Homework Week-1 Linux基本

1、描述計算機的組成及其功能。

計算機由硬件和軟件組成；硬件主要分為五部分：控制器，運算器、存儲器、輸入和輸出設備。軟件分為系統軟件和應用軟件。

• 控制器(Control)：是整個計算機的中樞神經，其功能是對程序規定的控制信息進行解釋，根據其要求進行控制，調度程序、數據、地址，協調計算機各部分工作及內存與外設的訪問等。

• 運算器(Datapath)：運算器的功能是對數據進行各種算術運算和邏輯運算，即對數據進行加工處理。

• 存儲器(Memory)：存儲器的功能是存儲程序、數據和各種信號、命令等信息，并在需要時提供這些信息。

•  輸入(Input system)：輸入設備是計算機的重要組成部分，輸入設備與輸出設備合稱為外部設備，簡稱外設，輸入設備的作用是將程序、原始數據、文字、字符、控制命令或現場采集的數據等信息輸入到計算機。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標器、光電輸入機、磁帶機、磁盤機、光盤機等。

•  輸出(Output system)：輸出設備與輸入設備同樣是計算機的重要組成部分，它把外算機的中間結果或最后結果、機內的各種數據符號及文字或各種控制信號等信息輸出出來。微機常用的輸出設備有顯示終端CRT、打印機、激光印字機、繪圖儀及磁帶、光盤機等。

• 系統軟件是指控制和協調計算機及外部設備,支持應用軟件開發和運行的系統，是無需用戶干預的各種程序的集合，主要功能是調度，監控和維護計算機系統；負責管理計算機系統中各種獨立的硬件，使得它們可以協調工作。系統軟件使得計算機使用者和其他軟件將計算機當作一個整體而不需要顧及到底層每個硬件是如何工作的。（如Windows、Linux、Dos、Unix等操作系統都屬于系統軟件。）

•  應用軟件 （application software）是用戶可以使用的各種程序設計語言，以及用各種程序設計語言編制的應用程序的集合，分為應用軟件包和用戶程序。應用軟件包是利用計算機解決某類問題而設計的程序的集合，供多用戶使用。應用軟件是為滿足用戶不同領域、不同問題的應用需求而提供的那部分軟件。 它可以拓寬計算機系統的應用領域，放大硬件的功能。（如Word、Excel、QQ等都屬于應用軟件）

2、按系列羅列Linux的發行版，并描述不同發行版之間的聯系與區別。

GNU/Linux(1991)-MCC Interim(1992)-SLS(1992)-Slackware(1993)-S.u.S.E(1994)-SuSE(1998)-SUSE(2004)-openSUSE(2006)

GNU/Linux(1991)-CRUX(2001)-Arch(2002)

GNU/Linux(1991)-Debian(1993)-Unbuntu(2004)

GNU/Linux(1991)-RedHat(1994)-Fedora-CentOS(2004)

GNU/Linux(1991)-Gentoo(2002)

• Linux的發行版本可以大體分為兩類，一類是商業公司維護的發行版本，一類是社區組織維護的發行版本。前者以著名的Redhat（RHEL）為代表，后者以Debian為代表。

• Redhat系列，包括RHEL(Redhat Enterprise Linux，也就是所謂的Redhat Advance Server，收費版本)、Fedora Core(由原來的Redhat桌面版本發展而來，免費版本)、CentOS(RHEL的社區克隆版本，免費)。Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式，包分發方式是編譯好的二進制文件。穩定性方面RHEL和CentOS的穩定性非常好，適合于服務器使用，但是Fedora Core的穩定性較差，最好只用于桌面應用。

• Debian系列，包括Debian和Ubuntu等。Debian是社區類Linux的典范，是迄今為止最遵循GNU規范的Linux系統。Debian最早由Ian Murdock于1993年創建，分為三個版本分支（branch）： stable, testing 和 unstable。其中，unstable為最新的測試版本，其中包括最新的軟件包，但是也有相對較多的bug，適合桌面用戶。testing的版本都經 過unstable中的測試，相對較為穩定，也支持了不少新技術（比如SMP等）。而stable一般只用于服務器，上面的軟件包大部分都比較過時，但是 穩定和安全性都非常的高。Debian最具特色的是apt-get / dpkg包管理方式，其實Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式，但在二進制文件發行方式中，APT應該是最好的了。

