【Linux相识相知】计算机的组成、linux发行版和哲学思想、基础命令和目录结构，相识相知发行版

【Linux相识相知】计算机的组成、linux发行版和哲学思想、基础命令和目录结构，相识相知发行版

 

     从今天开始，Frank将开始在博客上记录自己学习linux的点点滴滴，F初来乍到，还望各位大佬多多指教。本次博客的主要内容如下：

• 计算机基础：简要的描述了计算机的组成及其功能；
• linux初识：介绍了linux主流的发行版，说明了不同的发行版之间的区别和linux的哲学思想，列出了linux发行版的基础目录名称命名法则及功能规定；
• 基础命令：详细介绍一些基础的命令，并就如何在linux系统上获取命令的帮助做出了解释。

 

一、计算机的组成及其功能

计算机主要是由5个部分组成

• 控制器（Control）：正确的分布的完成每一条指令规定的功能。

• 运算器（Datapath）：对数据进行算术运算和逻辑运算。

• 存储器（Memory）：存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要的时候提供这些信息

• 输入（input system）：输入设备，常见的输入设备有键盘、鼠标、摄像头等。

• 输出（output system）：输出设备，常用的输出设备有显示器、打印机等。

我们所说的中央处理器CPU（Central Processing Unit）就是由控制器和运算器组成的。所有的东西，包括处理器、显卡、存储器、声卡、内存等都是通过主板来组合到一起的。

如果把计算机比如成一个人：

CPU=大脑；

内存=脑袋中正在思考的数据区块，主要是给大脑提供信息；

硬盘=脑袋中的记忆区块，主要是存放记忆的地方，用的时候取出来，不用的时候放回去；

主板=神经系统，协调各个部件；

I/O设备=人体与外接沟通的，比如手，脚，皮肤、眼睛；

电源power=心脏，这就不多说了，没有电源，整个系统就无法运作

知识遗拾：

为什么32位机器最多只能支持4G的内存？

32位，其实指的是CPU的寻址能力，2^32 = 1024*1024*1024*4 B = 1024*1024*4KB = 1024*4MB = 4GB，所以64位的系统的性能比32高很多

CPU的指令周期单位HZ？

CPU 的指令周期常使用 MHz 或者是 GHz 之类的单位，这个 Hz 其实就是秒分之一。而在网络传输方面，由于网络使用的是 bit 为单位，因此网络常使用的单位为 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit。举例来说，大家常听到的 20M/5M 光纤传输速度，如果转成文件容量的 byte 时，其实理论最大传输值为：每秒 2.5Mbyte/ 秒 625Kbyte 的下载/上传速度。

 

二、linux的来历

1991年，芬兰大学生Linus Torvalds（下图就是这位牛逼的人物了）萌发了开发一个自由的UNIX操作系统的想法，当年，Linux就诞生了，为了不让这个羽毛未丰的操作系统矢折，Linus将自已的作品Linux通过Internet发布。后来linux加入了GNU组织，并遵循了GPL，

从此一大批黑客和编程人员加入到其开发中来，使Linux得到了飞速的发展（Linux也被称为GNU/Linux），其实linux本身只是一个内核，而GNU提供的则是一些开源的软件，比如x-window、gcc等。

 

Linus Torvalds

知识遗拾：

开源协定GPL：一个软件一旦遵循了GPL，那么使用者可以自由的执行，复制，再发行，学习、修改自由软件。由于第一个版本的GPL太过于严苛，后来出现较为宽松的GPLV2和GPLV3。除了GPL开源协定还有LGPL,BSD和Apache等。

 

三、linux的发行版

 发行版为许多不同的目的而制作，包括对不同计算机结构的支持。实时应用等，现已经存在的发行版本就有几百种，但是其中比较常用的发行版也就几种。

 1.Red Hat

 

红帽也许是世界使用的最多的发行版本了，普遍使用在服务器上，你可以免费的在其官网上获取最新的版本，但是版本如果存在bug或者不稳定，包含一些一些封闭的源代码软件，如果需要红帽提供技术支持，那就需要买人家的服务了，目前最新的版本为7.X。

 2.Centos

 

Centos是基于Red Hat linux的企业级发行版本，但是它没有那些封闭的源代码软件，全部是开源的，现在国内很多大的电商在其服务器上运行的就是Cenntos,目前最新的版本为7.x（因为是红帽一家的）。

 3.Debian

 

