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【硬核科普】Ubuntu系统详细解析以及与深度学习的关系
Ubuntu系统的硬核科普
文章目录
0. 前言
按照国际惯例,首先声明:本文只是我自己学习的理解,虽然参考了他人的宝贵见解及成果,但是内容可能存在不准确的地方。如果发现文中错误,希望批评指正,共同进步。
最近在做一些自动驾驶汽车嵌入式系统的相关工作,想写一些关于嵌入式与AI、深度学习及自动驾驶相关的文章。
Ubuntu,作为最受欢迎的Linux发行版之一,自2004年首次发布以来,已经赢得了全球数百万用户的青睐。无论是开发者、学生还是企业用户,Ubuntu都提供了强大的功能和灵活性,满足了各种需求。本文将介绍Ubuntu操作系统及Ubuntu与深度学习的关系。
1. Ubuntu的来源
如果用一句话说明Ubuntu的来源,我觉得可以这么说:它是Debian的儿子,是Linux的孙子~
1.1 从Linux说起
Linux是由林纳斯·托瓦尔兹(Linus Torvalds)于1991年发起的开源操作系统项目,基于Unix的设计思想。它以稳定的性能、高安全性及广泛的硬件兼容性著称,成为服务器领域的首选,并普及至个人电脑、移动设备乃至嵌入式系统。
Linux的开源模式激发了全球开发者共同创新,催生了无数衍生发行版(Distro),如Ubuntu、Red Hat等(或许你连这两个大名鼎鼎的系统都没听说过,但是总听说过安卓吧),深刻影响了科技行业,促进了云计算、大数据等前沿技术的发展。
Linux的发行版数量非常多,确切的数量难以统计,因为新的发行版不断出现,同时也有旧的发行版停止更新或合并。不过,根据DistroWatch网站的数据,活跃的Linux发行版有数百个,如果包括历史上存在过的所有发行版,则数量会超过数千。
本文将在最后附上Linux真·多如牛毛的发行版!
Linux之所以有如此众多的发行版,原因可以归纳为以下几点:
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开源与自由软件许可证:
Linux内核是在GNU通用公共许可证(GPL)下发布的,这允许任何人自由地使用、修改和分发内核代码。这种自由度鼓励了开发者和组织基于Linux内核创建自己的操作系统,从而产生了大量不同的发行版。 -
适应不同需求:
不同的Linux发行版专注于满足不同用户群体的具体需求。例如,一些发行版(如Debian和Red Hat Enterprise Linux)注重稳定性,适合企业级服务器;另一些(如Arch Linux和Gentoo)则强调最新的软件和技术前沿,吸引技术熟练的用户;还有面向桌面用户的发行版(如Ubuntu和Mint),它们提供了友好的图形界面和易于使用的特性。 -
社区驱动:
Linux的生态系统非常活跃,由全球范围内的开发者、爱好者和志愿者组成的社区推动。每个发行版背后往往有一个或多个这样的社区,它们负责开发、维护和支持各自的发行版。
1.2 开源、稳定的Debian
Debian 是一个历史悠久且具有重大影响力的Linux发行版,由 Ian Murdock 在 1993 年创建,提供了一个完整的用户空间环境,包括各种工具、应用程序、库和服务。Debian以其对自由软件的承诺和稳定性而闻名,它是许多其他发行版的基础(包括 Ubuntu)这显示了它在 Linux 生态系统中的核心地位。
Debian 项目的创立初衷是为了提供一个完全自由的操作系统,即用户可以自由地使用、复制、分发、学习、修改和改进该系统及其软件。这一愿景符合自由软件运动的核心价值,即软件应该赋予用户自由,而非仅仅作为商品销售。它承诺遵守自由软件基金会(Free Software Foundation, FSF)的自由软件定义,以及开放源代码促进会(Open Source Initiative, OSI)的开源定义,确保所有软件都是自由的,并且源代码可获取。
Debian的另一个特征就是稳定,它致力于提供一个稳定且安全的平台。Debian的“稳定版”(Stable)经过长时间的严格测试,以确保软件包的质量和系统的可靠性。此外,Debian 提供定期的安全更新和补丁,以保护用户免受安全威胁。
Debian 的 APT 包管理系统是其一大特色(APT也被Ubuntu沿用下来了),它极大地简化了软件的安装、升级和管理过程。APT 的设计理念和实现影响了许多其他 Linux 发行版的包管理工具,如 Fedora 的 DNF 和 Arch Linux 的 Pacman。
1.3 更稳定、友好且开放的Ubuntu
Ubuntu操作系统的诞生源于南非企业家马克·沙特尔沃思(Mark Shuttleworth)的一个愿景:他希望创建一个免费且易于使用的Linux发行版,让所有人都能轻松访问和使用开源技术。2004年10月,首个Ubuntu版本(4.10 Warty Warthog)发布,标志着这一愿景的初步实现。
