1 计算机硬件
计算机由五大单元组成
- 控制器
- 运算器
- 存储器单元
- 输入单元
- 输出单元
2 计算机操作系统
操作系统
管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源,用于 在用户与系统硬件之间传递信息
思考:操作系统是如何被计算机启动的?
通过固化在主板上的一段程序启动,计算机解析程序后初始化并解析。
BIOS引导操作系统启动——>BIOS自检——>Bootloader——>OS
UEFI引导操作系统启动——>Bootloader——>OS(BIOS优化后的版本)
3 Linux系统概览
3.1 查看linux内核版本
方法一: uname -a
方法二: cat /proc/version
方法三: cat /atc/os-release
3.2Linux系统应用领域
- IT服务器(操作系统、虚拟化和云计算)
- 嵌入式和智能设备
- 个人办公桌面
- 学术研究与软件研发
4 Linux系统结构
Linux系统一般有4个主要部分:
- 内核
- shell/命令解释器
- 文件系统
- 应用程序
4.1 Linux体系结构
用户空间|内核空间
内核:
- 内核是硬件与软件之间的中间层
- 内核是一个资源管理程序
- 内核提供一组面向系统的命令
4.2 进程管理
进程是正在执行的一个程序或命令
进程有自己的地址空间,占用一定的系统资源
一个CPU核同一时间只能运行一个进程
进程由它的进程ID(PID)和它父进程的进程ID(PPID)唯一识别
命令行
- 查看启动的nginx进程:ps -ef | grep nginx
- 查看某个进程:top -p 93824
- 关闭指定的进程:kill 93824
- 全部进程动态实时视图:top
资料查询
Nginx("engine x")是一款是由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发高性能的 Web和 反向代理 服务器,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。
在高连接并发的情况下,Nginx是Apache服务器不错的替代品。
思考:系统中运行的程序远远大于CPU的核数,那Linux系统是如何实现同时运行这么多程序的?
通过进程调度
4.3 进程调度
进程调度是指操作系统按某种策略或规则选择占用CPU进行运行的过程。
- R(TASK_RUNNING)|可执行状态
- S(TASK_INTERRUPTIBLE)|可中断的睡眠状态
- D(TASK_UNINTERRUPTIBLE)|不可中断的睡眠状态
- T(TASK_STOPPED or TASK_TRACED)|暂停状态或跟踪状态
- Z(TASK_DEAD-EXIT_ZOMBIE)|退出状态,进程成为僵尸进程
- X(TASK_DEAD-EXIT_DEAD)|退出状态,进程即将被销毁
4.4 进程调度原则
一个CPU核同一时间只能运行一个进程;
每个进程有近乎相等的执行时间;
对于逻辑CPU而言进程调度使用轮询的方式执行,当轮询完成则回到第一个进程反复;
进程执行消耗时间和进程量成正比。
4.4 进程的系统调用
内核空间(Kernal space):系统内核运行的空间
用户空间(user space):应用程序运行的空间
4.5 文件系统
文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统,负责把用户的文件存到磁盘硬件中,持久化的保存文件。
包括:普通文件、目录、设备、套接字
保证 操作\接口调用 统一
Linux文件系统是采用树状的数据结构。
思考:Linux有这么多不同的文件系统,如何实现对用户提供统一调用接口的?
虚拟文件系统VFS
对应用层提供一个标准的文件操作接口
对文件系统提供一个标准的文件接入接口
也就是抽象一个中间层出来抹平不同文件的差异
命令行
- df命令报告文件系统磁盘空间利用率:df -T
- mount命令是挂载文件系统用的,不带任何参数运行,会打印包含文件系统类型在内的磁盘分区的信息:mount
- 查看文件夹下内容: ls
- 创建文件夹: mkdir demo
- 移动demo文件夹到:/home:mv demo home
- 删除demo文件夹:rm -r demo
- 创建空文件:touch file.txt
- 复制文件:cp file.txt file_bak.txt
4.6 用户权限
用户账户
用户账户:
普通用户账户:在系统中进行普通作业
超级用户账户:在系统中对普通用户和整个系统进行管理(root)
组账户:
标准组:可以容纳多个用户
私有组:只有用户自己
命令行
- 查看当前登录用户信息:w
- 查看当前用户所属的组:groups
- 查看用户的uid信息:id ****
5 Linux系统软件包管理器
软件包
通常指的是一个应用程序,它可以是一个GUI应用程序、命令行工具或(其他软件程序需要的)软件库