Debian是一个非常稳定的版本，但是安装过程是及其复杂的，你需要将源码根据自己的硬件编译成二进制文件来安装，这也是其稳定的原因，但是这样带来的坏处就是，一般的用户安装起来就非常头疼了。在Debian6中，linux的内核是完全开源的，所有的闭源软件都被隔离成了单独的软件包，放在Debian的软件源"Non-Free"部分，所以用户可以自行选项全开源的系统还是存在一起闭源的软件，目前最新版本为9.x。

4.Ubuntu

 

Ubuntu是基于debian发行版和unity桌面环境的，是一个以桌面应用为主的linux操作系统，目前最新版本为17.x。

5.SUSE

 

SUSE是德国非常著名的Linux发行版，后被Novell公司收购，SUSE Linux一向以华丽的用户界面著称；

6.Gentoo

 

Gentoo是Linux世界最年轻的发行版本，正因为年轻，所以能吸取在她之前的所有发行版本的优点。Gentoo最初由Daniel Robbins（FreeBSD的开发者之一）创建，首个稳定版本发布于2002年。由于开发者对FreeBSD的熟识，所以Gentoo拥有媲美FreeBSD的广受美誉的ports系统 ——Portage包管理系统。

知识遗拾：

发行的版本号和linux内核的版本是不一样的概念的

linux内核最新版为：4.11.8   

4：表示主版本号

11：表示开发中的版本，如果为偶数的则是稳定版本

8：修订版本号，表示修改次数

可以通过官网下载查询：https://www.kernel.org/

其实所有的发行版的内核可以说都是版本不同或者相同的linux内核，然后将各种各样图形化界面，软件然后与内核组在一起就成个各种不同的版本。

两种用户界面：

1.GUI：图形化界面

    GNome

    KDE

2.CLI：命令行界面

    bash

    zsh

    sh    ....

终端设备

物理终端：控制台,console，/dev/console
虚拟终端：Ctrl+Alt+F[1-6]，为tty,/dev/tty[1-6]

图形终端:

centos6:

Ctrl+Alt+F7

cnetos7:

在哪个虚拟终端启动就位于哪一个虚拟终端

串行终端:tyys,/dev/ttys#

伪终端:pts,/dev/pts#

使用tty查看终端设备

[root@localhost ~]# tty
/dev/pts/0

 

四、linux的哲学思想

 1.一切皆文件

 在linux系统中，所有的资源都是以文件形式表现出来的，包括设备文件，普通文件，目录，套接字，反正你能看得到都是文件；

 

2.由众多功能单一的程序组成

在linux中，一个小程序就是拿来完成一个简单的任务的，如果想要完成很复杂的任务，那么就需要把小程序组合起来，一起完成。

3.尽量避免和用户交互

 shell支持很多种编程语言，比如python，可以使用脚本来实现自动化得任务

 4.使用文本保存配置信息

 易于读取配置信息，可以使用文本编辑器就可以修改配置信息

 

 五、linux命令的使用格式

linux命令的语法通用格式为：

#COMMAND OPTIONS ARGUMENTS

 COMMAND

 当发起一条命令的时候，系统请求内核将某个二进制程序运行为一个进程，命名本身是一个可执行的程序文件，二进制格式文件，有可能会调用共享库文件，并非所有的命令都有一个在某目录与之对应的可执行程序，在Linux中可执行文件为ELF类型，比如在windows上试exe或者msi：

多数系统程序文件都存放在：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin，/usr/local/bin, /usr/local/sbin

    普通命令：/bin, /usr/bin, /usr/local/bin 

    管理命令：/sbin, /usr/sbin, /usr/local/sbin

共享库：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64

    32bits的库：/lib, /usr/lib, /usr/local/lib

    64bits的库：/lib64, /usr/lib64, /usr/local/lib64

命令类型：

内置命令：由shell程序自带的命令

外部命令：独立的可执行程序文件，文件名即命令名

shell程序是独特的程序，复制解析用户提供的命令，她是从环境变量PATH中获取路径来查找可执行的文件的。

可以使用type COMMAND来获取命令是内置的还是外置：

内置：

[root@localhost ~]# type cd
cd is a shell builtin

 外置：

[root@localhost ~]# type cat
cat is /usr/bin/cat

 OPTIONS

选项，指定命令的运行特性，选项有两中表现形式：

短选项：例如-c,-d,-r，有些命令是没有-的，多个短选项，多数情况下是可以合并的

长选项：例如--help，不能合并

 AGUMENTS

 命令的作用对象，即命令对什么生效，有些命令的对象可以用多个，使用空格分开

 

