Linux基础 | 青训营笔记

鉴常明
115 阅读7分钟

Linux基础 | 青训营笔记

01.计算机硬件

计算机由五大基本单元组成

  • 控制器 （用于协调和协调计算机中其他部件进行工作）

  • 运算器 （进行算数和逻辑运算）

    【常规意义上：控制器与运算器共同组成了CPU单元】

  • 存储器单元 （分为内存 与 外存（磁盘、光驱））

  • 输入单元 （鼠标、键盘.....）

  • 输出单元 （显示器、音响.....）

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02.操作系统（Operation System，OS）

作用：管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，用于在用户与系统软件之间传递信息

操作系统主要提供了两个方面的能力：

  • 管理计算机资源

    • 处理器管理
    • 存储器管理
    • 设备管理
    • 文件管理

  • 提供用户接口

    • 命令接口
    • 图形用户接口
    • 程序接口

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问题思考：

程序启动必须有操作系统来执行，即操作系统本身也是一个程序，那是如何在开机时被执行的呢？

一般上，操作系统启动流程分为两类

①基于BIOS去引导操作系统启动（传统模式）

②基于UEFI去引导操作系统启动（目前主流模式）

BIOS、UEFL到底是什么呢？

它们是固化在主板上的程序，主要作用是让计算机在开机时就可以执行到这个程序，执行后会有一系列的初始化动作，会去找到并运行Bootloader，之后就可以通过Bootloader去加载和运行OS

BIOS 和 UEFL有什么区别呢？

可以简单理解为：UEFL其实是BIOS启动流程的一个优化和升级的版本，UEFL优化了自检发流程，BIOS启动会配合MBR分区，无法引导启动超过2.2T的磁盘。而UEFL一版配合GPT分区，支持引导超过2.2T的磁盘

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03.Linux系统概览

3.1Linux发展简史：

1.1969年，Unix诞生于贝尔实验室

2.1984年，贝尔实验室将Umix商业化

3.1984年，Tanenbaum开发Minix操作系统用于教学并打开放源码

4.1991年，Linux Torvalds.Stallman发起自由软件（FSF）与 GNU 项目，起草GPL（通用公共许可）协议

5.1991年，Linux Torvalds受Minix影响实现初版的Linux内核

6.1992年，Linux内核以GPL协议发现V1.0

3.2Linux版本

分为两种：

  • 内核版本（由Linux发行者维护）
  • 发行版本（在Linux内核的基础上 + 常用软件）

在虚拟机中查看Linux版本

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3.3Linux系统应用邻域

  • IT服务器（操作系统、虚拟化和云计算）
  • 嵌入式和智能设备（安卓手机底层就是Linux系统）
  • 个人办公桌面
  • 学术研究与软件研发

04Linux基本组成

一般由四个部分组成

  • 内核
  • shell（命令解释器）
  • 文件系统（负责把用户的文件存到磁盘硬件中）
  • 应用程序

Linux体系结构：

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  • 内核是硬件与软件间的中间层

  • 内核是一个资源管理程序

  • 内核提供一组面向系统的命令

    【内核工作原理漫画图】

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--进程管理

进程的特点：

  • 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，占用一个系统资源
  • 一个CPU内核同一时间只能运行一个进程
  • 进程由它的进程ID（PID）和它负进程的进程ID唯一识别

查看进程信息：

# 查看启动的nginx进程
ps -ef | grep nginx
​
# 查看某个进程
top -p ‘进程号’
​
# 关闭指定的进程
kill ‘进程号’
​
# 全部进程动态实时视图
top

问题思考：

系统中运行的程序远远大于CPU的核数，那Linux系统时如何实现同时运行这么多程序的？

答：进程调度

进程调度是指操作按某种策略或规则选择进程占用CPU进行运行的过程

  • R 可执行状态
  • S 可中断的睡眠状态
  • D 不可中断的睡眠状态
  • T 暂停状态或跟踪状态
  • Z 退出状态，进程成为僵尸进程
  • X 退出状态，进程即将被销毁

进程调度的原则

  • 一个CPU核同一时刻只能运行一个进程
  • 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，当轮询完成则回到一个进程反复
  • 进程执行消耗时间与进程量成正比

进程的系统调用

内核空间 ：系统内核运行的空间

用户空间 ： 应用程序运行的空间

当进程运行在内核空间时，称之为内核态。当运行在用户空间时，称之为用户态

会频繁的在内核态跟用户态之间来回切换

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。

Linux中一切皆文件

Linux文件系统中采用树状的目录结构

问题思考：

Linux有这么多不同的文件系统，如何实现对用户提供统一的调用接口？

答：虚拟文件系统

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

查看文件系统类型

# 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

文件系统基本操作

# 查看文件下的内容
ls
​
#创建文件夹
mkdir demo
​
#移动demo文件夹到/home
mv demo /home
​
#删除demo文件
rm -r demo
​
#创建空文件
touch file.txt
​
# 复制文件
cp file.txt file_bok.txt

文件读取流程

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用户权限

分为两种

  • 用户账号

    • 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

  • 组账户

    • 标准组：可以容纳多个用户
    • 私有组：只有用户自己

    查看用户信息

    # 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 xxx

    文件权限

    所有者：文件所有者

    所在组：文件的所有者所在的组

    其他人：就文件所有者及所在组外的其他人

每个用户对文件都有不同权限，包括读（R）、写（W）、执行（X）

用户权限操作

# 在根目录创建一个文件夹，查看当前用户拥有文件夹的权限
cd / && mkdir && ls -ld demo
​
sudo userodd ceshi #创建一个用户,并赋予可写操作
sudo passwd ceshi # 设置用户密码
su ceshi #切换ceshi用户登录
cd demo # 进入demo文件夹
touch index.js # 创建index.js文件, 提示无权限, 需要给ceshi用户demo文件佳的权限
​
sudo chown -R ceshi:ceshi ./demo # demo文件夹权限给ceshi用户
su ceshi # 切换ceshi用户登录
cd demo # 进入demo文件夹
touch index.js # 创建index.js文件成功

05.软件包

  • 软件包

    • 一个应用程序,可以是一个GUI应用程序、命令行工具或软件库

  • 软件包管理

    • 底层工具: 主要用于处理安装和删除软件包文件等任务, DPKG、RPM
    • 上层工具：主要用于数据的搜索任务和依赖解析任务，ART、YUM、GNF

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Debian APT常用命令

  • 列出所有可更新的软件清单命令：apt udpate
  • 安装指定的软件命令：<package_2><package_3>
  • 安装多个软件包:apt install <package_1><package_2><package_3>
  • 更新指定的软件命令:apt update <package_name>
  • 删除软件包命令: apt remove <package_name>
  • 查找软件包命令: apt search
  • 列出所有已安装的包: apt list--installed
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