馬哥教育21期網絡班—第一周課程+練習

計算機的組成及功能

根據馮·諾依曼原理

現在計算機有五部分組成

分別是：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備

現在把運算器和控制器做到一塊就是所謂的CPU

CPU = 運算器+控制器

存儲器：memory 用于存儲信息的記憶設備，存儲器分為ROM和RAM

編址存儲設備

ROM：只讀存儲器，尋址地址空間的組成部分

RAM：隨機存儲器

輸入和輸出設備：

輸入設備：向計算機輸入信息的設備

輸出設備：向人提供運行結果的設備

bus：總線

總線的作用：將電氣信號轉換為數字信號

總線劃分：數據總線、地址總線、控制總線

南橋：低速

北橋：高速

地址總線是實現尋址的

計算機工作流程圖：

程序：

指令+數據

指令：只讀

數據：讀寫

運行程序格式：

Windows: EXE, dll(dynamic link library)  動態鏈接庫

Linux: ELF, so(shared object)  共享對象

程序：算法+數據結構

庫調用，系統調用：允許被調用的程序；不提供數據，只提供指令

編程語言：

語言：

解釋型語言

編譯型語言

編譯方式： 

首先將源程序翻譯成等價的目標程序，然后再執行此程序，運行速度較快。如：C 、FORTRAN

解釋方式：

是把源程序逐句翻譯，翻譯一句執行一句，邊翻譯邊執行，運行速度較慢。解釋程序不產生將被執行的目標程序，而是借助解釋程序直接執行源程序本身。如：BASIC 、 LISP

編程語言：

匯編語言：微碼編程

系統中某些與硬件相關的特有代碼、驅動程序開發；

高級語言C, C++：

系統級應用、驅動程序

高級應用java, python, php：

應用程序

malloc()   申請, free()  釋放     節約內存資源

通用軟件：

向上提供接口統一接口，負責硬件的翻譯

OS: Operating System

將底層的細節隱藏起來，并提供一個統一的規范的，簡介的接口提供出來，這就是操作系統的用途

       軟件程序

       通用目的

           硬件驅動

           進程管理

           內存管理

           網絡管理

           安全管理

System Call

           Syscall：系統調用

編程層次：

           面向硬件編程稱為：

硬件規格：hardware specifiacation

系統調用：任何只有內核才能執行的操作，通過接口的形式表現出來，這些接口稱之為系統調用：操作系統之上再抽象一次

           庫調用：library call

把系統調用封裝成更復雜的程序，以供別人使用，稱之為庫，又稱重復造輪子

系統啟動=內核+外殼

軟件開發相關的概念介紹：

UI:前端，用戶接口

       GUI: Graphic User Interface    圖形界面

       CLI: Command Line Interface  命令行

    ABI: Application Binary Interface   應用二進制接口   編譯以后

    API：Application Programming Interface  開發以后  應用編程接口

   ANSI：協議

glibc：C的標準庫 Linux庫

生命周期：進程切換（上下文切換）

集成開發環境（IDE）：包括文本編寫，gcc編譯，庫鏈接等

GCC：預處理、編譯、匯編、鏈接 GNU C Complier

內核通過任務結構管理進程

進程：由父進程fork自身而來（由父進程申請，內核完成）

多任務：process

進程：程序實例，程序子集

POS: Portable Operating System

POSIX：可移植操作系統規范

POSIX 定義        API: 編程接口

CPU的架構類型：

x86

x64

arm

摩托羅拉：m68000, m68k

IBM：第一個多核CPU power

蘋果、IBM、摩托羅拉聯合設計：powerpc，簡裝版power

sun:ultrasparc

HP:alpha

安騰

操作系統介紹：

Windows

dos 

windowsNT

Windows2012 

Unix

System （Bell Lab）

AIX （IBM）

Solaris (SUN)

HP-UX (HP)

BSD: （BSRG）Berkeley System Distribution

NetBSD

OpenBSD

FreeBSD 在pc機上運行

Linux

Linus –> Linux

GNU/Linux

荷蘭安德魯教授仿造unix弄了一個Minix

Linus Torvalds 寫了Linux內核 

Linus:1991,8月份

1994年linux1.0內核發布

麻省理工學院MIT：Richard Stallman 激進分子     80年代中期

Free，軟件行業自由運動

GUN：GUN is Not Unix(遞歸縮寫)

