计算机硬件
计算机由五大基本单元组成
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控制器(协调和指挥计算机中各个部件进行按需工作)
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运算器(算数与逻辑运算的处理)
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存储器单元(一般分为内存和外存,比如磁盘光驱)
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输入单元(鼠标、键盘)
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输出单元(显示器、音响)
此图描述了基本单元的原型流程
计算机操作系统(Operating System,OS)
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传递信息。操作系统主要提供两个方面的能力,一个是管理计算机资源,另外一个是提供各种用户接口,实现外部程序与操作系统内核的交互。
操作系统启动流程
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系统概论
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版本
查看Linux系统内核版本
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
Linux体系结构
- 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
查看进程信息
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
- 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
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。
Linux中一切皆文件
这样做的好处是开发者仅需使用一套API和开发工具即可调取Linux系统中绝大部分的资源 **Linux文件系统是采用树状结构,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
文件基本操作
文件读取流程
Linux系统结构 --用户权限
用户账号
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用户账号
1.普通用户账号:在系统中进行普通作业
2.超级用户账号:在系统中对普通用户和整个系统进行管理
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用户组
1.标准组:可以容纳多个用户
2.私有组:只有用户自己
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)
查看用户信息
用户权限操作
Linux软件包管理
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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
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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
yum可以自动下载并安装所有需要的依赖项,但rpm会告诉你一个安装的依赖项列表,你必须自己手动安装
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
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
/dists:查看系统代号
/pool:查看软件分支