在平時的生活中，我們幾乎時時刻刻都在使用操作系統，只是大部分時間你都意識不到它的存在。 操作系統到底在背後默默地做了哪些事情，才能讓我們輕鬆地使用電子設備呢？ 不知道你有沒有產生過這些疑問：
- 桌面上的圖標到底是啥？憑啥我在鼠標上一雙擊，就會出來一個美麗的畫面？這都是從哪裡跑出來的？
- 電腦怎麼知道我鼠標點擊的是這個地方，又是怎麼知道我要輸入的是這個地方？
- 為什麼我一回車，這些字符就發到遙遠的另外一臺機器上去了？
對於普通用戶來講，其實只要會用就行了，但是咱們作為專業人士，要深入探究一下背後的答案。 操作系統其實就像一個軟件外包公司，其內核就相當於這家外包公司的老闆。為什麼這麼說呢？
假設，我們現在就是在做一家外包公司，我們的目標是把這家公司做上市。其中，操作系統就是這家外包公司的老闆。 我們把這家公司的發展階段分為這樣幾個時期：
- 初創期 ：這個老闆基於開放的營商環境（x86 體系結構），創辦一家外包公司（系統的啟動）。因為一開始沒有其他員工，老闆需要親自接項目（實模式）。
- 發展期 ：公司慢慢做大，項目越接越多（保護模式、多進程），為了管理各個外包項目，建立了項目管理體系（進程管理）、會議室管理體系（內存管理）、文檔資料管理系統（文件系統）、售前售後體系（輸入輸出設備管理）。
- 壯大期 ：公司越來越牛，開始促進內部項目的合作（進程間通信）和外部公司合作（網絡通信）。
- 集團化 ：公司的業務越來越多，會成立多家子公司（虛擬化），或者鼓勵內部創業（容器化），這個時候公司就變成了集團。大管家的調度能力不再侷限於一家公司，而是集團公司（Linux 集群），從而成功上市（從單機操作系統到數據中心操作系統）。
把外包公司做上市的過程，就是我們對 Linux 操作系統從入門到精通的過程。 要做到對 Linux 瞭如指掌，我認為你需要爬 6 個陡坡。
第一個坡：拋棄舊的思維習慣，熟練使用 Linux 命令行
上手 Linux 的第一步，要先從 Windows 的思維習慣，切換成 Linux 的“ 命令行 + 文件”使用模式。不過，在這個專欄裡，命令行並不是我們的重點，但是考慮到一些剛起步的同學，在第一部分我會簡單介紹一些能夠讓你快速上手 Linux 的命令行。專欄每一模塊的第一節，我都會有針對性地講解這一模塊的常用命令，足夠你把 Linux 用起來。
第二個坡：通過系統調用或者 glibc，學會自己進行程序設計
用代碼操作 Linux，可以直接使用 Linux 系統調用，也可以使用 glibc 的庫。 如果說使用命令行的人是吃饅頭的，那寫代碼操作命令行的人就是做饅頭的。 你會發現，你平時用的一個簡單的命令行，卻需要 N 個系統調用組合才能完成。其中每個系統調用都要進行深入地學習、讀文檔、做實驗。經過一段時間的學習，你已經很接近操作系統的原理了，你能看到另一番風景。
第三個坡：瞭解 Linux 內核機制，反覆研習重點突破
進一步瞭解內核的原理，有助於你更好地使用命令行和進行程序設計，能讓你的運維和開發水平上升一個層次。Linux 內核機制是我們這個專欄重點要講述的部分，我會基於最新 4.x 的內核進行講解，當然我也意識到了內核機制的複雜性，所以我選擇通過 故事性和圖形化 的方式，幫助你瞭解並記住這些機制。
第四個坡：閱讀 Linux 內核代碼，聚焦核心邏輯和場景
一旦爬上這個坡，對於操作系統的原理，你應該就掌握得比較清楚了。這個時候，你就可以有針對性地去做課題，把所學和你現在做的東西結合起來重點突破。例如你是研究虛擬化的，就重點看 KVM 的部分；如果你是研究網絡的，就重點看內核協議棧的部分。
第五個坡：實驗定製化 Linux 組件，已經沒人能阻擋你成為內核開發工程師了
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。從只看內核代碼，到上手修改內核代碼，這又是一個很大的坎。例如，你可以自己實現一個設備驅動程序，實現一個自己的系統調用，或者實現一個自己的文件系統等等。專欄最後一個部分，我專門設計了兩個實驗，幫你度過這個坎。只要跟著我的步伐進行學習，接下來，就沒人能夠阻擋你成為一名內核開發工程師了。
第六個坡：面向真實場景的開發，實踐沒有終點
說了這麼多，我們都只是走出了萬里長征第一步。我始終堅信，真正的高手都是在實戰中摸爬滾打練出來的。
如果你是運維，僅僅熟悉上面基本的操作是不夠的，生產環境會有大量的不可控因素，尤其是集群規模大的更是如此，大量的運維經驗是實戰來的，不能光靠讀書。
如果你是開發，對內核進行少量修改容易，但是一旦面臨真實的場景，需要考慮各種因素，併發與並行，鎖與保護，擴展性和兼容性，都需要真實項目才能練出來。
文件操作在各個層的數據結構的關聯