GPL：通用公共許可證：General Public License

以下軟件

emacs,gcc, bash vi

Linux內核是有Linus Torvalds，而相關的軟件是由GNU軟件組織提供。

Linux開發版介紹：

Slackware系列：

slackware

suse  SLES：suse的企業版

opensuse

debian系列：

debian:不是商業組織，最接近原汁原味的Linux

ubuntu

mint

redhat系列：

rhel: redhat enterprise linux

每18個月發行一個新版本

CentOS：兼容rhel的格式

fedora：2003 年 由社區維護       每6個月發行一個新版本 

archlinux系列：

ArchLinux：輕量級，下去找資料

Gentoo系列：

Gentoo：程序包在硬件上現編譯

LFS系列：

LFS: Linux From scratch  自己定制Linux

程序包管理器：

rpm:

RHEL, Fedora, suse, centos

dpt:

Debian, Ubuntu

開源協議說明：

GNU: GPLv2, GPLv3, LGPL(lesser) 寬松的

Apache: apache

BSD: bsd

A: 1000, GPL,

B: 20000, 20     B借用到A的20條代碼，B必須也要遵循GPL協議，流毒無窮協議。

自由軟件：

自由軟件：

自由使用；自由學習和修改；自由分發；自由創建衍生版；

Linux 的哲學思想：

1、一切皆文件；

把幾乎所有資源，包括硬件設備都組織為文件格式；

2、由眾多單一目的小程序組成；一個程序只實現一個功能，而且要做好；

組合小程序完成復雜任務；

3、盡量避免跟用戶交互；

目標：實現腳本編程，以自動完成某些功能；

4、使用純文本文件保存配置信息；

目標：一款使用的文本編程器即能完成系統配置工作；

Linux命令格式：

COMMAND [OPTIONS…] [ARGUMENTS…]

選項：用于啟用或關閉命令的某個或某些功能；

短選項：-c, 例如：-l, -h

多個短選項可命令使用，例如-l -h, 可寫作-lh；

長選項：–word，例如：–long, –human-readable

參數：命令的作用對象

向命令提供數據

命令總結：

ifconfig

1、命令格式

ifconfig [選項] [參數]

2、命令功能

查看和配置網絡設備

3、選項

up：啟動網絡接口

down：關閉網絡接口

-s:顯示摘要信息

add：增加ipv4地址

-a:顯示網卡詳細信息

不帶選項，相當于-a

echo

1、命令格式

echo [選項] [參數]

2、命令功能

回顯 

3、選項

-n: 禁止自動添加換行符號；

-e: 允許使用轉義符；

 \n: 換行

 \t: 制表符

tty

顯示當前所在的終端

startx

進入圖形界面

export

設置或顯示環境變量

修改環境變量值的方式：export 變量名="值"

變量賦值：把賦值符號后面的數據存儲于變量名指向內存空間；

相當于調用PWD變量，顯示當前的目錄

OLDPWD變量上一級目錄

hash

shell搜尋到的外部命令的路徑結果會緩存至kv(key-value)存儲中；

history

管理命令歷史；

登錄shell時，會讀取命令歷史文件中記錄下的命令：~/.bash_history

登錄進shell后新執行的命令只會記錄在緩存中；這些命令會用戶退出時“追加”至命令歷史文件中；

history:

-a: 追加本次會話新執行的命令歷史列表至歷史文件中；

-d: 刪除歷史中指定的命令；

-c: 清空命令歷史；

快捷操作：

!#: 調用歷史中第#條命令；

!string：調用歷史中最近一個以string開頭的命令；

!!: 上一條命令

調用上一條命令的最后一個參數：

!$:

ESC, .

環境變量：

HISTSIZE：命令歷史記錄的條數；

HISTFILE：~/.bash_history；

HISTFILESIZE：命令歷史文件記錄歷史的條數；

控制命令歷史的記錄方式：

環境變量：HISTCONTROL

ignoredups：忽略重復的命令；連續且相同方為“重復”；

ignorespace：忽略所有以空白開頭的命令；

ignoreboth：ignoredups, ignorespace；以上兩種都生效

shutdown

shutdown [OPTION]…  TIME [MESSAGE]

