什么是 GNU/Linux？

已发表: 2022-01-29

大多数消费者只需稍加努力，就能说出两种台式机和笔记本电脑操作系统的名称：Microsoft 的 Windows 和 Apple 的 macOS。 很少有人考虑过在 GNU/Linux 保护伞下发现的任何开源替代品，尽管有些人可能在不知情的情况下这样做了——例如，谷歌的 Chrome OS 使用 Linux 内核。 老实说，除了 Chrome OS 平台之外，GNU/Linux 系统通常不适合那些依赖大牌软件或不喜欢涉足可定制、动手操作界面的人。 但是，如果您正在寻求改变节奏，不想为您的软件付费，并且不介意卷起袖子，那么切换到 GNU/Linux 可能不仅值得，而且还可以让您成为终生皈依。 本面向非技术家庭用户的指南可以帮助您入门。 请注意，使用 GNU/Linux 系统来运行服务器是一个完全不同的用例，这里没有介绍。

什么是 UNIX、Linux 和 GNU？

在一头扎进 GNU/Linux 系统的古怪世界之前，了解它们是如何产生的以及在研究和使用它们时可能遇到的一些术语非常重要。 我将从三巨头的简要历史开始：UNIX、Linux 和 GNU。

UNIX 是一种专有的、基于命令行的操作系统，最初由 AT&T 贝尔实验室的 Dennis Ritchie 和 Ken Thompson（以及其他人）于 1960 年代末和 1970 年代初开发。 UNIX 几乎完全用 C 编程语言（也是 Ritchie 发明的）编码，最初的目的是用作程序员和研究人员的可移植和方便的操作系统。 由于涉及 AT&T、贝尔实验室和联邦政府的漫长而复杂的法律历史，UNIX 和类似 UNIX 的操作系统越来越受欢迎，汤普森的模块化、极简主义软件设计方法的影响力也越来越大。

在此期间，Richard Stallman 启动了 GNU 项目，目标是创建“一个自由软件的操作系统”。 令人困惑的是，GNU 代表“GNU's Not UNIX”。 这个项目负责类 UNIX 的 GNU OS。 Stallman 还为任何参与的软件发起了相关的自由软件基金会（FSF），其原则是“任何用户都可以研究源代码、修改和共享程序”。

Ubuntu 20.04 上的 GNU 的 GNOME 桌面环境

我将在一分钟内深入探讨构成操作系统的内容，但是当 GNU 开发的一个非常重要的称为内核 (GNU Hurd) 的非常重要的低级组件没有完全实现时，情节就变得更加复杂了。 这就是由 Linus Torvalds（以及其他人）开发的内核 Linux 进入画面的地方。 根据 GNU 的说法：“Linux 是内核：系统中的程序，它将机器的资源分配给您运行的其他程序。内核是操作系统的重要组成部分，但它本身并无用；它只能在完整操作系统的上下文。”

GNU 纯粹主义者认为，将 Linux 作为当今存在的完整操作系统的引用应该改为 GNU/Linux，以承认这对的共生关系。 其他人倾向于关注 Linux（没有前缀）已经成为一个更主流的术语这一事实，而 GNU/Linux 命名法背后的逻辑可能会令人作呕地扩展到 GNU/Linux/Windowing System Name/Desktop Environment Name/等。 相同的论点可以应用于将 GNU 作为操作系统的想法，因为它不能被视为没有内核的完整操作系统（在这种情况下是 Linux）。 出于本指南的目的，我将使用 GNU/Linux。 也存在其他类似 UNIX 的操作系统。 例如，FreeBSD 使用它自己的内核和软件。

这些项目的历史可以写很多书（毕竟 Linux 内核已经存在 30 年了），但是这个简短的总结应该足以说明您可能遇到的一些术语。

什么是发行版？

我们每天使用的现代操作系统，例如 Windows 和 macOS，由许多不同的（并且非常技术性的）组件组成，包括帮助软件与硬件通信的内核以及您在屏幕上看到的图形用户界面 (GUI) 元素. 对所有模块如何工作的详细解释超出了本文的范围。

