计算机系统

1.1 冯诺依曼体系结构

计算机的五大组成部件以及相互之间的关系：

• CPU：运算器、控制器、寄存器、缓存
• 存储器：内存，RAM(Random Access Memory)
• Input：下指令，提供数据等；
• Output：输出数据加工的结果；

1.2 常见单位

• 10的12次方 T 二进制 2^40 1024G
• 10的 9次方 G 二进制 2^30 1024M
• 10的 6次方 M 二进制 2^20 1024K
• 10的 3次方 K 二进制 2^10=1024
• 10的 2次方 百
• 10的 1次方 十
• 10的-1次方 分 d
• 10的-2次方 厘 c
• 10的-3次方 m 毫
• 10的-6次方 μ 微
• 10的-9次方 n 纳

1.3 linux的组成定义

​ linux = kernal + unix实用工具（包含至少一个与用户交互的接口shell程序）

1.4 操作系统提供的功能

• 硬件驱动
• 进程管理
• 内存管理
• 安全管理
• 网络管理
• 文件系统
• ...

1.5 程序管理

1.5.1 程序的组成部分

• 二进制文件
• 库文件
• 配置文件
• 帮助文件

1.5.2 程序包管理工具

• 程序文件打包成一个或有限几个文件
• 安装
• 卸载（根据安装时记录的文件对应表来删除）
• 查询

1.6 终端 Terminal

1.6.1 用户界面

• GUI

  • GNome
  • KDE

• CLI

  • bash
  • zsh
  • csh
  • tcsh

1.6.2 远程链接

ssh协议：secure shell

ss -tnl 查看系统是否监听于tcp协议的22号端口；

1.6.3 终端设备

• 物理终端（控制台 console）
• 虚拟终端 （6个 使用Ctrl+Alt+F[1-6]切换）
• 图形终端 （在某一虚拟终端接口运行命令：startx &）
• 伪终端 （pty）

Linux的哲学思想之一：一切皆文件，表现之一：硬件设备也通过文件表示。

• 物理终端：/dev/console
• 虚拟终端：/dev/tty# [1,6]
• 串行终端：/dev/ttyS#
• 伪终端：/dev/pts/#

1.7 Linux的哲学思想

• 一切皆文件：

  把几乎所有资源统统抽象为文件形式；包括硬件设备，甚至通信接口等；

• 由众多功能单一的程序组成，一个程序只做一件事，并且做好。组合小程序完成复杂任务。

• 尽量避免跟用户交互：

  目标：易于以编程的方式实现自动化任务；

• 使用文本文件保存配置信息

1.8 文件

文件定义：文件是存储空间存储的一段流式数据，对数据可以做到按名存取。

basename /PATH/TO/SOMEFILE 获取路径中的基名 SOMEFILE

dirname /PATH/TO/SOMEFILE 获取路径中的路径 /PATH/TO

1.9 用户态和内核态

计算机硬件资源都是操作系统内核进行管理的，目前操作系统都是基于多任务、多用户的。如果每个用 户进程都可以随便访问操作系统内核的模块，改变状态，那整个操作系统的稳定性、安全性都大大降低 为了将内核程序与用户程序隔离开，在硬件层面上提供了一次机制，将程序执行的状态分为了不同的级 别，从0到3，数字越小，访问级别越高。0代表内核态，在该特权级别下，所有内存上的数据都是可见 的，可访问的。3代表用户态，在这个特权级下，程序只能访问一部分的内存区域，只能执行一些限定 的指令。