Linux基础

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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

Linux为什么选企鹅

企鹅是南极洲的标志性动物，根据国际公约，南极洲为全人类共同所有，不属于任何国家 开源的Linux，为全人类共同所有，任何公司无权将其私有

课程总览

  1. 计算机硬件
  2. 计算机操作系统
  3. Linux系统概览
  4. Linux系统结构
  5. Linux系统软件包管理器

计算机硬件

计算机由五大基本单元组成

  • 控制器
  • 运算器
  • 存储器单元
  • 输入单元（鼠标、键盘）
  • 输出单元（屏幕、音响）

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计算机操作系统

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 例如：MAC Linux Windows Android HarmonyOS

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操作系统启动流程

传统模式：基于bios的启动流程 主流模式：基于UEFI的启动流程

QQ图片20230416132516.png BIOS或者UEFI其实就是一段固化在主板上的程序，计算机启动时会默认运行这段程序，然后通过这段程序去运行主板引导项。

注意：UEFI是BIOS流程的升级版本，解决优化了BIOS启动的部分流程

Linux系统概论

Linux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Unix商业化
  3. 1984年，Tanenbaum开发Minix操作系统用于教学并开放源码
  4. 1984年，Richard M. 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，Linus Torvalds受Minix影响实现初版的Linux内核
  6. 1992年，Linux内核以GPL协议发行V1.0

Linux版本

  • 内核版本
  • 发行版本

Linux内核 + 常用软件 = Linux发行版本

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查看Linux系统的内核版本

  • 方法1 uname -a
  • 方法2 cat /proc/vesion

cat /etc/os-release 返回发行版本

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
  • 学术研究和软件研发

Linux的系统结构

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体系结构

应用程序默认运行于用户空间，不能直接访问内核空间

  • 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

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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（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

#关闭指定的进程 kill

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（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（时间片？）
  • 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：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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文件系统

文件系统是操作系统种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。 注意：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

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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、 *就是一个中间层

查看文件系统类型

#df命令报告文件系统磁盘空间利用率 #mount命令挂载文件系统用的，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

###文件基本操作 ls #查看文件夹下内容 mkdir demo #创建文件夹 mv demo /home #移动demo文件夹到/home rm -r demo #删除demo文件夹 touch file.txt #创建空文件 cp #复制

文件读取流程

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DMA可以直接与用户交互

用户权限

用户账号

  • 用户账号 普通用户账户：在系统中进行普通作业 超级用户账号：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

一个用户可以在多个组

查看用户信息

w #查看当前登录用户信息

groups #查看当前用户所属的组

id xxxx #查看用户的uid信息

文件权限

所有者：文件的所有者 所在组：文件所有者所在的组 其他人：除文件所有者及所在组外的其他人

每个用户对于文件都有不同权限，包括读(R)、写(W)、执行（X）

用户权限操作

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软件包

  • 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 上层工具：主要用于数据的搜索任务和依赖解析任务

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