Linux基础|青训营笔记

计算机硬件

计算机五大基本单元

控制器：接受指令，解码指令，调度指令，并且通过总线将指令发送到其他单元，以控制它们执行指令。

运算器：计算机中的算术和逻辑单元，用于执行各种算术和逻辑运算。它由ALU（算术逻辑单元）和其他寄存器组成。

存储器单元：用于存储程序和数据。分为内存和外存，内存一般指主存储器，外存一般指磁盘等外部储存设备。

输入单元：是计算机中的输入设备，用于接收外部数据并将其传输到计算机系统中。

输出单元：是计算机中的输出设备，用于将计算机系统中的数据传输到外部环境中。

计算机操作系统

定义：管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，用于在用户和系统硬件之间传递信息。

承上启下：
    - 承上：在操作系统之上可以运用我们的计算机应用程序
    - 启下：可以直接与硬件做出交互

操作系统启动流程

Linux系统概览

发展简史：

1.1969年，Uniix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代码
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

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

基本组成：

内核

Linux操作系统的核心部分，它管理计算机硬件的资源，包括CPU、内存、磁盘、网络等。它是操作系统与硬件之间的接口，提供了一个操作系统所需的各种基本服务和功能，如进程管理、文件系统、内存管理、网络协议栈等。

shell

Shell是用户与Linux内核之间的接口，是一个命令解释器，提供了一种命令行界面供用户进行交互。在Shell中，用户可以输入命令和参数，执行脚本和程序，管理文件和目录等。

文件系统

文件系统时Linux操作系统中用于管理文件和目录的机制，时用户与操作系统之间进行文件交互的接口。Linux支持多种文件系统，如ext4、NTFS、FAT32等。它们管理者磁盘上的文件和目录，并提供文件读写、权限控制等基本功能。

应用程序

应用程序时运行在Linux操作系统上的各种软件，如文本编辑器、浏览器、视频播放器、编译器等。Linux操作系统拥有众多的应用程序，涵盖了各种领域，可以满足不同用户的需求。

体系结构：

用户空间

指应用程序运行的空间，包括用户应用程序、库、各种进程、服务等。用户空间的特点时受限制的权限，应用程序只能访问自己所拥有的资源，如自己的进程空间、自己的内存、自己的磁盘空间等。同时，用户控件还包括了各种shell，用户可以通过shell进行命令行操作，从而控制整个系统。

内核空间

指操作系统内核运行的空间，包括各种驱动程序、系统调用等。内核空间的特点是拥有系统级的权限，可以访问所有的资源，包括CPU、内存、磁盘、网络等。内核空间的代码通常运行在特权级别最高的模式下，可以直接进行操作硬件，因此内核空间的代码很少出错，一旦出错会导致整个系统崩溃。

[用户空间和内核空间之间通过系统调用进行通信。应用程序可以通过系统调用请求内核提供服务，如读写文件、网络通信、进程管理等。内核收到系统调用后会根据请求提供相应的服务，并返回结果给应用程序。]

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（即独立性）
- 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：

- 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

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，持久化的保存文件。
- 不同的文件有不同的类型
- Liux文件系统是采用树状的目录结构，
- 最上层是 /（根）目录

读取流程：

用户权限

- 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

组账户

- 标准组：可以容纳多个用户
- 私有组：只有用户自己

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)]

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 
- 上层工具：主要用于数据的搜索任务和依赖解析任务

上层与底层工具的区别

底层工具

主要用于底层的软件包管理操作，例如软件包的安装、卸载、更新等，其主要特点包括：
- 以命令行为主要界面；
- 操作灵活、功能强大；
- 操作相对复杂，需要较高的技术水平。

常见的底层工具包括：

- DPKG：Debian Linux 系统的底层软件包管理工具；
- RPM：Red Hat Linux 系统的底层软件包管理工具；
- yum：基于 RPM 的高级包管理器；
- apt：基于 dpkg 的高级包管理器。

上层工具

则更加注重用户友好性，提供了一些图形化界面和便捷的操作方式，其主要特点包括：
- 提供图形化界面，操作简单方便；
- 可以方便地搜索、安装和卸载软件包；
- 功能相对有限。

常见的上层工具包括：

- Synaptic：适用于 Debian 系统的上层软件包管理工具；
- Yumex：适用于 Red Hat 系统的上层软件包管理工具；
- Apper：适用于 KDE 桌面环境的上层软件包管理工具；
- Gnome-Software：适用于 Gnome 桌面环境的上层软件包管理工具。