[Linux基础| 青训营笔记]

我是个靓崽
211 阅读7分钟

学习 Linux 的价值(课程目标)

  • 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，Nodejs)
  • 加深对操作系统概念和实现的理解，夯实基础知识

Linux是开源的,它的logo是企鹅

内容:

  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

详细内容:

一.计算机硬件

计算机由五大单元组成:控制器、运算器、存储单元、输入单元、输出单元

计算机的五个单元工作配合流程如下图所示:

计算机硬件示例.png

二.计算机操作系统

操作系统简称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

总结来说操作系统提供了两大能力:管理计算机资源和提供用户接口

  1. 管理计算机资源包括:处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理
  2. 提供用户接口包括:命令接口、图形用户接口、程序接口

问题思考:程序启动必须有操作系统来执行,那操作系统本身也是一个程序,那如何在开机时被执行呢

操作系统启动流程:

操作系统启动流程.png 操作系统启动有两种模式

如图上所示BIOS或UEFI简单理解为它是固化在主板上的一段程序,它们的主要作用是在计算机开机的时候就能够执行和解析到这段程序,程序启动后会进行一系列初始化的动作,在去找一个bootloader(操作系统引导程序)对程序进行运行,再加载相应的OS,通过这套流程将操作系统运行起来.
  • 两种模式的区别可以理解为UEFI是BIOS的优化

三.Linux系统概览

于1969年Unix诞生于贝尔实验室,经过不断发展到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

  1. 查看Linux内核版本
//方法1
uname -a
//方法2
cat/porc/version

2.查看Linux系统版本

cat/etc/os-release

3.Linux系统应用领域

  • IT服务器(操作系、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

四. Linux系统结构

Linux系统一般有内核、shell、文件系统、应用程序4个主要部分

1.内核

内核是硬件与软件之间的中间层,是一个资源管理程序,它提供了一组面向系统的命令.

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

系统中运行的程序远远大于CPU的核数,那Linux系统是如何实现同时运行这么多程序的?

(可以通过进程调度的方式实现)

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

如图所示,进程调度的全过程和每个状态的含义

进程调度.png

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、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

用户程序发起系统调用(从用户态切换到内核态)然后执行系统调用(再从内核态回到用户态)系统调用返回

2.shell

shell本身是一个命令解释器是一个具有特殊用途的程序,主要用于读取用户输入的命令,并执行相应的程序以相应命令.

Shell是可编程的，它可以执行符合Shell语法的文本，这样的文本称为Shell脚本，通常短短的几行Shell脚本就可以实现一个非常大的功能，原因就是这些Shell语句通常都对系统调用做了一层封装。为了方便用户和系统交互，一般一个Shell对应一个终端，终端是一个硬件设备，呈现给用户的是一个图形化窗口。我们可以通过这个窗口输入或者输出文本。这个文本直接传递给shell进行分析解释，然后执行。

  • shell变量可以分为三种:用户自定义变量、预定义自变量和环境变量.

3.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.

  • Linux文件系统是采用树状的目录结构,最上层是(根)目录.

Linux是如何实现对用户提供统一调用接口的?

  • 虚拟文件系统(VFS)

虚拟文件系统.png 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
#df命令报告文件系统磁盘空间利用率
df -T
#mount命令是挂载文件系统用的,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
mount
  • 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
touch file.txt#创建空文件
cp file.txt file_bak.txt#复制文件

文件读取流程如下图所示:

文件读取流程.png

4.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 用户组包括标准组和私有组

  • 文件权限 (有关用户三个概念) 所有者、所在组、其他人
用户权限操作
# 在根目录创建一个文件夹，查看当前用户拥有文件夹的权限
cd /&& mkdir demo && ls -ld demo
sudo useradd ceshi # 创建一个用户，并赋予可写操作 
sudo passwd ceshi#设置用户密码
su ceshi # 切换 ceshi 用户登录 
cd demo # 进入 demo 文件夹
touch index.js # 创建 index.js文件，提示无权限，需要给 ceshi 用户demo文件夹的权限
sudo chmod o+r./demo#demo 文件夹写权限赋予其他人
su ceshi # 切换 ceshi 用户登录 
cd demo # 进入 demo 文件夹
touch index.js# 创建 index.js 文件成功

五.Linux系统软件包管理器

  1. 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

  1. 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

3.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>

4.Debian配置软件源

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

镜像地址

  • /dists:查看系统代号
  • /pool:查看软件分支

5.nginx

nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，nginx是由Igor Sysoev（伊戈尔·塞索耶夫）为俄罗斯访问量第二的rambler.ru 站点开发，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日

nginx安装和一些配置修改

六.总结

总结Linux.png linux是一种开源的操作系统,也是目前运用领域最广泛,使用人数最多的操作系统.从以上几个方面大概了解 linux的组成和相关结构,可以继续深入参考有关书籍和课程,学习它可以提高计算机基础知识,对以后就业和从事相关工作提供帮助.

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