例如，尝试考虑移动鼠标如何转换为光标在屏幕上移动，或者文件如何存储在固态驱动器上。 当您了解所有正在运行的组件以及现代计算机执行这些操作的速度时，看似简单的任务实际上非常复杂。 Windows 和 macOS 旨在尽可能减少摩擦，因为用户根本不需要了解幕后的工作原理。 换句话说，图形用户界面 (GUI) 下的所有内容在功能上与大多数用户无关。

Ubuntu 20.04 桌面

现在，让我们转向 GNU/Linux 发行版。 发行版（distribution 的缩写）最好被认为是构成 GNU/Linux 操作系统的核心软件组件的一个整齐包装的包。 将 Fedora、Elemntary OS、Linux Mint、Manjaro、Ubuntu 等发行版视为大致相当于 Windows 和 macOS 的功能。

一个典型的 GNU/Linux 发行版包括 Linux 内核； GNU 工具和库； 用于在屏幕上显示窗口并与输入设备交互的窗口系统； 用于使用操作系统程序执行操作的桌面环境； 和附加部件。 甚至前面的描述也是一个巨大的简化。 一些最常见的桌面环境是 GNU 的 GNOME、KDE ​​的 Plasma、MATE 和 XFCE。 不同风格的发行版使用不同的桌面环境——更高级或更精简，或多或少像 Microsoft Windows 或其他任何东西——但操作系统的核心组件是相同的。

软件公司或组织通常会打包所有这些部分并创建一个 ISO 文件（从技术上讲，是安装 CD-ROM 或 DVD 的压缩映像），用户可以下载并安装到他们的计算机上。 例如，Canonical 是管理流行发行版 Ubuntu 发布的公司； 在发布新版本的 Windows 或 macOS 时，Microsoft 和 Apple 扮演着类似的角色。 如果你足够熟练，你可以挑选组件并打包你自己的发行版，但我们不会在这里讨论。

如前所述，Apple 和 Microsoft 的平台同样复杂，但我将对它们的核心组件进行类似简化的概述。 macOS 的核心是一个名为 Darwin 的类 UNIX 操作系统，它建立在名为 XNU 的类 UNIX 混合内核（X 不是 UNIX）上。 Aqua 和 Finder GUI 元素只是构成完整 macOS 系统的一些附加组件。 Chrome OS 基于 Chromium OS 和 Linux 内核。 Windows 10 是 Windows NT 家族的成员，使用混合内核和 Windows Shell。 另一方面，微软继续为其 Windows 子系统 Linux (WSL) 构建功能，将完整的 Linux 内核添加到 Windows 10。最新的主要进步之一是支持运行 Linux GUI。

Windows 10 桌面版

这里的要点是，即使你可能认为 Windows 和 macOS 是一体的，它们也有同样多的活动部件。 不同之处在于您很少会遇到它们的复杂性，而即使是最用户友好的 Linux 发行版也不是无缝的。

在阅读一个发行版与另一个发行版的关系时，您可能还会遇到上游和下游术语。 以 Ubuntu 为例，该发行版是另一个名为 Debian 的流行发行版的下游。 引用 Ubuntu 的网站，它“建立在 Debian 架构和基础设施之上，并与 Debian 开发人员广泛合作。” 换句话说，Canonical 根据自己的软件理念对 Debian 的软件包进行修复和更改，并将其部署给其用户（有时将更改发送回上游给 Debian）。

一些流行的桌面发行版

有大量不同的 GNU/Linux 发行版，很难对所有发行版进行分类。 有些是为可用性而设计的，有些是为了隐私而设计的，还有一些是为程序员设计的，或者是为了在最小或过时的硬件上实现快速性能。 有些服务于更狭窄的用途，例如 Raspberry Pi 的 Raspbian 和 LibreELEC，旨在成为足以运行家庭多媒体平台 Kodi 的操作系统。

