Linux 基础 | 青训营笔记

冰糕
60 阅读6分钟

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，熟悉运维前端常见服务(Nginx、Node.js)
  • 加深对操作系统概念和实现的理解，夯实基础知识

计算机硬件

计算机由五大基本单元组成

  • 控制器(协调和指挥计算器其他部件进行工作)

  • 运算器(进行算数和逻辑运算)

  • 存储器单元

    • 存储器一般分为内存和外存(磁盘、光驱)

  • 输入单元(鼠标、键盘)

  • 输出单元(显示器、音响)

常规意义上控制器和运算器共同组成了CPU单元

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用户通过输入设备向操作系统输入一些指令，操作系统通过调用运算器，存储器，控制器相互配合，最终输出一个结果，结果通过输出设备，呈现给用户

操作系统(Operating System,OS)

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

处于一个承上启下的作用

作用

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

操作系统启动流程

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BIOS和UEFI可以理解为固化在主板上的程序，作用就是让计算机在开机的时候就执行这段程序，当这段程序启动之后会进行一段初始化的一段动作，然后还会去找Bootloader(操作系统引导程序)，并运行，当Bootloader运行以后，就可以运行操作系统运行程序

Linux概论

Linux版本

  • 内核版本(作者本人维护)
  • 发行版本(Linux内核+常见软件 = Linux发行版本)

常见Linux发行版本

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查看Linux系统内核版本

image-20230415161059635.png 发行版本

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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
  • 学术研究与软件开发

Linux系统结构

Linux基本组成

Linux系统一般有4个主要部分

  • 内核
  • shell
  • 文件系统
  • 应用程序

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Linux内核提供了操作系统的底层能力，内存管理，进程管理，文件系统管理，硬件资源的管理等

shell命令解释器，通过shell输入一些指令，与Linux内核进行交互，从而达到管理和使用Linux的资源

文件系统把用户的文件存到硬盘或磁盘里去

应用程序是在Linux之上运行的一些程序，像Vscode

Linux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(动态的)
  • 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

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查看进程信息

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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

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

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Linux系统结构 --文件系统

文件系统是指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文件系统是采用树状的目录结构，最上层是/(根)目录

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

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文件基本操作

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文件读取流程

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Linux系统结构 --用户权限

用户账号

  1. 用户账号
  • 普通用户账号：在系统中进行普通作业
  • 超级用户账号：在系统中对普通用户和整个系统进行管理
  1. 组账号
  • 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

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文件权限

文件权限关于用户有三个概念：

所在者：文件的所有者

所在组：文件的所有者所在的组

其他人：除文件所有者及所在组外的其他人

内阁用户对于文件都有不同权限，包括读(R)、写(W)、执行(X)

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用户权限操作

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Linux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：主要用来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，为Red hat操作系统的包管理系统
  • DPKG，为Debian操作系统的包管理系统

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Debian APT常见命令

  • 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
  • 列出所有已安装的包：apt list --installed

Debian配置软件源

通常Debian系的Linux软件源配置文件：/etc/apt/sources.list

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镜像地址：mirrors.aliyun.com/

/dists：查看系统代号

/pool：查看软件分支

总结

学习Linux基础后，对整体计算机操作系统对计算机的运行有了一个简单的认知，对往后后端node.js深入学习打下基础

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