Ubuntu的名称源自非洲的哲学概念“Ubuntu”,意指“人的本质是与他人相连的”。这种理念深深植根于Ubuntu操作系统的设计中,强调社区、合作和共享,旨在创造一个开放、包容的计算环境。
每版Ubuntu都有一个主题动物吉祥物,例如上面的疣猪~
Ubuntu由Canonical维护,主要面向个人电脑、服务器及物联网设备。它以用户友好、安全性强、高度稳定和强大的社区支持著称。Ubuntu拥有直观的图形界面,即便是新手也能迅速掌握。系统遵循GPL许可,用户可以自由使用、修改和分发。它支持广泛的硬件,从Intel和AMD到ARM架构,确保了出色的兼容性。
Ubuntu的开发目标是提供一个稳定、安全、功能丰富且用户友好的操作系统。它每6个月发布一个新版本,其中每隔两年会有一个长期支持(LTS)版本,提供长达5年的安全更新和支持,确保企业级的稳定性和可靠性。Ubuntu致力于降低技术门槛,使普通用户也能享受到开源软件的好处,同时促进全球范围内的教育和技术创新。
此外,Ubuntu还积极推动自由软件运动,通过预装在许多主流计算机制造商的产品上,如戴尔、惠普和联想,进一步普及了Linux和开源文化。Ubuntu及其衍生版本,如Kubuntu、Xubuntu和Lubuntu,覆盖了不同用户群体的需求,共同构建了一个多元化、充满活力的开源生态。
以上这些特征也促使了Ubuntu在全球范围内获得广泛认可和流行。
2. Ubuntu与深度学习
Ubuntu提供了一个强大、灵活且稳定的平台,非常适合深度学习的开发、测试和部署,这也是为什么很多深度学习从业者和研究者倾向于选择Ubuntu作为他们的操作系统。
具体来说,Ubuntu有以下优势:
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环境配置的便利性:Ubuntu作为一个基于Linux的操作系统,提供了高度的定制能力和稳定性,这非常适合深度学习所需的复杂环境配置。由于大多数深度学习框架(如TensorFlow、PyTorch、Keras等)都是基于Linux开发的,它们在Ubuntu上的安装和配置通常更为直接和流畅。
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软件包管理:Ubuntu使用APT(Advanced Package Tool)作为其软件包管理系统,这使得安装和更新深度学习相关的库和框架变得非常简单。此外,Anaconda等Python环境管理器在Ubuntu上也有良好的支持,便于创建和管理不同的Python环境。
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高性能计算支持:深度学习往往需要大量的计算资源,尤其是GPU加速。Ubuntu对NVIDIA CUDA和cuDNN等GPU编程接口有很好的支持,使得深度学习模型训练可以在GPU上高效执行。此外,Ubuntu支持多核CPU并行处理,对于没有GPU的场景也提供了良好的性能。
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服务器和云计算的兼容性:许多深度学习项目部署在服务器或云端,而Ubuntu是服务器和云环境中常见的操作系统之一。因此,使用Ubuntu进行开发和测试可以更容易地与生产环境保持一致,减少迁移过程中的潜在问题。
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安全性和稳定性:对于深度学习模型的开发和部署,系统的安全性和稳定性至关重要。Ubuntu定期的安全更新和长期支持(LTS)版本提供了可靠的运行环境,这对于企业级深度学习应用尤其重要。
3. Ubuntu在自动驾驶领域的应用
英伟达不仅是GPU制造商,也是自动驾驶技术的重要推动者之一。NVIDIA Drive AGX平台旨在为自动驾驶汽车提供所需的计算力和软件栈,其中Ubuntu是其软件生态的重要组成部分。
NVIDIA的DRIVE AGX平台是一个完整的自动驾驶开发平台,包括硬件(如Xavier、Orin系统级芯片)和软件(如DriveWorks SDK、CUDA、cuDNN)。Ubuntu是NVIDIA推荐的开发环境之一,用于构建和验证自动驾驶应用。
NVIDIA提供了基于Ubuntu的DRIVE Development Kit (DDK),其中包括预装的Ubuntu操作系统和一系列开发工具,如JetPack SDK,这使得开发者能够快速开始构建深度学习模型和自动驾驶应用。
4. 附录:Linux发行版统计
看看Linux的影响有多深远!
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