以下是一些流行的桌面发行版的快速列表：

  • Arch Linux

  • Debian

  • 基本操作系统

  • 软呢帽

  • KDE 霓虹灯

  • Linux 薄荷糖

  • 曼扎罗

  • 流行！_OS

  • 纯操作系统

  • Ubuntu

是否有适用于使用 Linux 内核的手持设备和其他非桌面设备的系统？ 绝对地。 LineageOS、/e/、Plasma Mobile、PureOS、LibremOS 和 Ubuntu Touch（现在由 UBports 社区运行）只是其中的几个例子。 我们在关于替代移动操作系统的故事中涵盖了​​所有这些操作系统。

GNU/Linux 系统的优缺点

如果我没有说运行 GNU/Linux 系统与运行 macOS 或 Windows 不同，尤其是对于普通用户而言，我会失职。 简单的任务并不总是像您期望的那样工作。 例如，即使您使用发行版的内置应用商店（可能没有各种程序的最新版本），安装程序也并不总是那么简单。 对于此类任务，您至少需要愿意学习终端或键入命令行界面的基础知识。

扫描仪、多功能打印机和其他外围设备也存在挑战，因为驱动程序安装并不那么容易排除故障。 准备好花大量时间重新学习如何以新的方式完成基本任务，并在分散在网络上的各种论坛中搜索解决方案。 如果您很容易对技术感到沮丧，那么 GNU/Linux 系统并不是最合适的。

归根结底，开源操作系统是否是您的正确选择取决于您使用计算机的方式。 如果您是一名程序员，您可能更喜欢稳定、精简的设计。 如果你家里有一台备用的或旧的 PC，一个轻量级的 GNU/Linux 发行版可能会赋予它新的生命。

您可能考虑使用 GNU/Linux 发行版的一个主要原因是，许多发行版在技术上是免费的，尽管您当然应该为维护您选择的发行版的社区贡献自己的力量。 虽然操作系统的价格不是您购买 PC 时通常考虑的因素，但如果您正在构建自己的台式机，它可能是一个因素。 您可以购买 Windows 10 家庭版许可证，但至少需要 139 美元。 除非您为 Apple 硬件付费，否则您甚至无法获得 macOS。

对一些用户来说，另一个诱惑是开源 GNU/Linux 系统的可定制性和灵活性。 如前所述，许多发行版支持不同的桌面环境，每一个都可以提供全新的界面。 另一个吸引力是长期支持和稳定性。 许多发行版开发人员维护版本多年，如果您不想更新，则不需要您更新。 这有助于保持一致性并确保更少的故障。 从 Windows 7 到 Windows 8 的转变无疑是一个足够有力的例子，说明过快改变太多东西的危险。

您可能还会欣赏指导许多 GNU/Linux 项目的哲学之一。 您会听到诸如 Libre 之类的术语（自由中的免费，而不是成本）； FOSS（免费和开源）； 和 FLOSS（免费/自由和开源）。 GNU 对自由软件运动中的不同阵营提供了更深入的解释。

但是，对于技术专长很少或根本没有技术专长的学生和家庭用户，他们根本不想被不可预见的并发症所困扰，想要一台让您的生活更轻松的计算机绝对没有什么可耻的。 对于这些用户来说，Windows 和 macOS 更加熟悉，因此更加直观，并且可以在分别不需要命令提示符或终端的情况下解决大多数问题。

Ubuntu 20.04 上的自由作家

我什至没有提到另一个重要的考虑因素：你每天使用的应用程序是否适用于 Linux 系统。 例如，Microsoft Office 并非如此，尽管该公司最近确实发布了 Microsoft Teams for GNU/Linux 的公开预览版。 Adobe 的 Creative Cloud 应用程序也不是，例如 Illustrator、Lightroom、Photoshop 和 Premier Pro。 当然，您可以使用 LibreOffice 等替代方案来创建文档； GIMP、Inkscape 和 Krita 用于创意工作； 用于照片编辑的 DarkTable 或 RawTherapee； 和用于视频编辑的 Shotcut。 然而，根据我的经验，这些应用程序并不像它们更知名的竞争对手那样无缝或功能强大。

