学习Linux 的价值| 青训营笔记

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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DebianLinux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

计算机硬件 计算机五大基本单元

控制器

控制器是计算机的“大脑”,用于控制计算机中的各种操作。它接收指令,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 举例:计算机执行一个打印操作时,控制器会通过运算器进行相关运算,然后将需要打印的数据存储到存储器单元中,最后通过输出单元将数据输出到打印机中

运算器

运算器是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 举例:计算机执行加法操作时,将需要计算的两个数存储在寄存器中,运算器会从寄存器中读取这两个数并进行加法运算,将结果存储到另一个寄存器中

存储器单元

存储器单元是计算机中的存储单元,用于存储程序和数据。它分为内存和外存两部分,内存一般指主存储器,外存一般指磁盘等外部存储设备 举例:主存储器中存储着当前正在执行的程序和需要处理的数据,而辅助存储器则用于长期存储数据和程序

输入单元

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。例如,键盘、鼠标、扫描仪等都是输入单元 举例:键盘就是一种输入单元,可以将输入的字符或指令送到计算机中进行处理

输出单元

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。例如,显示器、打印机、喇叭等都是输出单元 举例:显示器、打印机等就是一种输出单元,可以将计算机处理后的数据显示出来或者打印出来

计算机操作系统

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。

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

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,那是如何在开机时被执行的呢?

在计算机启动时,最先被执行的是计算机 BIOS(Basic Input/Output System)或 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface),它们是计算机的固件,也就是硬件上的软件。BIOS 或 UEFI 将会执行 POST(Power On Self Test,自检程序)以确认硬件设备是否正常。 接着,BIOS 或 UEFI 会寻找启动盘(通常是硬盘或者 USB 设备),读取启动盘中的引导程序。引导程序是一个小程序,它被放置在启动盘的特定位置,用于启动操作系统。 当引导程序被加载后,它会加载操作系统内核和初始化程序,并将控制权转移到操作系统内核中,启动操作系统的运行。操作系统会根据用户或者系统设置,加载相应的服务和应用程序,提供计算机的各种功能

BIOS与UEFI

BIOS和UEFI都是计算机的固件,也就是硬件上的软件。它们的作用是在计算机启动时初始化硬件,检测设备是否正常,然后启动操作系统。 BIOS(Basic Input/Output System,基本输入输出系统)是一种早期的固件,它在计算机启动时负责执行POST(Power On Self Test,自检程序),检测硬件设备是否正常,然后加载引导程序,启动操作系统。BIOS存储在主板上的闪存芯片中,由于其限制比较多,如容量小、功能简单、启动速度慢等,已逐渐被新一代的UEFI所取代。 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface,统一可扩展固件接口)是BIOS的后继者,是一种新型的计算机固件,提供比BIOS更多的功能和扩展性。UEFI支持更大的启动盘和更多的文件系统,也支持更高级的安全和启动选项,同时启动速度更快。UEFI通常存储在主板上的闪存芯片中,并由厂商提供升级固件的方式,使其支持新的硬件和功能。 在操作系统安装时,需要选择与BIOS或UEFI兼容的启动方式。在BIOS时代,常用的启动方式是Legacy BIOS(传统BIOS)启动模式,而在UEFI时代,常用的启动方式是UEFI启动模式。通常情况下,UEFI启动方式更为推荐,因为它提供了更多的功能和扩展性,同时也支持传统BIOS启动方式,以兼容老的硬件设备。

流程图含义BIOS自检(Basic Input/Output System Self-Test)BIOS自检是计算机开机时自动运行的硬件诊断程序,它负责检查计算机硬件是否正常工作。自检过程包括以下内容:检查CPU、内存、磁盘驱动器、键盘、鼠标、打印机等硬件设备,以及系统时钟、电池电量等。如果自检过程出现错误,计算机将会发出一系列的声音和/或显示信息,提示用户出现了哪些问题Bootloader(引导程序)Bootloader是计算机启动过程中第一个被执行的程序,它负责在计算机启动时加载操作系统。当计算机启动时,BIOS或UEFI会寻找可启动设备,并将控制权交给该设备上的引导程序。引导程序会在可引导设备上查找操作系统的引导记录,并将控制权传递给该记录。如果找到引导记录,则引导程序会将控制权交给该记录,从而启动操作系统操作系统OS略 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(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,Liux内核以GPL协议发行V1.0

以上都处于诞生和初期的发展

1991年~1994年:诞生和初期发展

1991年,Linus Torvalds在芬兰大学创建了Linux项目,最初只是一个小型的自由软件内核项目。Linus的目标是开发一个类Unix的操作系统,能在普通的PC上运行。最初的Linux内核只有几千行代码,但随着时间的推移,越来越多的程序员加入了开发队伍,使得Linux内核逐渐变得庞大和复杂。

1995年~2005年:商业化和扩张期

在这个时期,Linux发展迅速,开始获得商业公司的广泛认可。1995年,Red Hat公司成立,开始提供基于Linux的商业服务和支持,从而打响了Linux商业化的先声。其他的公司如SUSE和Debian也相继成立,并开始提供商业化的Linux发行版。同时,Linux社区也迅速扩张,越来越多的开发者加入其中,贡献代码和支持。

2005年~至今:成熟期和广泛应用

随着时间的推移,Linux内核逐渐成熟,并被广泛应用于服务器、嵌入式系统、移动设备和个人电脑等领域。目前,Linux已经成为世界上最流行的操作系统之一,应用领域涉及云计算、人工智能、物联网、区块链等多个领域。此外,Linux社区也继续发展壮大,新的发行版、工具和技术层出不穷,使得Linux在未来的发展中仍然具有广泛的应用前景。

Linux版本

内核版本 发行版本

主流的Linux版本分支

查看Linux系统内核版本 bash复制代码#方法1 uname -a //显示系统的所有信息,包括内核版本号、操作系统发行版、主机名、处理器类型和架构等等 uname -r //只显示当前Linux系统的内核版本号​#方法2 cat /proc/version //cat /proc/version 命令用于显示当前 Linux 系统内核的版本号、编译者和编译日期。该命令读取 /proc/version 文件的内容并将其输出到终端上。​//该命令可以提供有关 Linux 内核的基本信息,包括内核版本、内核编译器和内核构建日期等。此外,它还提供了有关操作系统的其他信息,例如 GNU 工具链的版本和 CPU 架构信息。​//一些 Linux 系统中可能没有 /proc/version 文件,但是它们通常会提供其他方式来查看内核版本号,例如方法1的 uname -r 命令

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四个主要部分

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

文件系统是Linux操作系统中用于管理文件和目录的机制,是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。它们管理着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

应用程序是运行在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