六、基础命令

 ifconfig

 显示IP地址，MAC地址，收发包和丢包数目和错误包的个数

[root@localhost ~]# ifconfig
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.5.135  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.5.255
        inet6 fe80::7d5:374d:e0e2:37ce  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:3c:34:c0  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1235  bytes 116447 (113.7 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 945  bytes 76449 (74.6 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1  (Local Loopback)
        RX packets 72  bytes 6252 (6.1 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 72  bytes 6252 (6.1 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

命令显示了2块网卡的信息，一个是网卡ens33，一个是环回口loopback，可以看到ens33的ipv4、ipv6地址和MAC地址等信息,与其类似的命令为ip add show.   echo 回显命令

[root@localhost ~]# echo "hello linux"
hello linux

 强引用，单引号：

[root@localhost ~]# echo '$PATH'
$PATH

 弱引用，双引号：

[root@localhost ~]# echo "$PATH"
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

 

 tty

 显示当前终端的文件名

[root@localhost ~]# tty
/dev/pts/0

 

startx

 开启图形化界面

[root@localhost ~]# startx

 

 

export

设置和显示环境变量，单独使用export可以查看当前系统下的环境变量； 命令格式: 

export [-fn] [name[=value] ...] or export -p

 Options:
      -f        refer to shell functions   代表[变量名称]中为函数名称
      -n        remove the export property from each NAME  删除环境变量，实际上没有删除，只是不会输出到后续指令的执行环境
      -p        display a list of all exported variables and functions  显示所有的环境变量

一个变量创建时，它不会自动地为在它之后创建的shell进程所知。而命令export可以向后面的shell传递变量的值。当一个shell脚本调用并执行时，它不会自动得到原为脚本（调用者）里定义的变量的访问权，除非这些变量已经被显式地设置为可用。export命令可以用于传递一个或多个变量的值到任何后继脚本。     ----《UNIX教程》

[root@localhost ~]# name="Frank"
[root@localhost ~]# echo $name
Frank
[root@localhost ~]# bash
[root@localhost ~]# echo $name
[root@localhost ~]# exit
exit
[root@localhost ~]# export name
[root@localhost ~]# echo $name
Frank
[root@localhost ~]# bash
[root@localhost ~]# echo $name
Frank

 

pwd

显示当前目录，当用户登录的时候，一般起始目录为其家目录，/home/username

[root@localhost ~]# pwd
/root

 

history

显示执行命令的历史信息，用户在登录系统时，会读取历史文件记录下的命令：~/.bash_history

[root@localhost ~]# history 
    1  history 
    2  pwd
    3  cd /root
    4  ls
    5  history 

-c：清除历史信息

-n：显示最近的n行

-a：将命令历史信息写到history_file文件中，默认会写到~/.bash_history下

-r：读取histor_file的内容到当前的history

-w：将目前的history内容写到history_file中

-d：删除指定行的命令历史

!编号：再次执行某一行的命令

!!：执行上一条命令

 

shutdown

关机命令

-c：将shutdown的命令取消，取消关机

-H：停止设备

-P：关闭电源

-r：重启设备

-h：将系统关机

-k：只送出信息，但是不关机

--no-wall：关机但是不送出任何信息

指定系统在22点关机

[root@localhost ~]# shutdown -r 22:00
Shutdown scheduled for Sat 2017-07-01 22:00:00 EDT, use 'shutdown -c' to cancel.

指定5分钟后关机，同时给出告警信息

[root@localhost ~]# shutdown +5 "System will shutdown after 5 minutes"
Shutdown scheduled for Sat 2017-07-01 08:54:35 EDT, use 'shutdown -c' to cancel.
[root@localhost ~]# 

poweroff（关闭电源），reboot（重启系统）   date [OPTION] [+FORMAT]  Format指出了以什么样的格式来显示时间 查看系统时钟，设置系统时间

