一、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。
·互联网公司内部服务(TCE、FaaS、SCM)经常统一使用Debian Linux系统。
·熟悉Linux基础指令可以帮助我们更加熟悉运维前端常用的服务如Nginx, Node.js等。
·可以加深对操作系统概念和实现的理解，夯实计算机基础知识。
二、计算机硬件
2.1 冯诺依曼计算机体系
在一个完整的冯诺依曼计算机体系当中，计算机主要由五大基本单元组成，分别是控制器、运算器、存储器、以及输入输出两个单元。
①控制器：协调和指挥计算机中各个部件进行按需作业的单元。
②运算器：进行算术与逻辑运算处理的单元，负责运算数据。
③存储器：主要分为内存跟外存两个部分，负责存储数据。
④输入设备：鼠标、键盘等可以向计算机输入数据的设备。
⑤输出设备：显示器、音响等可以向用户提供内容的设备。
2.2 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展示给用户。
三、计算机操作系统
3.1 操作系统
操作系统是用于管理和控制计算机系统中的硬件资源与软件资源，在用户与系统硬件之间传递信息的系统。
操作系统主要提供了两个方面的功能：
①管理计算机资源，包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理等，实现对计算机各类资源的控制调配。
②提供各种用户接口，包括命令接口、图形用户接口、程序调用接口，实现外部程序与操作系统内核的交互。
3.2 操作系统的启动
操作系统的启动流程主要分为两种：
①传统模式：基于BIOS的启动流。
②主流模式：基于UEFI的启动流。
BIOS 或者UEFI本质是一段固化在主板上的程序，计算机启动时会默认运行此段程序。UEFI解决了BIOS启动Bootloader中的一些问题。
两种启动模式的流程如下：
四、Linux概述
4.1 Linux 发展简史
·1969年，Unix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（FSF）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，Linux内核以GPL协议发行V1.0。
4.2 Linux 版本
Linux主要有两种版本：内核版本和发行版本，可以简单地理解为发行版本就是内核版本再加上常用的软件。
基于Linux的主要的衍生系统如下图所示：
4.3 Linux 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。
五、Linux系统结构
5.1 Linux 基本组成
Linux系统主要有四个部分：内核、shell、文件系统和应用程序。具体来说，Linux的体系结构如下图所示：
5.2 进程管理和调度
进程是正在执行的一个程序命令，它有自己的地址空间，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。
进程通过进程调度实现进程占用CPU进行运行的顺序和规则。进程调度需要遵循以下规则：
·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。
具体的进程状态切换如下图所示：
5.3 文件系统和VFS
文件系统是负责管理持久化数据的子系统，负责把用户的文件存储到硬盘等存储介质上。在Linux中，一切数据（普通文件、目录、设备、套接字）都被归类为文件进行存储，这使得开发者仅需使用一套API及其开发工具即可调用Linux系统的绝大部分资源，比如Linux几乎所有读操作（读文件、读系统状态、读PIPE）都可以使用read函数进行。
Linux文件系统采用了树状的目录结构，具体分支如下图所示：
为了实现对用户提供统一的调用接口，Linux提供了虚拟文件系统（VFS），通过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文件接入接口，Linux可以存在多个“实际的文件系统”，具体来说就是用户控制VFS，VFS再去控制各个文件系统。具体的交互流程如下图所示：