 -r: reboot

 -h: halt

 -c：cancel ：取消關機或重啟操作

 TIME:

now: 立刻

+m: 相對時間表示法，從命令提交開始多久之后；例如 +3；

hh:mm: 絕對時間表示，指明具體時間；

poweroff

關機

reboot

重啟

date

date [OPTION]… [+FORMAT]：顯示

FORMAT: 格式符號

%a或%A:星期

%Y:四位年份

%y：兩位年份

%m:月

%M：分鐘

%d：日

%h：英文簡寫的月

%H：時

%S：秒

%s：現在距離1970年1月1號0點0分（unix元年）的秒數，timestamp（時間戳）

%D:月/日/年

%F:年-月-日

%T:時：分：秒

date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]：設置

MM: 月分

DD：幾號

hh: 小時

mm: 分鐘

YY: 兩位年份

CCYY: 四位年份

.ss: 秒鐘

顯示今天為周幾？

date +%a ; date +%A

設定當前系統時間？

date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]

date 0815170115.21

顯示今天的日期，形如：08/15/15？

date +%D

顯示當前的時間，形如： 16:01:21？

date +%T

clock

硬件時鐘

hwclock

顯示硬件時鐘

-s, –hctosys ：以硬件為準

-w, –systohc：以軟件為準

cal

顯示日歷

type

顯示內部命令還是外部命令

which

查找外部命令的路徑

whereis

定位可執行文件、源代碼文件、幫助文件在文件系統中的位置

目錄相關的命令：

當前目錄或工作目錄

主目錄，家目錄：HOME

root: /root

普通用戶：/home/USERNAME

/home/tom

~：用戶的主目錄

 cd

cd 或 cd ~: 回當前用戶的主目錄

cd ~USERNAME: 切換至指定用戶的主目錄 如： cd ~ abc

cd -: 在上一個目錄和當前目錄之間來回切換

. ：當前目錄

.. ：上一級目錄

 ls

顯示指定路徑下的文件列表；不能顯示文件本身

ls [OPTION]… [DIR]…

-a, –all: 顯示所有文件，包括隱藏文件；

-l: 長格式

-rw-r–r– 1 root root 44800 Aug 14 14:32 install.log

-rw-r–r–:

最左側的第一位：文件類型

-, d, l, b, c, p, s

后面的9位：訪問權限，perm

數字：文件被硬鏈接的次數；

左root: 文件的owner ：所有者

右root: 文件的group：所屬組

44800：文件的size

Aug 14 14:32 : 文件的最近一次被修改的時間

install.log： 文件名

-h, –human-readable：單位換算

-d: 顯示目錄自身的相關屬性；通常要與-l一起使用；

-r, –reverse: 逆序顯示

-R, –recursive: 遞歸

stat

stat /PATH/TO/SOMEFILE：獲取指定文件的元數據

Access: 訪問時間

Modify: 修改時間

Change：改變時間

文件查看命令：cat, tac

cat

cat [OPTION]… [FILE]…

-E: 顯示行結束符$

-n: 對顯示出的每一行進行編號

file

文件內容類型查看命令

file /PATH/TO/SOMEWHERE

pwd

顯示當前目錄

basename

顯示當前目錄的基名

dirname

顯示當前目錄的目錄名

用戶登錄信息查看命令：

whoami

顯示當前登錄有效用戶

who

系統當前所有的登錄會話

w

系統當前所有的登錄會話及所做的操作；

USER：登錄用戶名

TTY：登錄后的終端

FROM：遠程主機名

LOGIN@：何時登錄

IDLE：空閑時間

JCPU：tty鏈接所有進程占用的時間

PCPU：在WHAT顯示的進程占用的時間

WHAT：正在運行的進程命令行

常用的環境變量

PATH

bash 默認搜索路徑

SHELL

顯示當前所在的shell

PS1

命令提示符：prompt

[root@localhost ~]#

prompt：

管理員：#

普通用戶：$

\u:當前用戶

\h：主機名

\W:工作目錄的路徑基名

基名：當前目錄的最后一段

PWD

保存了當前目錄路徑

OLDPWD

上一次所在目錄路徑

HOME

顯示當前用戶的家目錄

命令幫助

內部命令：

# help COMMAND

外部命令：

(1) # COMMAND –help

# COMMAND -h

(2) 使用手冊(manual)