不过，这并非全是失败的原因。 你仍然可以使用流行的浏览器，例如 Chrome、Firefox 和 Tor 浏览器（微软也将新的 Edge 引入 Linux）； Signal 和 Slack 等通信工具； 安全软件，例如 VPN 和密码管理器； 和多媒体必需品，例如 VLC Player。 说到 VPN，Linux 内核现在支持 WireGuard VPN 协议。 Linux 的 AV 软件并不常见，但一些选项包括 Clam AV 和 Sophos。

Steam 可用于基于 Debian 的 GNU/Linux 操作系统，但如果您愿意确保您的操作系统满足安装要求，那么您可能会对其他发行版感到幸运。 或者，您可以使用 Valve 以游戏为中心的 SteamOS 发行版，它本身基于 Debian。 请注意，越来越多的游戏（包括 AAA 游戏）本身或借助 Steam 的 Proton 工具支持 GNU/Linux。 Valve 甚至宣布其最新的 VR 游戏《半条命：爱莉克斯》将获得 Linux 平台的完整版本。 所有这些努力都可能有所作为； 最近，Steam 上的 Linux 游戏玩家比例几年来首次超过 1%。 仍然没有适用于 GNU/Linux 系统的 Blizzard 的 Battle.Net、Epic 的 Game Store 和 EA 的 Origin 应用程序的本地版本，但您可以使用 Steam 的 Proton 工具或模拟器运行您最喜欢的游戏启动器应用程序和非 Steam 游戏替代品，例如 Lutris 或 Wine。

使用 GNU/Linux 可以获得哪些设备？

虽然您可以在许多笔记本电脑和台式机上手动安装 GNU/Linux，但这可能是一件苦差事。 不幸的是，您可能无法走进实体店并找到 Chromebook 以外的 macOS 和 Windows 替代品。 可能是最接近主流 GNU/Linux 设备的树莓派，起价仅为 35 美元，面向需要低成本功能计算机进行开发的爱好者和程序员。

如果您正在寻找更熟悉的制造商的产品，戴尔 XPS 13 开发人员版（阅读我们对 Windows 版本的评论）可能是您的最佳选择。 它随 Ubuntu 18.04 一起提供，是一款令人印象深刻的硬件（同一台笔记本电脑的 Windows 版本是 PCMag 编辑的选择）。 您还可以找到一些安装了 Mint Cinnamon 的联想和惠普商务笔记本电脑。 许多发行版还提供经过认证的设备列表，因此您可以验证安装是否可以在您已经拥有的 PC 上运行。 如果不想买新机，这个路线比较划算； 旧的或二手的笔记本电脑也同样适合您，因为 GNU/Linux 系统通常不会占用大量资源。

戴尔 XPS 13

一些对 Linux 友好的精品制造商包括 Pine64（PineBook）、Purism（Librem 笔记本电脑）、StarLabs（笔记本电脑）、System 76（台式机和笔记本电脑）、ThinkPenguin（台式机和笔记本电脑）和 Tuxedo Computers（台式机和笔记本电脑）。 这些设备的成本往往低于同类 Windows 和 macOS 系统。

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其中一些供应商还销售带有我之前提到的替代移动操作系统的手机。 例如，Pine64 提供 PinePhone，Purism 提供 Librem 5。欧洲的客户可以购买几部预装 /e/ 的翻新手机。 可以将其中一个操作系统加载到现有设备上，但这比转换笔记本电脑或台式机更令人讨厌。 检查操作系统供应商的站点以查看它是否兼容。 电子书阅读器和智能手表呢？ Pine64 在这方面也为您提供了保障。