• Ubuntu是基于Debian的unstable版本加強而來，Ubuntu就是 一個擁有Debian所有的優點，以及自己所加強的優點的近乎完美的 Linux桌面系統。根據選擇的桌面系統不同，有三個版本可供選擇，基于Gnome的Ubuntu，基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的 Xubuntu。特點是界面非常友好，容易上手，對硬件的支持非常全面，是最適合做桌面系統的Linux發行版本。

• Gentoo是Linux世界最年輕的發行版本，正因為年輕，所以能吸取在她之前的所有發行版本的優點，這也是Gentoo 被稱為最完美的Linux發行版本的原因之一。Gentoo最初由Daniel Robbins（FreeBSD的開發者之一）創建，首個穩定版本發布于2002年。由于開發者對FreeBSD的熟識，所以Gentoo擁有媲美 FreeBSD的廣受美譽的ports系統 ——Portage包管理系統。不同于APT和YUM等二進制文件分發的包管理系統，Portage是基于源代碼分發的，必須編譯后才能運行，對于大型軟 件而言比較慢，不過正因為所有軟件都是在本地機器編譯的，在經過各種定制的編譯參數優化后，能將機器的硬件性能發揮到極致。Gentoo是所有Linux 發行版本里安裝最復雜的，但是又是安裝完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件環境下運行最快的版本。

• 廣義上SUSE Linux是一系列Linux發行版，第一個版本出現在1994年初，SUSE現存的最古老的商業發行版之一，起源于德國，而SUSE Linux 針對個人用戶。SUSE Linux原是以Slackware Linux為基礎，并提供完整德文使用界面的產品。1992年 Peter McDonald成立了Softlanding Linux System(SLS)這個發行版。這套發行版包含的軟件非常多，更首次收錄了X Window及TCP/IP等套件。Slackware就是一個基于SLS的發行版。

3、描述Linux的哲學思想，并按照自己的理解對其進行解釋性描述。

• 一切皆文件，把幾乎所有資源統統抽象為文件形式，包括硬件設備，甚至通信接口；

• 由眾多功能單一的程序組成，一個程序只做一件事，并且做好，組合小程序完成復雜任務；

• 盡量避免與用戶交互，目標：易于以編程方式實現自動化任務；

• 使用文本文件保存配置信息。

4、說明Linux系統上命令的使用格式；詳細介紹ifconfig、echo、tty、startx、export、pwd、history、shutdown、poweroff、reboot、hwclock、date命令的使用，并配合相應的示例來闡述。

• Linux命令使用格式

#COMMAND OPTIONS ARGUMENTS

COMMAND，命令名稱，如ls,cd,pwd等；

OPTIONS，用于指定命令的運行特性，有短選項和長選項兩種表現形式，短選項可以合并，長選項不能合并；有些選項可以帶參數，稱為選項參數。

ARGUMENTS，命令的作用對象，即命令對什么生效。不同命令的參數不同，有些命令可同時帶多個參數，之間用空白符分隔。

• ifconfig：查看活動接口的ip地址

• echo：回顯

                echo  [SHORT-OPTION]…  [STRING]…   

                    -n: 不進行換行；

                    -e：讓轉義符生效；

                        \n：換行

                        \t：制表符

                STRING可以使用引號，單引號和雙引號均可用；

                        單引號：強引用，變量引用不執行替換；

                            ~]# echo '$SHELL'

                        雙引號：弱引用，變量引用會被替換；

                            ~]# echo "$SHELL"  

• tty：顯示終端連接標準輸入設備的文件名稱

• startx：啟動圖形化桌面

• export ：設置或顯示環境變量

#export HISTFILESIZE=750

#echo $HISTFILESIZE

• pwd：顯示工作目錄

• history

history [-c] [-d 偏移量] [n]

                    或 history -anrw [文件名]

                    或 history -ps 參數 [參數…]

                -c: 清空命令歷史；

                -d offset：刪除指定命令歷史

                -r: 從文件讀取命令歷史至歷史列表中；

                -w：把歷史列表中的命令追加至歷史文件中；

                history #：顯示最近的#條命令；

調用命令歷史列表中的命令：

                !#：再一次執行歷史列表中的第#條命令；

                !!：再一次執行上一條命令；

                !STRING：再一次執行命令歷史列表中最近一個以STRING開頭的命令；

• shutdown：系統關機

shutdown [OPTIONS…] [TIME] [WALL…]