[root@localhost ~]# date
Sat Jul  1 09:06:14 EDT 2017

  %%   a literal %
  %a   locale's abbreviated weekday name (e.g., Sun)
  %A   locale's full weekday name (e.g., Sunday)
  %b   locale's abbreviated month name (e.g., Jan)
  %B   locale's full month name (e.g., January)
  %c   locale's date and time (e.g., Thu Mar  3 23:05:25 2005)
  %C   century; like %Y, except omit last two digits (e.g., 20)
  %d   day of month (e.g., 01)
  %D   date; same as %m/%d/%y
  %e   day of month, space padded; same as %_d
  %F   full date; same as %Y-%m-%d
  %g   last two digits of year of ISO week number (see %G)
  %G   year of ISO week number (see %V); normally useful only with %V
  %h   same as %b
  %H   hour (00..23)
  %I   hour (01..12)
  %j   day of year (001..366)
  %k   hour, space padded ( 0..23); same as %_H
  %l   hour, space padded ( 1..12); same as %_I
  %m   month (01..12)
  %M   minute (00..59)
  %n   a newline
  %N   nanoseconds (000000000..999999999)
  %p   locale's equivalent of either AM or PM; blank if not known
  %P   like %p, but lower case
  %r   locale's 12-hour clock time (e.g., 11:11:04 PM)
  %R   24-hour hour and minute; same as %H:%M
  %s   seconds since 1970-01-01 00:00:00 UTC
  %S   second (00..60)
  %t   a tab
  %T   time; same as %H:%M:%S
  %u   day of week (1..7); 1 is Monday
  %U   week number of year, with Sunday as first day of week (00..53)
  %V   ISO week number, with Monday as first day of week (01..53)
  %w   day of week (0..6); 0 is Sunday
  %W   week number of year, with Monday as first day of week (00..53)
  %x   locale's date representation (e.g., 12/31/99)
  %X   locale's time representation (e.g., 23:13:48)
  %y   last two digits of year (00..99)
  %Y   year
  %z   +hhmm numeric time zone (e.g., -0400)
  %:z  +hh:mm numeric time zone (e.g., -04:00)
  %::z  +hh:mm:ss numeric time zone (e.g., -04:00:00)
  %:::z  numeric time zone with : to necessary precision (e.g., -04, +05:30)
  %Z   alphabetic time zone abbreviation (e.g., EDT)

[root@localhost ~]# date +%F
2017-07-01

将时间设置为2016年7月1日晚上21点17分30秒

[root@localhost ~]# date  070121172016.30
Fri Jul  1 21:17:30 EDT 2016

 

hwclock,clock

显示或设定硬件时间 -s, --hctosys：以硬件为准，把系统调整为与硬件时间相同； -w, --systohc：以系统为准，把硬件时间调整为与系统时钟相同；

[root@localhost ~]# date
Fri Jul  1 21:19:22 EDT 2016
[root@localhost ~]# clock
Sat 01 Jul 2017 09:20:48 AM EDT  -1.059659 seconds
[root@localhost ~]# hwclock -s
[root@localhost ~]# date
Sat Jul  1 09:21:11 EDT 2017

 

七、命令帮助

help COMMAND

使用help加命令可以获取命令帮助

COMMAND --help

部分命令可以使用长选项--help来获取帮助

使用MAN来获取帮助

MAN的章节可以分为以下几个部分：

1   Executable programs or shell commands     用户命令
2   System calls (functions provided by the kernel)    系统调用
3   Library calls (functions within program libraries)    库调用
4   Special files (usually found in /dev)    设备
5   File formats and conventions eg /etc/passwd    文件格式
6   Games    游戏帮助
7   Miscellaneous (including macro packages and conventions), e.g. man(7), groff(7)    杂项
8   System administration commands (usually only for root)    系统命令
9   Kernel routines [Non standard]    kernel内部命令

 可以使用whatis查看命令章节

[root@localhost ~]# whatis ls
ls (1)               - list directory contents

 在MAN下的控制命令

 

 

 八、基础目录的命令法则和功用规定

linux文件命名法则：

1.文件名严格区分大小写

2.文件可以使用除/以外任意字符

3.文件名长度不能超过255字符

4.以.开头的文件为隐藏文件

下图为linux的文件系统的结构，让我们来具体看一下每一个的功能

 /:根目录

/bin：所有用户的可用的基本命令程序文件

/sbin：供系统管理使用的程序文件

/etc：系统程序的配置文件

/dev：存储特殊文件或者设备文件

/proc：基于内存的虚拟文件系统，用于为内核及进程存储其相关信息；它们多为内核参数

/var：存储常发生变化的数据的目录

/tmp：为那些会产生临时文件的程序提供的用于存储临时文件的目录；可供所用户执行写入操作；有特殊权限

/usr：全局共享的只读数据路径

/home：普通的家目录的集中位置；一般每个普通用户的家目录默认为此目录下与用户名同名的子目录

/boot：引导加载器必须用到的各静态文件

/lib：为系统启动或根文件系统上的应用程序(/bin, /sbin等)提供共享库，以及为内核提供内核模块

/opt：附加应用程序的安装位置；可选路径

/mnt：其它文件系统的临时挂载点

/media：便携式设备挂载点，cdrom, floppy等

/srv：当前主机为服务提供的数据

/lib64：64位系统特有的存放64位共享库的路径

 

知识遗拾：

linux文件系统的层级结构是一个倒置树状结构，“/”根为起点 绝对路径：从根开始表示出的路径 相对路径：从当前位置开始表示出的路径