试图通过比较让Linux内核更容易理解

我是系统解决方案部的 Taku。

在我最近参加的 LPIC201 中涵盖的问题中，我想采取稍微不同的方法来理解 Linux 内核，这对我来说很困难但个人很有趣。

什么是Linux内核？

首先，Linux内核是操作系统的核心部分。

• 流程管理
• 内存管理
• 设备管理
• 文件系统访问
• 与硬件的接口
• 处理系统调用
• 管理内核模块

他们扮演着各种各样的角色。

然而，规模很大，当你看看每个人的角色和工作时，可能会很困难。

 

我这里就通过一个对比来了解一下Linux内核的整体结构

如果你想象一下你熟悉的东西就更容易理解，

这次，我将与我感兴趣的领域——中枢神经系统进行比较。

我在学生时代接触过一点神经生理学后，对神经、肌肉和运动之间的关系产生了兴趣，再加上自己在田径方面的经验，我喜欢阅读与此相关的书籍。

看着这样的书架与人的中枢神经系统有联系吗？因为我有这样的感觉，所以我想用比较的形式来总结一下（仅限于LPIC201的问题范围）。

Linux 内核和中枢神经系统有什么共同点

Linux 内核定制和大脑可塑性

Linux 内核功能可以根据需要通过添加或删除内核模块来调整。

这意味着 Linux 内核是可定制的，通过“训练”（通过添加新的内核模块）来适应新的任务。

这与大脑可塑性类似，大脑可塑性是指大脑在学习新事物或获得新经历时发生变化的能力。

例如，当田径运动员进行训练以提高成绩并使身体适应更快的节奏时，新的神经回路就会形成，现有的神经回路也会得到加强。

内核模块管理和神经可塑性

加载（激活）或卸载（停用）内核模块

当新硬件连接时，它会加载相应的内核模块来识别和使用新硬件。这类似于当新信息进入大脑时，新的神经回路被激活来处理该信息。

例如，当短跑运动员学习新动作时，大脑运动皮层、感觉皮层和前额叶皮层中的神经回路就会被激活和重组。

设备内核交互和神经系统传感器功能

硬件设备（键盘、鼠标、传感器等）被抽象为向 Linux 内核提供信息的特殊文件。

设备和内核交互以及将信息从硬件传输到系统的方式类似于我们的感觉器官将信息从环境传输到大脑的方式。

例如，马拉松运动员在比赛期间通过他们的感觉器官（视觉、听觉和触觉）收集重要信息，并利用这些信息来设定自己的配速。

系统启动时的内核行为和神经系统唤醒

内核控制系统启动过程。这类似于我们醒来时神经系统转变为清醒状态的过程。

例如，一名田径运动员站在 100m 比赛的起跑线上。内核“唤醒”系统的所有部分，并为新的“竞赛”（计算机任务）做好准备。

Linux内核和中枢神经系统的区别

沟通方式

Linux 内核中的进程和设备之间的通信使用数字信号形式的明确定义的协议和接口。

然而，在人类中枢神经系统中，神经元之间的通信是通过化学物质（神经递质）和电信号进行的。

修复和恢复

Linux 内核问题可以通过调试、打补丁或系统升级来修复。

另一方面，如果中枢神经系统受损严重，往往无法完全恢复。治疗选择有限。

感觉的抽象性

Linux 内核以具体数字数据（例如 RGB 值）的形式接受来自输入设备的数据，并根据编程指令处理该数据。

另一方面，人类的中枢神经系统处理通过五种感官获取的模拟信息，并将其转换为各种抽象概念（例如“颜色”、“声音”和“气味”）。这个过程极其复杂，涉及经历、学习、记忆、情感等。

概括

尽管乍一看似乎有所不同，但两者背后的机制惊人地相似，因为它们都是核心实体，在其运营中发挥着核心作用。

比较事物有时会带来意想不到的见解，因此偶尔尝试进行这样的比较可能会很有趣。