                    OPTIONS:

                        -h: halt 將系統關機

                        -r：reboot 將系統關機之后重新啟動

                        -c：cancel 取消執行中的shutdown命令

TIME（定時關機）：

                        now 

                        hh:mm

                        +m

                         +0

WALL

• poweroff：

• reboot：重新開機

• hwclock：顯示或設定硬件時鐘

    -s, –hctosys：以硬件為準，把系統調整為與硬件時間相同；

                        -w, –systohc：以系統為準，把硬件時間調整為與系統時鐘相同；

• date：顯示日期時間

date [OPTION]… [+FORMAT]

                        FORMAT：格式符

                            %F

                            %T

                            %Y

                            %m

                            %d

                            %H

                            %M

                            %S

                            %s: 從1970年1月1號(unix元年)0點0分0秒到命令執行那一刻經過的秒數；

設定日期時間：date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]

5、如何在Linux系統上獲取命令的幫助信息，請詳細列出，并描述man文檔的章節是如何劃分的。

內部命令：help COMMAND

外部命令：(1)命令自帶簡要格式幫助COMMAND –help (2)使用手冊man COMMAND

man章節的劃分：

    1：用戶命令；

                        2：系統調用；

                        3：C庫調用；

                        4：設備文件及特殊文件；

                        5：文件格式；（配置文件格式）

                        6：游戲使用幫助；

                        7：雜項；

                        8：管理工具及守護進行；

6、請羅列Linux發行版的基礎目錄名稱命名法則及功用規定。

  /bin：所有用戶可用的基本命令程序文件；

            /sbin：供系統管理使用的工具程序；

            /boot：引導加載器必須用到的各靜態文件：kernel, initramfs(initrd), grub等；

            /dev：存儲特殊文件或設備文件；

                設備有兩種類型：字符設備(線性設備)、塊設備(隨機設備)；

            /etc：系統程序的配置文件，只能為靜態；

            /home：普通的家目錄的集中位置；一般每個普通用戶的家目錄默認為此目錄下與用戶名同名的子目錄，/home/USERNAME；

            /root：管理員的家目錄；可選；

            /lib：為系統啟動或根文件系統上的應用程序(/bin, /sbin等)提供共享庫，以及為內核提供內核模塊

                libc.so.*：動態鏈接的C庫；

                ld*：運行時鏈接器/加載器；

                modules：用于存儲內核模塊的目錄；

            /lib64：64位系統特有的存放64位共享庫的路徑；

            /media：便攜式設備掛載點，cdrom, floppy等；

            /mnt：其它文件系統的臨時掛載點；

            /opt：附加應用程序的安裝位置；可選路徑；

            /srv：當前主機為服務提供的數據；

            /tmp：為那些會產生臨時文件的程序提供的用于存儲臨時文件的目錄；可供所用戶執行寫入操作；有特殊權限；

            /usr：usr Hierarchy，全局共享的只讀數據路徑；

                bin, sbin

                lib, lib64

                include：C程序頭文件；

                share：命令手冊頁和自帶文檔等架構特有的文件的存儲位置

                local：另一個層級目錄；

                X11R6：X-Window程序的安裝位置

                src：程序源碼文件的存儲位置

            /usr/local：Local hierarchy，讓系統管理員安裝本地應用程序；也通常用于安裝第三方程序；

            /var：/var Hierarchy，存儲常發生變化的數據的目錄；

                cache    Application cache data

                lib        Variable state information

                local    Variable data for /usr/local

                lock    Lock files

                log        Log files and directories

                opt        Variable data for /opt

                run        Data relevant to running processes

                spool    Application spool data

                tmp        Temporary files preserved between system reboots

  /proc：基于內存的虛擬文件系統，用于為內核及進程存儲其相關信息；它們多為內核參數，例如net.ipv4.ip_forward, 虛擬為net/ipv4/ip_forward, 存儲于/proc/sys/, 因此其完整路徑為/proc/sys/net/ipv4/ip_forward；

  /sys：sysfs虛擬文件系統提供了一種比proc更為理想的訪問內核數據的途徑；其主要作用在于為管理Linux設備提供一種統一模型的的接口；