学习Linux的价值

Linux是现代化应用程序交付的首选平台，无论是部署在裸机、虚拟化还是容器化环境
公司内部服务(TCE、FaaS、SCM)统一使用Debian Linux系统
熟悉Linux基础指令，熟练运维前端常用服务(Nginx，Node.js)
加深对操作系统概念和实现的理解，夯实基础知识

Linux不仅系统性能稳定，而且是开源软件。其核心防火墙组件性能高效、配置简单，保证了系统的安全。在很多企业网络中，为了追求速度和安全，Linux不仅仅是被网络运维人员当作服务器使用，甚至当作网络防火墙，这是Linux的一大亮点。

Linux具有开放源码、没有版权、技术社区用户多等特点，开放源码使得用户可以自由裁剪，灵活性高，功能强大，成本低。尤其系统中内嵌网络协议栈，经过适当的配置就可实现路由器的功能。这些特点使得Linux成为开发路由交换设备的理想开发平台。

linux这门课程在许多大学都会开设，可能之后不会用到这个系统，但是了解一下总是没有错的！

01-计算机硬件

在一个完整的冯诺依曼计算体系当中，计算机主要由五大基本单元组成，分别是控制器、运算器、存储器、以及输入、输出两个单元。

控制器，顾名思义，他的作用就是协调和指挥计算机中各个部件进行按需作业。
运算器主要作用就是算术与逻辑运算的处理。
存储器主要分为内存眼外存，磁盘光驱等都是屋于外存。
输入设备比如鼠标、键盘。
输出设备比如显示器、音响等。右侧这种图简单的描述了基本单元的原型流程，从输入设备输入指令，经过控制器、运算器、存储器之间的处理，最终输出结果到输出设备展示给用户。介绍完计算机硬件，接下来我们看下计算机中最大的软件，也就是操作系统。

02-计算机操作系统

概念：操作系统是用于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的传递信息。

操作系统主要提供两个方面的能力，一是管理计算机资源（包括处理管理、存储管理、设备管理、文件管理等），二是提供各种的用户接口（包括用户接口、）命令接口、图形用户接口、程序调用接口，实现外部程序与操作系统内核的交互。

当前主流的计算机操作系统包括：mac系统、linux系统、windows系统、手机安卓系统以及华为鸿蒙系统。

操作系统启动流程

03-linux系统概览

linux版本分为内核版本和发行版本

查看linux系统内核版本

① unname -a
②cat/proc/version

查看linux系统版本

cat/etc/os-release

linux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

04-linux系统结构

linux的基本组成

linux系统一般有四个部分：内核、shell文件系统、应用程序

image (1).png

linux的体系结构

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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

linux系统结构-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

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 93824`

关闭指定的进程`kill 93824`

全部进程动态实时动图 `top`

进程调度

进程调度是指操作系统按某种策略或规则选择进程占用CPU进行运行的过程。

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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

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

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

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linux系统结构-文件系统

文件系统负责管理持久化数据的子系统，负责把用户的文件存到磁盘硬件中。

开发者仅需要使用一套API和开发工具即可调取Linux系统中绝大部分的资源。

Linux中几乎所有读(读文件，读系统状态，读socket，读威PIPE)的操作部可以read函救来进行，几乎所有更改(更改文件，更改系统参数，写scoket,写PIPE)的操作部可以用write函数来进行。使用任何硬件设备都必须与根目录下某—目录执行挂载操作。

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Linux文件系统是采用树状的目录结构，最上层是/(根)目录

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

文件读取流程

linux系统结构-用户权限

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

用户组

标准组:可以容纳多个用户
私有组:只有用户自己

文件权限关于用户有三个概念: ①所有者:文件的所有者 ②所在组:文件的所有者所在的组 ③其他人:除文件所有者及所在组外的其他人

每个用户对于文件都有不同权限，包括读(R)、写(W)、执行(X)

05-软件包管理

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。

软件包管理:

底层工具:主要用来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，APT，YUM，DNF

软件包管理工具

RPM (Red Hat Package Manager)，为Red hat操作系统的包管理系统
DPKG (Debian package)，为Debian操作系统的包管理系统

Debian APT常用命令

列出所有可更新的软件清单命令: apt update
安装指定的软件命令: apt install <package_name>
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 <keyword>
列出所有已安装的包: apt list --installed

Linux基础 ｜ 青训营笔记