Linux基础 | 青训营笔记

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一、计算机硬件

计算机由五大基本单元组成

1.运算器(Arithmetic Logic Unit,ALU)

负责实现计算机底层的算术和逻辑运算,如加、减、乘、除以及与、或、非等逻辑运算。

2.控制器(Control Unit,CU)

负责控制计算机的工作流程,完成对指令的调度和执行,保证计算机系统内部各个部分的协同工作。

3.存储器(Memory)

计算机主存储器的作用是存储程序和数据,包括RAM(随机存储器)和ROM(只读存储器)等,其中RAM是可读写的,而ROM只能读取。

4.输入设备(Input devices)

输入设备用于将各种数据或信息输入到计算机中,如键盘、鼠标、扫描仪等。

5.输出设备(Output Devices)

输出设备用于将计算机处理后的结果以各种形式显示和传递出来,如显示器、打印机、音响等。

以上五大基本单元共同组成了计算机的基本构架,每个部分都非常重要。其运行原理可以简单概述为:计算机的控制器从存储器中读取指令,将其送往运算器处理生成结果,再将结果存储于存储器中,最后通过输出设备显示结果,完成了计算机的整个工作过程。


计算机硬件是计算机系统的重要组成部分,包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、网卡等。

1. 主板

主板是计算机的中央电路板,也叫“母板(motherboard)”。主板上有多个插槽和接口,可以插入CPU、内存、显卡、网卡等硬件设备。可以使用下面的指令查看Linux系统中主板的信息:

sudo dmidecode -t baseboard

2. CPU

CPU是计算机的核心处理器,全称为“中央处理器(Central Processing Unit)”。它是一个芯片,是主板上最重要的组件。CPU负责解析和执行计算机中的指令,是实现计算机运算功能的关键。我们可以使用下面的指令查看Linux系统中CPU的信息:

cat /proc/cpuinfo

3. 内存

内存是计算机临时存储器,全称为“随机存储器(Random Access Memory)”。内存条的容量大小影响了计算机的运行速度和多任务处理的能力。我们可以使用下面的指令查看Linux系统中内存的信息:

cat /proc/meminfo

4. 硬盘

硬盘是计算机的数据存储器,是将数据长期存储在计算机中的重要设备。可以使用下面的指令查看Linux系统中硬盘的信息:

sudo fdisk -l

5. 显卡

显卡是计算机外放设备中最为核心的一个部件,可以将计算机内部的数字信号转化为屏幕上可见的图像。显卡上有一个GPU图像芯片,可以执行复杂的图形运算,在运行过程中还需要消耗内存。可以使用下面的指令查看Linux系统中显卡的信息:

lspci | grep VGA

6. 网卡

网卡就是网络适配器,是计算机和网络连接的桥梁。可以使用下面的指令查看Linux系统中网卡的信息:

lspci | grep Ethernet


二、计算机操作系统

计算机操作系统是计算机硬件和软件之间的一层软件系统,可以协调运行各种软件程序,为用户和应用程序提供一个良好和稳定的工作环境。常见的操作系统有Windows、Mac OS和Linux等。

1. Windows

Windows是微软公司出品的操作系统,是目前全球最为流行的操作系统之一。Windows 在桌面应用、游戏软件、办公软件等方面具有广泛的适用性,但是收费贵,容易受到病毒攻击,安全性一般也不够高。

2. Mac OS

Mac OS是苹果公司出品的操作系统,适用于苹果电脑。Mac OS在操作感受、良好的用户体验和高端设计领域方面拥有卓越表现。但是无法适应很多Windows软件,应用程序资源相对较少。

3. Linux

Linux是一种开源的、免费的操作系统,具有稳定性和安全性好、灵活性强等优点。Linux的应用广泛,包括服务器、路由器、移动终端等多个领域。

操作系统启动流程:

image.png

三、Linux系统概览

Linux系统是一种开源的、免费的操作系统,是由Linus Torvalds于1991年首次开发并广泛应用。Linux系统的优点包括:稳定、安全、免费等。

1. Linux系统概念

Linux系统是一个免费开源的操作系统,使用的内核是Linux内核。Linux中每个程序都是一个进程,在系统运行时,为每个进程分配内存空间,并按照进程的优先级来调度进程运行。

2. Linux系统优点

(1)稳定性好

Linux系统在内核设计上具有高度的稳定性,解决了C语言中常见的处理空指针和越界的问题。容易出现消息泄漏和攻击漏洞等安全问题。

(2)安全性强

Linux系统有完备的权限控制和隔离机制,对于系统文件和数据文件的用户、用户组和权限等都有严格的管控。同时,开源的特点使得安全漏洞能够更加快速地被修复。

(3)自由度高

Linux系统是开源的,拥有极高的自由度,可以根据自身需求自定制操作系统。

(4)成本低

Linux系统是免费的,不需要购买使用权或缴纳许可证费用,适合个人或企业的实际需求。

四、Linux系统结构

Linux系统的结构是由进程、内存管理、进程间通信等部分组成的。

1. 进程

进程是计算机中最重要的管理单元,是系统中正在运行的一个程序实例。Linux操作系统中,每个程序都是一个进程。通过调度进程,使得程序可以同时运行且互不干扰。通过进程间通信(Inter-Process Communication,IPC)的方式进行进程间通信。

2. 内存管理

内存管理是计算机系统中十分重要的功能模块,用于对内存的分配、释放、管理等进行控制。

3. Linux的文件系统

Linux操作系统的文件系统采用一种树形结构,文件夹之间的关系是‘父-子’关系,向下延伸的多个文件夹之间形成了总体上的树形结构。Linux根目录为“/”,包含了所有的文件、文件夹。Linux中所有的文件和目录名区分大小写。

4. 进程间通信

进程间通信(IPC)可以通过很多方式实现,包括共享内存、消息队列、信号量等。

五、Linux系统软件包管理器

Linux系统上最常用的软件包管理器包括RPM和dpkg,它们分别适用于不同的Linux发行版。

1. RPM

RPM(Redhat Package Manager)是Redhat官方的软件包管理器,安装格式为“*.rpm”。它不仅具有安装、删除、升级应用程序包的功能,还可以检测已安装软件包更新。RPM支持单个软件包的安装,也支持多个软件包的一次安装。RPM安装的软件包通过使用rpm命令来完成相关操作。

2. DPKG

DPKG是Debian Linux发行版的官方软件包管理器。它是一个用在Debian和Ubuntu操作系统中的软件包管理工具,安装格式为“*.deb”。DPKG提供了软件包的管理、安装、卸载等功能。DPKG的操作都是基于dpkg、dpkg-deb、dpkg-query等工具来进行的。

总结:Linux系统和计算机硬件是计算机中的两个核心部分。Linux作为一种免费开源的操作系统,具有广泛的适用性和稳定性,因此在学习和工作中逐渐受到大家的喜爱。在掌握了一定的Linux基础知识点之后,可以更好地管理计算机系统,并开发出更多的应用程序。