# man COMMAND

手冊頁：/usr/share/man

man1 … man8

man1: 用戶命令

man2: 系統調用

man3: C庫調用

man4: 設備文件及特殊文件

man5: 配置文件格式

man6: 游戲

man7: 雜項

man8: 管理類的命令

注意：有些關鍵在不止一個章節中存在幫助手冊；

要查看指定章節中的手冊：man # COMMAND

man命令的配置文件：/etc/man.config

MANPATH /PATH/TO/SOMEWHERE: 指明新的手冊文件搜索位置

# man -M /PATH/TO/SOMEWHERE COMMAND: 到指定位置下搜索COMMAND命令的手冊頁并顯示之；

幫助手冊中的段落說明：

NAME：程序的名字及簡要說明

SYNOPSIS：命令的簡要使用幫助

DESCRIPTION：功能詳細描述

OPTIONS：選項

EXAMPLES：使用示例

AUTHOR：作者

REPORTING BUGS：報告bug的聯系人

SEE ALSO：參考

SYNOPSIS：

[]：可選內容

<>: 必選內容

a|b：二選一

…: 同一內容可出現多次

{ }：定界，說明[]和<>

操作方法：

Space, ^V, ^f, ^F: 向文件尾翻屏；

b, ^B: 向文件首部翻屏；

d, ^D: 向文件尾部翻半屏；

u, ^U: 向文件首部翻半屏；

RETURN, ^N, e, ^E or j or ^J: 向文件尾部翻一行；

y or ^Y or ^P or k or ^K：向文件首部翻一行；

q: 退出；

#：跳轉至第#行；

1G: 回到文件首部

G：翻至文件尾部

文本搜索：

/KEYWORD: 

以KEYWORD指定的字符串為關鍵字，從當前位置向文件尾部搜索；不區分字符大小寫；

n: 下一個

N：上一個

?KEYWORD:

以KEYWORD指定的字符串為關鍵字，從當前位置向文件首部搜索；不區分字符大小寫；

n: 跟搜索命令同方向，下一個

N：跟搜索命令反方向，上一個

(3) 信息頁

# info COMMAND

(4) 程序自身的幫助文檔

README

INSTALL

ChangeLog

(5) 程序官方文檔

官方站點：Documentation

(6) 發行版的官方文檔

(7) Google

(8) slideshare

http://www.slideshare.net/

Linux的文件系統

根文件系統(rootfs)：

root filesystem

LSB：Linux標準庫  FHS: (FileSystem Heirache Standard)文件系統層級標準

/etc, /usr, /var, /root, /home, /dev

/boot：引導文件存放目錄，內核文件(vmlinuz)、引導加載器(bootloader, grub)都存放于此目錄；

/bin：供所有用戶使用的基本命令；不能關聯至獨立分區，OS啟動即會用到的程序；

/sbin：管理類的基本命令；不能關聯至獨立分區，OS啟動即會用到的程序；

/lib：基本共享庫文件，以及內核模塊文件(/lib/modules)；

/lib64：專用于x86_64系統上的輔助共享庫文件存放位置；

/etc：配置文件目錄(純文本文件)；

/home/USERNAME：普通用戶家目錄；

/root：管理員的家目錄；

/media：便攜式移動設備掛載點；

cdrom

usb

/mnt：臨時文件系統掛載點；

/dev：設備文件及特殊文件存儲位置；

b: block device，隨機訪問  塊設備

c: character device，線性訪問  字符設備

/opt：第三方應用程序的安裝位置；

/srv：系統上運行的服務用到的數據；

/tmp：臨時文件存儲位置；

/usr: universal shared, read-only data；只讀的

bin: 保證系統擁有完整功能而提供的應用程序；

sbin:

lib：

lib64：

include: C程序的頭文件(header files)；

share：結構化獨立的數據，例如doc, man等；

local：第三方應用程序的安裝位置；

bin, sbin, lib, lib64, etc, share

/var: variable data files  經常發生變化的文件

cache: 應用程序緩存數據目錄；

lib: 應用程序狀態信息數據；

local：專用于為/usr/local下的應用程序存儲可變數據；

lock: 鎖文件

log: 日志目錄及文件；

opt: 專用于為/opt下的應用程序存儲可變數據；

run: 運行中的進程相關的數據；通常用于存儲進程的pid文件；

spool: 應用程序數據池；

tmp: 保存系統兩次重啟之間產生的臨時數據；

/proc: 用于輸出內核與進程信息相關的虛擬文件系統；

/sys：用于輸出當前系統上硬件設備相關信息的虛擬文件系統；

/selinux: security enhanced Linux，selinux相關的安全策略等信息的存儲位置；

Linux上的應用程序的組成部分：

二進制程序：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin

庫文件：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64

配置文件：/etc, /etc/DIRECTORY, /usr/local/etc

幫助文件：/usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man, /usr/local/share/doc

Linux下的文件類型：

– (f)：普通文件；

d: 目錄文件；

b: 塊設備；

c: 字符設備；

l: 符號鏈接文件；（軟連接）

p: 管道文件；

s: 套接字文件；socket; 通信接口（IP地址+端口）

socket文件不跨主機通信，在同一臺主機中實現通信，打開

通信信道，就是套接字文件。跨主機利用協議通信，不跨主機

利用套接字通信。