这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第2天

Linux 基础

1 前言&课程介绍
2 计算机硬件
3 计算机操作系统
4 Linux 系统概览
5 Linux 系统结构
6 Linux 系统软件包管理器
7 引用参考

前言

课程介绍

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

课前准备

一台安装 Debian Linux 系统的计算机

计算机硬件

计算机由五大基本单元组成

五大基本单元 :
控制器 , 运算器 , 存储器单元 , 输入单元 , 输出单元
这个图简单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

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

Linux 系统概览

Linux 发展简史

1969年 ，Uniⅸ 诞生于贝尔实验室
1984年 ，贝尔实验室将 Unix 商业化
1984年 ，Tanenbaum 开发 Minix 操作系统用于教学并开放源码
1984年 ，Richard M.Stallman 发起自由软件( FS F)与 GNU 项目 ，起草 GPL（ 通用公共许可 ）协议
1991年 ，Linus Torvalds : 受 Minix 影响实现初版的 Linux 内核
1992年 ，Liux 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

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

Linux 系统结构

Linux 基本组成

Linux 系统一般有四个主要部分
内核 , shell , 文件系统 , 应用程序

Linux 体系结构

Linux 的体系结构是一个多层次的体系结构 ，包括硬件层 、内核层 、应用程序层和用户层

内核漫画

内核是硬件和软件之间的中间层
内核是一个资源管理程序
内核提供一组面向系统的命令

进程管理

什么是进程 ?

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

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

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

进程状态

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

文件系统

文件系统是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

文件系统结构

Linux 文件系统是采用树状的目录结构
最上层是 /（根）目录

• /bin : bin 是 Binaries ( 二进制文件 ) 的缩写 , 这个目录存放着最经常使用的命令
• /boot : 这里存放的是启动 Linux 时使用的一些核心文件 ，包括一些连接文件以及镜像文件
• /dev ：dev 是 Device ( 设备 ) 的缩写 , 该目录下存放的是 Linux 的外部设备 ，在 Linux 中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的
• /etc : etc 是 Etcetera ( 等等 ) 的缩写 , 这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录
• /home : 用户的主目录 ，在 Linux 中 ，每个用户都有一个自己的目录 ，一般该目录名是以用户的账号命名的
• /lib : lib 是 Library ( 库 ) 的缩写这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库 ，其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库
• /mnt : 系统提供该目录是为了让用户临时挂载别的文件系统的 ，我们可以将光驱挂载在 /mnt/ 上 ，然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了
• /opt : opt 是 optional ( 可选 ) 的缩写 ，这是给主机额外安装软件所摆放的目录 , 比如你安装一个 ORACLE 数据库则就可以放到这个目录下 , 默认是空的
• /proc : proc 是 Processes ( 进程 ) 的缩写 ，/proc 是一种伪文件系统（ 也即虚拟文件系统 ），存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件 ，这个目录是一个虚拟的目录 ，它是系统内存的映射 ，我们可以通过直接访问这个目录来获取系统信息
• /root : 该目录为系统管理员 ，也称作超级权限者的用户主目录
• /sbin : s 就是 Super User 的意思 ，是 Superuser Binaries ( 超级用户的二进制文件 ) 的缩写 ，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序
• /usr : usr 是 unix shared resources ( 共享资源 ) 的缩写 ，这是一个非常重要的目录 ，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下 ，类似于 windows 下的 program files 目录

虚拟文件系统 ( VFS )

Linux有这么多不同的文件系统，如何实现对用户提供统一调用接口的？ 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

虚拟文件系统使得 Linux 可以存在多个 “ 实际的文件系统 ” ，比如分区 1 是 ext2 ，分区 2 是 ext3 ，分区 3 是 fat32 。那么每个 “ 实际的文件系统 ” 的结构和操作方式是不一样的 。如果是这样的话用户怎么去操作它们呢 ？总不能每种不同的文件系统都采用不同的方法吧 ，那么这个时候就需要 VFS 作为中间层 , 用户直接控制 VFS ，VFS 再去控制各个文件系统

文件读取流程

文件基本操作

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

文件权限关于用户有三个概念 :
所有者 : 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
每个用户对于文件都有不同权限 ，包括读 ( R ) 、写 ( W ) 、执行 ( X )

文件权限操作

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 : 主要用于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 会告诉你安装一个依赖项列表 ，然后你必须手动安装

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

后言

通过本节课的学习 , 我对 Linux 系统有了基本的了解
但是 , 对于 Linux 的学习我也只是浅尝辄止 ( 许多英文缩写和操作都不熟悉
还得多运用 , 才能进一步的熟悉这些操作
同时 Linux 系统的安装也迫在眉睫了

最后也是祝大家 : 学业有成 , 职场顺利 , 专业能力越来越强 , 拿到自己满意的 offer !

引用参考

字节前端训练营 Linux 基础学习资料