍵 Ctrl + Alt + T，在命令行中，經過組合鍵 Ctrl + Shift + T 則能夠打開子命令行窗口：

能夠經過虛擬機界面，即右上角的 × 進行關機，

也能夠經過虛擬機中的 Ubuntu 右上角的電源鍵中選擇關機以關機。

開機只須要在 VirtualBox 管理界面選中虛擬機，而後點擊「啓動」。

 

 

註釋：

1.若是對SSD和磁盤的基本原理有興趣，能夠觀看「回形針PaperClip」的科普視頻：https://www.bilibili.com/video/av55918101

2.實際上還須要驅動程序的協做才行，操做系統經過驅動程序控制硬件，而驅動程序則既須要控制硬件，又須要符合操做系統對驅動程序的要求（好比提供操做系統指定的軟件接口，像硬盤就確定須要提供「read」接口）。缺少對應驅動程序，從而致使硬件功能或部分硬件功能不能使用，也是不少人遇到過的問題。

3.GNU的創立宣言：https://www.gnu.org/gnu/manifesto.html

4.VDI、VDH、VMDK的區別參考自：https://superuser.com/questions/360517/what-disk-image-should-i-use-with-virtualbox-vdi-vmdk-vhd-or-hdd