我如何开始？

假设 GNU/Linux 引起了您的兴趣，并且您想自己尝试一个发行版。 对于以下许多情况，您需要重新格式化闪存驱动器或刻录 CD。 在更改任何驱动器分区之前备份 PC 上的所有数据也很重要。 以下是关于如何进行的三个潜在观点和建议：

我只是想看看 GNU/Linux 是什么样的：

虚拟化是您的朋友。 您应该在 Oracle 的免费 VM VirtualBox 或 Windows 10 包含的 Hyper-V 功能中安装您选择的发行版。 这样，只要您为沙盒操作系统分配足够的 RAM 和存储空间，您就可以正常启动到常规操作系统并在窗口或全屏模式下启动 GNU/Linux 发行版。 您安装的任何发行版都将在 VirtualBox 中运行，就好像它是本机安装一样，并且可以随时删除。

或者，您可以直接从 U 盘（或可引导 CD）引导到某些发行版，而无需实际安装它们。 此方法不需要 Oracle 的 VM VirtualBox，也不需要您对硬件配置进行任何更改，但在大多数情况下，您每次启动时都会从头开始。 例如，Ubuntu 提供了为 Mac 和 Windows 系统创建可启动媒体的指南。

我想在 Windows 或 macOS 旁边定期或半定期地使用 GNU/Linux：

有些人需要同时运行 GNU/Linux 发行版和两大操作系统之一，无论是为了开发工作、支持企业应用程序还是外部设备兼容性。 或者，也许您只是在测试是否可以从一个切换到另一个。 如果您是寻求 Chrome 操作系统替代品的 Chromebook 用户，请参阅我们的分步指南，了解如何在 Chromebook 上安装 Linux。

与 Windows 或 macOS 一起在双引导配置中安装 GNU/Linux 并不比前两种方法复杂多少，主要区别在于您实际上是在系统上安装完整的操作系统，并且需要分出一部分您的硬盘驱动器或 SSD。 删除通过 VirtualBox 运行的发行版并回收虚拟驱动器比删除和清理安装了完整操作系统的磁盘分区更容易。

您也可能会遇到其他烦恼。 例如，一旦您安装了辅助操作系统，您必须在启动时处理引导加载程序或开始菜单（通常是 GRUB）。 让所有驱动程序正常工作也很麻烦。 也就是说，虽然过去在系统之间传输文件可能并不简单，但 Windows 正在为其 WSL 项目添加文件资源管理器集成。

WSL 项目是 Windows 用户的另一个选择，现在微软宣布未来支持 Linux IDE 和 GUI 应用程序更是如此。

GNU/Linux 优于所有其他操作系统：

如果您已经准备好使用 GNU/Linux 发行版而不是其他任何东西，那么您最简单的选择是从上述硬件供应商那里购买专用的笔记本电脑或台式机。 这条路线比在双引导配置中安装发行版更简单，因为您不必为两个操作系统分区硬盘驱动器。

您还可以在现有操作系统上安装 GNU/Linux，从而消除以前的平台。 潜在的缺点是您必须自己配置操作系统。 驱动程序可能无法开箱即用。 对您遇到的问题的支持或帮助可能深藏在在线论坛主题中。 从好的方面来说，与使用任何其他操作系统和硬件组合相比，您可能会很快（根据需要）学到更多关于计算的知识。

有些人更喜欢，甚至依赖于恒常。 事实上，上面提到的 GNU/Linux 的一个好处是，您可以获得许多流行发行版的稳定或长期版本，而不必担心需要定期安装主要更新。 这一特性使 GNU/Linux 特别适用于需要最大稳定性的实体，例如政府机构和研究实验室。 相同的质量使 GNU/Linux 特别适合服务器（并且可能用于托管您的网站）。

做出明智的选择

本指南只是对 GNU/Linux 系统世界的简要介绍。 随意自行探索这些系统。 GNU/Linux 系统在计算世界中占有重要地位，更多的用户会发现它们比 Windows 和 macOS 更适合他们的需求。